先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片用第二代單晶高溫合金DD419-征求意見稿-編制說明

T/CISAXXX-XXXX《先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片用第二代單晶高溫合金

DD419》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

編制說明

（征求意見稿）

一、工作簡(jiǎn)況

1、任務(wù)來源

本項(xiàng)目是依據(jù)中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)材試標(biāo)字[2021]192號(hào)文：關(guān)

于CSTM標(biāo)準(zhǔn)《先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片用第二代單晶高溫合金DD419》的立項(xiàng)

公告。計(jì)劃編號(hào)為CSTMLX010000783—2021，項(xiàng)目名稱為“先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉

片用第二代單晶高溫合金DD419”，計(jì)劃完成時(shí)間為2021年。

2、主要工作過程

起草(草案、調(diào)研)階段:計(jì)劃下達(dá)后，2021年6月標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織各

起草單位成立了起草工作組，由中國(guó)科學(xué)院金屬研究所為組長(zhǎng)單位（或XXXXX

牽頭成立了標(biāo)準(zhǔn)編制工作組），負(fù)責(zé)主要起草工作。工作組對(duì)國(guó)內(nèi)外DD419單

晶高溫合金母合金技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展情況進(jìn)行全面調(diào)研，同時(shí)廣泛搜集相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和

國(guó)內(nèi)外技術(shù)資料，進(jìn)行了大量的研究分析、資料查證工作，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，

進(jìn)行全面總結(jié)和歸納，在此基礎(chǔ)上編制出《先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片用第二代單晶高

溫合金DD419》標(biāo)準(zhǔn)草案初稿。經(jīng)工作組及有關(guān)專家研討后，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案初稿

進(jìn)行了認(rèn)真的修改，于2021年10月形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿及其編制說明等相關(guān)

附件，報(bào)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書處。

征求意見階段:

審查階段:

報(bào)批階段:

注意：如果標(biāo)準(zhǔn)草案涉及專利，在標(biāo)準(zhǔn)制修訂過程中的任何階段，均應(yīng)附上《已披露

的專利清單》廣泛征求意見，并將反饋意見加以說明。鼓勵(lì)沒有參與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

制修訂的組織或者個(gè)人在標(biāo)準(zhǔn)制修訂的任何階段披露其擁有和知悉的必要專

利。

3、主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、XXXXX、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院、……

共同起草。

主要成員:XXXX、XXXX、XXXX、……。

所做的工作:XXXX任工作組組長(zhǎng)，主持全面協(xié)調(diào)工作，負(fù)責(zé)對(duì)各階段標(biāo)準(zhǔn)

的審核;XXXX為本標(biāo)準(zhǔn)主要執(zhí)筆人，負(fù)責(zé)本標(biāo)準(zhǔn)的具體起草與編制;XXXX、

XXXX、XXXX負(fù)責(zé)國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)和資料的收集、分析及資料查證，對(duì)產(chǎn)

品生產(chǎn)工藝、性能和使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和歸納；XXXX負(fù)責(zé)對(duì)國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品和技

術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展情況進(jìn)行全面調(diào)研，XXXX負(fù)責(zé)對(duì)各方面的意見及建議進(jìn)行歸

納、整理。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則

本文件在制定/修訂過程中，遵循“面向市場(chǎng)、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時(shí)推

出、及時(shí)修訂、不斷完善”的原則，注重標(biāo)準(zhǔn)修訂與技術(shù)創(chuàng)新、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)

推進(jìn)、應(yīng)用推廣相結(jié)合，本著先進(jìn)性、科學(xué)性、合理性和可操作性以及標(biāo)準(zhǔn)的目

標(biāo)、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性和規(guī)范性的原則來進(jìn)行本標(biāo)準(zhǔn)的制定/修

訂工作。

本文件在起草過程中主要按GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)

的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》的要求編寫。在確定本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)時(shí)，綜合考慮生產(chǎn)

企業(yè)的能力和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)

上的先進(jìn)性和合理性。

三、主要內(nèi)容說明

1、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

1.1標(biāo)準(zhǔn)名稱

本文件的名稱為《先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片用第二代單晶高溫合金DD419》。

1.2范圍

本文件規(guī)定了第二代單晶高溫合金DD419母合金的訂貨內(nèi)容、技術(shù)要求、

試驗(yàn)方法、包裝、標(biāo)志、質(zhì)量證明書、運(yùn)輸與貯存等。

本文件適用于采用真空感應(yīng)冶煉方法的DD419單晶高溫合金母合金。

1.3規(guī)范性引用文件

根據(jù)本技術(shù)條件質(zhì)量的要求，按照GB/T1.1—2020編制格式，明確了規(guī)范

性引用文件。

1.4訂貨內(nèi)容

按本文件訂貨的合同或訂單應(yīng)包括本文件編號(hào)和名稱、產(chǎn)品名稱、牌號(hào)或統(tǒng)

