ICS77.140.99 H57 中华人民共和国国家标准 GB/T28412—2012 高 温合金精铸叶片通用技术条件 Generalspecificationofsuperalloyinvestmentcastairfoils 2012-06-29发布 2013-03-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化委员会(SAC/TC183)归口。 本标准主要起草单位:钢铁研究总院、冶金工业信息标准研究院。 本标准主要起草人:燕平、袁英、栾燕、戴强、赵明汉、吴剑涛。 ⅠGB/T28412—2012 引 言 本标准是高温合金精铸叶片的通用技术条件,不涉及特定合金的应用条件和使用性能,仅对技术要 求和检验规则做出原则性规定。本标准应与专用技术文件配套使用,不能单独用于订货。 ⅡGB/T28412—2012 高温合金精铸叶片通用技术条件 1 范围 1.1 本标准规定了高温合金精铸叶片产品交货的技术要求、试验方法、检验规则和交货条件等技术 内容。 1.2 本标准适用于采用普通精密铸造、定向凝固铸造、单晶铸造工艺生产的航空发动机、舰船和地面燃 气轮机等用精铸涡轮工作叶片、精铸涡轮导向器叶片。其他类型的铸造叶片可参照使用。 1.3 当合同协议或专用技术文件中的规定与本标准中的规定不一致时,应以合同协议或专用技术文件 为准。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T223(所有部分) 钢铁及合金化学分析方法 GB/T228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法 GB/T2039 金属拉伸蠕变及持久试验方法 GB/T4338 金属材料高温拉伸试验方法 GB/T14992 高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号 GB/T20066 钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法 GB/T20127(所有部分) 钢铁及合金 痕量元素的测定 GB/T14999.7 高温合金铸件晶粒度、一次枝晶间距和显微疏松测定方法 GB/T25932 铸造高温合金母合金通用技术条件 GJB509 热处理工艺质量控制规范 GJB905 熔模铸造工艺质量控制 YB/T081 冶金技术标准的数值修约与检测数值的判定原则 HB6103 铸造尺寸公差 HB6573 熔模钢铸件用标准参考射线底片 HB6742 单晶叶片晶体取向的测定 X射线背射劳厄照相法 HB/Z60 X射线照相检验 HB/Z61 渗透检验 HB/Z131—1988 铸造高温合金选用原材料技术条件 3 术语和定义 GB/T14992、GB/T14999.7和GB/T25932界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 涡轮叶片 turbineairfoils 燃气轮机中用以引导燃气按一定方向流动,或推动涡轮转子旋转的叶形零部件称为涡轮叶片。 1GB/T28412—2012 安装在涡轮盘上使燃气推动转子的叶片称为工作叶片或动叶片;工作叶片结构由叶冠、叶身(含进 气边、排气边)、缘板、延伸段、榫齿构成,分区示意图见附录A。 安装在壳体上引导燃气按一定方向流动的叶片称为导向器叶片或静叶片。导向器叶片结构由叶 身、内(小)外(大)安装板构成,分区示意图见附录B。 3.2 炉批 furnaceBatch 由同一炉号的母合金、同一台设备、同一工艺文件连续生产的同一件号的叶片铸件组成。 3.3 返回料 revert 浇注叶片铸件后产生的浇冒口、浇道和报废叶片铸件等合金料。 3.4 聚集缺陷 concentratedeffects 两个或两个以上的分开的缺陷,其间距小于相邻最大缺陷直径的2倍以上。出现于表面的一片疏 松或斑疤可视为聚集缺陷;单个表面缺陷若与聚集缺陷间隔小于单个缺陷长度的2倍以上,也可视为聚 集缺陷的一部分。 3.5 分散缺陷 separateddefects 单个缺陷间距不小于相邻最大缺陷直径2倍的缺陷。 3.6 雀斑 freckle 一种与偏析有关的缺陷或结晶组织,经常呈链状或孤立状出现。 4 分类 4.1 按照叶片生产过程分为两类: a) 叶片铸件; b)成品叶片。 4.2 按照组织结构分为三类: a) 等轴晶叶片; b)定向凝固柱晶叶片; c)单晶叶片。 5 技术要求 5.1 材料 5.1.1 原材料 原材料的使用参照HB/Z131或专用技术文件的规定执行。 5.1.2 返回料 5.1.2.1 返回料应经过净化处理后浇注成料锭,经化学成分分析后再与新料一起熔炼成母合金,不允 许将返回料直接与新料混装熔炼母合金。 