Page 62 - 理化检验-物理分册2021年第八期

穆丹宁, 等: GB / T23605-2020 《 钛合金 β 转变温度测定方法》 标准解析

温均匀性、 加热试样数量、 热处理温度间隔、 保温时 · h -1 随炉冷至( 550±10 ) ℃ 空冷也是反复大量的

间和淬火延迟时间等热处理试验条件, 特别是结果 试验验证得出的结果。
判定依据和表示方式的规定都不一致。因此, 标准 3.3 重新明确了热处理试验条件
之间的统一性较差, 会使相变点测试结果的一致性 GB / T23605-2009 对 试 样 温 度 点、 热 处 理 温

降低。 度间隔、 保温时间和淬火延迟时间的规定不够科学
另一方面, 随着钛合金热加工工艺的发展, 尤其 严谨, 这些操作环节不一致通常会导致相变点测试
是 锻和等温锻的出现, 对相变点测试结果提出了 结果有差异。为解决这一问题, 提高测试结果精度,
β
更高的精度要求。而 GB / T23605-2009 由于存在 GB / T23605-2020 对这些试验条件重新作了以下

较多的问题, 已不能满足目前的使用需求。 具体要求。

( 1 )结合实际, 对试验温度点进行了灵活规定。

3 GB / T23605-2020 主要内容编写依据和
GB / T23605-2009 要 求 在 合 金 相 变 点 温 度 范 围
主要内容解析
内, 至少选取 5~7 个试验温度点。但实际生产中,
3.1 重建方法原理 对批量生产性能稳定的合金, 相转变温度的批次稳

GB / T23605-2009 在 描 述 相 变 点 测 试 方 法 定性较好, 温度点可适当减少, 甚至 3 个就能完成测
原理时, 指出随热处理温度的升高, 淬火组织中初 试; 反之, 若用于科学研究或新产品的开发, 由于很
生 α相越 来 越 少 直 至 消 失, 该 标 准 对 方 法 原 理 描 难准确预测合金的相转变温度, 一次测试通常不能
述得不 够 准 确、 全 面。其 中 “ 初 生 α 相” 并 不 适 用 得出结果, 往往还需要增加温度点再次试验, 这时候
于热态 和 固 溶 状 态 的 亚 稳 型 钛 合 金 ( 如 TB2 , 可能需要远超过 7 个温度点。因此, 结合生产实际
β

TB3 等)。因为室 温 下 该 类 合 金 是 单 相 亚 稳 β 组 情况, 为提高检测效率, GB / T23605-2020 放宽了
织或者是仅包含极少量析出相的亚稳 β 组织, 并不 试验温度点的要求, 规定选取 5 个试验温度点, 在保
包含初生 α相。 证试验结果准确度的前提下, 可适当增减个数, 这样
钛合金 β 转变温度的定义是在加热过程中 α相 的规定更加科学合理。

全部转变为 相组织的最低温度。这里的 α相并未 ( 2 )统一了热处理温度间隔, 提高了测试结果
β

明确是初生 α相, 包含初生 α相和析出 α相。因此, 精度。 GB / T23605-2009 是按照从铸锭、 中间坯
新标准修订时参考了钛合金 转变温度定义和 HB 料和加工产品上取样原料不同, 分别对热处理温度
β
6623.2-1993 , 重新建立了方法原理, 将初生 α 相全 间隔进行了不同的规定。在铸锭和中间坯料上取样

部改为 α相, 为亚稳 钛合金相变点测试方法的确 时, 还允许以 10 ℃ 的间隔进行热处理。然而, 随着
β
立提供了重要的理论支持。 航空航天技术的发展和钛合金热加工工艺的不断改
3.2 增加了热态和固溶状态的亚稳 β 型钛合金相 进, 需求方对钛合金产品质量和测试结果精度的要

变点测试方法 求也在不断提高, 显然10℃ 的间隔已经不能满足用

亚稳 型钛合金含有远大于临界浓度的 相稳 户的要求。因此, GB / T23605-2020 统一规定试
β β

定元素, 热变形、 固溶态的合金在室温下通常仅有极 样的热处理温度间隔为5℃ , 提高了测试结果精度。

少量 α 相或无 α 相, 几乎全是亚稳 相组织。按照 另外, 考虑到炉温均匀性不大于 ±3 ℃ 的要求, 删除
β

GB / T23605-2009 的方法原理和测试方法, 若试 了 GB / T23605-2009 中“ 更精确的测定则采用更
样坯在相转变温度附近热处理, 组织无明显变化, 很 小的温度间隔”。

难判定合金的相转变温度, 这也是长期以来一直困 ( 3 )明确了试样保温时间, 确保操作过程一致

扰广大 检 测 者 的 问 题。因 此, GB / T23605-2020 性。 GB / T23605-2009 中 规 定 试 样 保 温 时 间 为
在起草时, 紧紧围绕相变点定义和新建立的方法原 15~40min , 这样宽的范围导致试验者, 尤其是不同

理, 规定该类合金相变点测试前, 首先对试样坯进行 试验室间测试时, 试样实际的保温时间不一致。理
时效处理。因为时效处理过程中组织中会形成析出 论上保温时间不同会影响相转变的程度, 特别对合
α相, 那么按照新标准的试验方法原理便能测出合 金元素含量较高的合金影响更大, 因此可能会间接
金 的 相 变 点。 而 GB / T 23605-2020 中 推 荐 的 对试验结果产生一定的影响。结合表 1 中不同标准

TB2 、 TB3 和 TB5 的热处理制度, 即( 650±10 ) ℃ 对保温时间的规定, GB / T23605-2020 将试样的
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