一數(shù)字代號(hào)、冶煉方法、尺寸、重量（或數(shù)量）及供需雙方協(xié)商確定的其他要求。

1.5尺寸、外觀、重量

1.5.1尺寸

母合金的尺寸與合金凝固過程中的偏析密切相關(guān)，由于鑄造高溫合金沒有采

用電渣或自耗冶煉，所以尺寸過大會(huì)導(dǎo)致凝固偏析加劇。另外尺寸過大也易導(dǎo)致

合金棒中形成縮孔等缺陷，所以根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)水平將合金錠的尺寸定為母合金

的公稱直徑為70mm～90mm，公稱長(zhǎng)度不小于300mm。

1.5.2重量

合金錠交貨時(shí)，通常會(huì)按照一定的損耗進(jìn)行投料，按合同約定的重量交付時(shí)

會(huì)導(dǎo)致有部分合金的剩余，使得采購(gòu)方的成本增加，所以本文件規(guī)定以實(shí)際重量

交貨

1.6技術(shù)要求

1.6.1原材料

材料的純度對(duì)力學(xué)性能有顯著的影響，由澆道、廢件等組成的返回料中含有

大量的雜質(zhì)元素，會(huì)顯著影響合金的力學(xué)性能。所以為了保證合金有較高的性能，

故對(duì)合金的材料進(jìn)行了規(guī)定，但也可以根據(jù)客戶的要求進(jìn)行生產(chǎn)。

1.6.2冶煉方法

由于在真空下熔煉容易將溶于合金中的氮、氫和氧等氣體雜質(zhì)元素去除到遠(yuǎn)

比常壓下冶煉為低的水平，同時(shí)對(duì)于在熔煉溫度下蒸氣壓比基體金屬高的雜質(zhì)元

素(鋅、鉛、銻、鉍、錫和砷等)可通過揮發(fā)去除，而合金中需要加入的鋁、硼及

鋯等活性元素的成分易于控制。因此經(jīng)真空感應(yīng)熔煉的金屬材料可明顯地提高韌

性、疲勞強(qiáng)度、耐腐蝕性能，高溫蠕變性能等，因此，采用真空感應(yīng)爐熔煉高溫

合金并澆注成合金錠，此時(shí)，合金錠的組織為等軸晶組織。

1.6.3化學(xué)成分和電子空位數(shù)

合金成分的控制是保證高溫合金力學(xué)性能的關(guān)鍵。第一類是γ?沉淀相強(qiáng)化元

素Al、Ta元素含量顯著影響合金的性能。為了使合金具有較高的力學(xué)，對(duì)Al、

Ta元素的含量進(jìn)行了規(guī)定。第二類是固溶強(qiáng)化元素，主要是保證基體有較高的

強(qiáng)度，根據(jù)某型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)合金的固溶強(qiáng)化元素的范圍進(jìn)行了規(guī)

定，使其既能保證較高的強(qiáng)度又不析出TCP有害相。第三類是雜質(zhì)元素，雜質(zhì)

元素會(huì)顯著的影響高溫合金的力學(xué)性能，本文件中不僅對(duì)高溫合金中雜質(zhì)元素種

類及含量進(jìn)行了控制，還有對(duì)雜質(zhì)元素的總量進(jìn)行了控制。

高溫合金材料的組織穩(wěn)定性也是關(guān)鍵的指標(biāo)之一，由于合金的成分有上限和

下限的區(qū)別，所以即使都在成分線范圍內(nèi)，也有可能形成有害相。所以需要計(jì)算

電子空位數(shù)，并且在電子空位數(shù)計(jì)算上有GB/T31309-2014鎳基高溫合金電子空

位數(shù)計(jì)算方法可作為依據(jù)。

1.6.4交貨狀態(tài)

需方收貨后續(xù)需要經(jīng)過重新熔煉，并澆注成單晶高溫合金零件，所以母合金

以鑄態(tài)交付即可。

1.6.5力學(xué)性能

DD419單晶高溫合金的力學(xué)性能主要是以將其制備的成單晶試棒來進(jìn)行力

學(xué)性能測(cè)試，定向凝固過程中采用的是螺旋選晶法，螺旋選晶法所制備單晶的晶

體取向會(huì)產(chǎn)生一定的取向偏離，取向偏離會(huì)顯著影響合金的力學(xué)性能，根據(jù)相關(guān)