5.1.2.2 返回料的使用比例应由供需双方协商确定,并在合同中注明。 2GB/T28412—2012 5.1.3 母合金 5.1.3.1 精铸叶片铸件用母合金应符合GB/T25932的规定,母合金应按专用工艺技术文件规定的熔 炼工艺生产。可以选择供需双方同意的能满足使用条件的其他熔炼方法。所采用的熔炼方法应在合同 和质量证明书中注明。 5.1.3.2 当熔炼工艺和铸锭尺寸有变化时,应征得需方同意。 5.1.4 工艺材料 用于熔模铸造的制模、制壳、制芯等主要材料质量应稳定,其工艺质量控制应符合GJB905的规定。 5.2 熔铸工艺 叶片铸件应在真空下进行重熔和浇注,铸造生产过程应按照特定叶片的铸造工艺说明书和工艺规 程进行操作。铸造过程中全部工序的主要参数均属控制范围,其工艺质量控制应符合GJB905的规定。 5.3 化学分析 叶片铸件的化学成分中的主要元素应符合母合金技术条件规定的化学成分要求,对个别主要元素 和杂质元素的控制有特殊要求时,应在叶片铸件专用技术条件或订货合同中注明。 5.4 热处理 5.4.1 叶片铸件的热处理应按照GJB509的规定进行控制。 5.4.2 无余量叶片铸件热处理按专用工艺文件规定,在真空或保护气氛下进行。 5.4.3 按照叶片的生产工序,允许将叶片铸件或成品叶片的热处理工序与其他工序结合进行。 5.4.4 测试力学性能的试棒,可在非真空状态下进行时效处理。允许试棒单独进行热处理。 5.5 交货状态 除非专用技术文件有特殊要求,叶片铸件一般以铸态或固溶态交货,成品叶片一般以热处理状态交 货。具体交货状态应在合同和质量证明书中注明。 5.6 力学性能 5.6.1 力学性能应在与叶片铸件同炉批的单铸或附铸试样上测试,试样受检状态应与叶片铸件标准热 处理状态相同。允许从叶片精铸件上切取力学性能试样。 5.6.2 常规力学性能检验包括拉伸和持久检验,其性能应符合叶片精铸件专用技术条件的规定。有特 殊要求时在叶片精铸件专用技术条件或订货合同中规定。 5.7 质量要求 5.7.1 叶片铸件 5.7.1.1 表面低倍组织 受检样的表面要求、腐蚀、检验方法,结晶组织测定和晶粒度评级方法按GB/T14999.7的规定执 行。特殊检验要求、合格级别和验收标准在专用技术条件或订货合同中规定。 5.7.1.1.1 等轴晶叶片 a) 叶片铸件表面晶粒组织应均匀,不允许有明显的粗晶区和细晶区。如需要,应按专用技术文件 3GB/T28412—2012 规定,对叶身指定区域的晶粒度进行测评。叶片分区图和结果名称见图A.1和图B.1。 b) 应避免出现柱状晶,进气、排气边不允许有垂直于主应力轴的柱状晶存在。对柱状晶和激冷 晶出现部位、柱状晶长度和单个晶粒直径有限制时,可在专用技术条件或订货合同中规定。 5.7.1.1.2 定向凝固柱晶叶片 a) 柱状晶应呈直线状伸展,发散度不大于20°; b)叶身型面中弦部位至少应有五个柱状晶通过; c)叶身进、排气边4mm内不允许有与主轴垂直的横向晶界;叶身、榫头和延伸段不允许有等轴 晶和断晶; d)叶身长不大于100mm时,柱状晶的平均偏离度不大于10°,个别柱状晶的最大偏离度不大 于15°; e)叶身长大于100mm时,柱状晶的平均偏离度不大于18°,个别柱状晶的最大偏离度不大 于25°。 5.7.1.1.3 单晶叶片 a) 每个叶片一般由一个晶粒组成; b)叶片的[001]晶粒生长方向与叶片主轴的夹角不大于15°; c)除进气、排气边缘外,在型面和缘板的转接半径R处允许有小于6°的亚晶界存在,其余区域允 许有小于8°的亚晶界存在。允许有多道亚晶界引起的不同放射度条纹(即局部带状物的重叠) 的区域存在; d)进气、排气边、型面和缘板R转接处不允许存在再结晶晶粒、孤立的等轴晶和单独的柱状晶; 允许存在的晶粒类型、数量、出现部位、限制尺寸和间距可在专用技术条件或订货合同中规定。 5.7.1.2 表面质量 5.7.1.2.1 叶片铸件应逐件进行目视和荧光渗透检查。受检样经腐蚀待荧光渗透时,不允许再对其表 面进行任何处理。 5.7.1.2.2 不允许存在的缺陷和状态: a) 裂纹、冷隔、欠铸、缩孔痕迹、线性缺陷、氧化条痕、修补痕迹、对应和穿透性缺陷等; b)穿越叶片边缘和叶身的横条状分布的气孔和氧化物夹杂; c)在型面的下半部以及型面与缘板(或安装边)的转接半径处,出现由机械作用形成的垂直于型 面轴的凹缺陷。 5.7.1.2.3 除叶片进气、排气边缘R外,允许存在直径不大于0.3mm的分散缺陷和机加工可以去除 的缺陷。 5.7.1.2.4 叶片铸件的表面粗糙度应符合设计图纸或叶片铸件图纸的规定。 5.7.1.2.5 对于缺陷类型和数量、出现部位和深度、尺寸、间距、缺陷总数的