的文獻(xiàn)報(bào)道，試樣主應(yīng)力軸的偏離角度不超過15°作為規(guī)定，超過這個(gè)角度，合

金的力學(xué)性能大幅降低。

熱處理是調(diào)整高溫合金中γ?沉淀相尺寸與體積分?jǐn)?shù)的重要手段，通過對(duì)熱處

理制度的規(guī)定，可使合金更好的發(fā)揮力學(xué)性能的優(yōu)勢(shì)。

由于高溫合金中的力學(xué)性能很多，為了降低合金的測(cè)試成本，通過實(shí)驗(yàn)，選

擇有代表性的高溫拉伸和高溫持久力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，從而反映合金典型的力學(xué)

性能。

1.6.6浮渣試驗(yàn)

夾雜是影響高溫合金性能的重要因素之一，母合金中的夾雜會(huì)引入到零件

中，降低零件的性能，因此，需要對(duì)其浮渣進(jìn)行檢驗(yàn)。

1.6.7表面質(zhì)量

通常采用真空冶煉的制備單晶高溫合金母合金，冶煉過程中需采用耐火材

料、鋼錠模等，對(duì)合金表面的檢查可以降低外來夾雜的風(fēng)險(xiǎn)，有利于穩(wěn)定合金的

質(zhì)量性，從而有利于高溫合金零部件質(zhì)量穩(wěn)定性。其次，由于合金的尺寸較大，

母合金凝固過程中不可避免的有縮孔，一次縮孔的處有大量的雜質(zhì)，所以應(yīng)該切

除。二次縮孔夾雜較少，可以部分保留。

1.6.8產(chǎn)品標(biāo)識(shí)

由于母合金需要進(jìn)行二次下料，為了防止產(chǎn)生混料，需對(duì)每支母合金棒上下

端面均應(yīng)標(biāo)刻永久性合金牌號(hào)和冶煉爐號(hào)，不準(zhǔn)許用油漆、激光進(jìn)行標(biāo)記。

1.7試驗(yàn)方法

本部分規(guī)定了合金化學(xué)成分、力學(xué)性能、電子空位數(shù)、外觀質(zhì)量、浮渣及

合金錠產(chǎn)品標(biāo)識(shí)等檢驗(yàn)方法，均需要采用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或雙方協(xié)商確定的其他方法

進(jìn)行，以保證檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

1.7.1化學(xué)成分

合金的主元素（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≧0.1%）的檢驗(yàn)按HB20247.3~20247.9《高溫合金

化學(xué)成分光譜分析方法》的規(guī)定進(jìn)行。微量元素（質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.1%）中，C、O、

N、H等元素的檢驗(yàn)按HB5220（所有部分）《高溫合金化學(xué)分析方法》的規(guī)定

進(jìn)行，其它微量元素的檢驗(yàn)按IOSTS15338《表面化學(xué)分析-GDMS》的規(guī)定進(jìn)

行。

1.7.2其他檢驗(yàn)項(xiàng)目

其他檢驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)方法按標(biāo)準(zhǔn)文件中的表3的執(zhí)行。

1.8檢驗(yàn)規(guī)則

1.8.1取樣數(shù)量和取樣部位

質(zhì)量一致性檢驗(yàn)項(xiàng)目、取樣數(shù)量、取樣部位以及相應(yīng)要求和檢驗(yàn)方法的章

條號(hào)應(yīng)符合表1規(guī)定。

1.8.2判定和復(fù)驗(yàn)規(guī)則

1.8.2.1化學(xué)成分分析結(jié)果不合格時(shí)，該爐母合金判為不合格。

1.8.2.2力學(xué)性能某項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果不合格時(shí)，若因冶金缺陷、斷晶、斜晶、等

軸晶等導(dǎo)致的力學(xué)性能不合格，則判定試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效，剔除該支試棒，應(yīng)從同

組定向試棒中重新取樣進(jìn)行試驗(yàn)。若試驗(yàn)結(jié)果仍不合格，允許在同組定向試棒

中取雙倍數(shù)量試樣對(duì)不合格項(xiàng)目進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)全部合格。若復(fù)檢結(jié)果

仍有不合格時(shí)，允許從該支合金錠重新澆鑄的另一組試棒中取雙倍數(shù)量試樣，

進(jìn)行本規(guī)范規(guī)定的全部力學(xué)性能試驗(yàn)；檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)一次合格，否則該爐母合金

判為不合格。

1.8.2.3浮渣檢驗(yàn)不合格時(shí)，該根合金錠判為不合格，浮渣是代表合金中雜

質(zhì)含量的一個(gè)指標(biāo)，當(dāng)浮渣超標(biāo)時(shí)，這些浮渣會(huì)進(jìn)入到合金錠中，最終影響合

金的力學(xué)性能。

1.8.2.4尺寸規(guī)格檢驗(yàn)不合格時(shí)，該根合金錠判為不合格，依據(jù)客戶要求，

允許進(jìn)行修補(bǔ)，補(bǔ)修后依據(jù)客戶要求可判定合格，當(dāng)補(bǔ)修后不滿足客戶要求時(shí)，

會(huì)給客戶帶來額外的加工成本或?qū)е聼o(wú)法使用，故合金錠可判定不合格。

1.8.2.5產(chǎn)品標(biāo)識(shí)不合格時(shí)，有可能存在不同牌號(hào)的合金混在一起的風(fēng)險(xiǎn)，

故該支母合金判為不合格。。

四、主要試驗(yàn)(或驗(yàn)證)情況

本標(biāo)準(zhǔn)是在企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)DD419高溫合金生產(chǎn)

和使用經(jīng)驗(yàn)而修訂完成的。

五、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況

本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利問題。

六、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益、對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況

本標(biāo)準(zhǔn)于2021年首次發(fā)布，此次制定，充分納入和反映了當(dāng)今新產(chǎn)品、新

技術(shù)、新工藝的先進(jìn)技術(shù)成果，，為DD419第二代單晶高溫合金母合金的推廣

應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支撐，為指導(dǎo)和規(guī)范DD419第二代單晶高溫合金母合金

生產(chǎn)和驗(yàn)收提供了依據(jù)，有利于提高產(chǎn)品的技術(shù)性能、安全可靠性及環(huán)保性能。

通過標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施，將促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，增強(qiáng)產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，

同時(shí)為推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化升級(jí)創(chuàng)造條件，對(duì)規(guī)范市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，引導(dǎo)市場(chǎng)良性

發(fā)展，加快我國(guó)高品質(zhì)高溫合金制備技術(shù)快速發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。

七、與國(guó)際、國(guó)外對(duì)比情況

無(wú)

八、在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及標(biāo)準(zhǔn)，特別是強(qiáng)

制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性

本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。

九、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無(wú)

十、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說明

建議本標(biāo)準(zhǔn)的性質(zhì)為推薦性標(biāo)準(zhǔn)。

十一、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

一般情況下，建議本標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)發(fā)布6個(gè)月后實(shí)施。

十二、廢止或代替現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無(wú)

十三、其他應(yīng)予說明的事項(xiàng)

無(wú)

《先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片用第二代單晶高溫合金DD419》

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制工作組

2021年8月21日

T/CISAXXX-XXXX《先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片用第二代單晶高溫合金

DD419》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

編制說明

（征求意見稿）

一、工作簡(jiǎn)況

1、任務(wù)來源

本項(xiàng)目是依據(jù)中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)材試標(biāo)字[2021]192號(hào)文：關(guān)

于CSTM標(biāo)準(zhǔn)《先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片用第二代單晶高溫合金DD419》的立項(xiàng)

公告。計(jì)劃編號(hào)為CSTMLX010000783—2021，項(xiàng)目名稱為“先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉

片用第二代單晶高溫合金DD419”，計(jì)劃完成時(shí)間為2021年。

2、主要工作過程

起草(草案、調(diào)研)階段:計(jì)劃下達(dá)后，2021年6月標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織各

起草單位成立了起草工作組，由中國(guó)科學(xué)院金屬研究所為組長(zhǎng)單位（或XXXXX

牽頭成立了標(biāo)準(zhǔn)編制工作組），負(fù)責(zé)主要起草工作。工作組對(duì)國(guó)內(nèi)外DD419單

晶高溫合金母合金技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展情況進(jìn)行全面調(diào)研，同時(shí)廣泛搜集相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和

國(guó)內(nèi)外技術(shù)資料，進(jìn)行了大量的研究分析、資料查證工作，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，

進(jìn)行全面總結(jié)和歸納，在此基礎(chǔ)上編制出《先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片用第二代單晶高

溫合金DD419》標(biāo)準(zhǔn)草案初稿。經(jīng)工作組及有關(guān)專家研討后，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案初稿

進(jìn)行了認(rèn)真的修改，于2021年10月形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿及其編制說明等相關(guān)

附件，報(bào)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書處。

征求意見階段:

審查階段:

報(bào)批階段:

注意：如果標(biāo)準(zhǔn)草案涉及專利，在標(biāo)準(zhǔn)制修訂過程中的任何階段，均應(yīng)附上《已披露

的專利清單》廣泛征求意見，并將反饋意見加以說明。鼓勵(lì)沒有參與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

制修訂的組織或者個(gè)人在標(biāo)準(zhǔn)制修訂的任何階段披露其擁有和知悉的必要專

利。

3、主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)科學(xué)院金屬研究所、XXXXX、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院、……

共同起草。

主要成員:XXXX、XXXX、XXXX、……。

所做的工作:XXXX任工作組組長(zhǎng)，主持全面協(xié)調(diào)工作，負(fù)責(zé)對(duì)各階段標(biāo)準(zhǔn)

的審核;XX