ICS 77.150.50 H 64
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T312972014
TC4 ELI钛合金板材
TC4 ELI titanium alloy plate and sheet
2015-05-01实施
2014-12-05发布
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 GB/T 31297—2014
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243)归口。 本标准负责起草单位：宝钛集团有限公司、湖南金天钛业科技有限公司、辽宁峰阁钛业集团有限公
司、中航天赫（唐山)钛业有限公司、宝鸡钛业股份有限公司、宝钢特钢有限公司。
本标准主要起草人：庞洪、王新、马忠贤、严学波、冯军宁、胡志杰、王红武、李献军、张军、黄艳华、 彭晖、刘少民、张捷频。
I GB/T31297—2014
TC4ELI钛合金板材
1范围
本标准规定了TC4ELI钛合金板材的要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存、质量证明书和合同(或订货单)内容。
本标准适用于轧制方法生产的TC4ELI钛合金板材。
2
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/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法 GB/T232金属材料弯曲试验方法 GB/T3620.1钛及钛合金牌号和化学成分 GB/T3620.2钛及钛合金加工产品化学成分允许偏差 GB/T4161 金属材料平面应变断裂韧度KIc试验方法 GB/T4698（所有部分）海绵钛、钛及钛合金化学分析方法 GB/T5168 3α-β钛合金高低倍组织检验方法 GB/T 5193 钛及钛合金加工产品超声波探伤方法 GB/T 8180 钛及钛合金加工产品的包装、标志、运输和贮存 GB/T23603 钛及钛合金表面污染层检测方法 GB/T 23605 钛合金β转变温度测定方法 YS/T1001 钛及钛合金薄板超声波检测方法
3要求
3.1材料 3.1.1用于生产板材的铸锭应经多次熔炼。第一次熔炼可采用真空自耗电弧炉或冷床炉熔炼，随后的熔炼应采用真空自耗电弧炉熔炼，且最后一次熔炼不允许添加任何元素。 3.1.2 2自耗电极不允许使用钨极氩弧焊焊接。 3.2牌号、规格及状态
板材的牌号、规格及状态应符合表1的要求。
1 GB/T31297—2014
表1 牌号、规格及状态
规格/mm 宽度 400~1000 1000~4000
牌号
状态退火态退火态
厚度 0.50~4.75 >4.75~100.0
长度
TC4 ELI
1000~6000
400~3000
β退火十二次退火态
3.3 化学成分
板材的化学成分应符合GB/T3620.1的规定。需方复验时，化学成分允许偏差应符合GB/T3620.2 的规定。 3.4 热处理制度 3.4.1 板材的退火制度：700℃～900℃，保温0.5h～4h，空冷或更慢速度冷却。 3.4.2 板材的β退火十二次退火制度：加热到β转变温度（β转）十28℃，保温不少于30min，空冷至低于 540℃；再加热到730℃，保温不少于2h，空冷或更慢速度冷却。 3.5 尺寸允许偏差 3.5.1 薄板的厚度、宽度及长度允许偏差应符合表2的规定。
表2薄板的厚度、宽度及长度允许偏差
单位为毫米
厚度 0.5~0.8 >0.8~1.0 >1.0~1.5 >1.5~2.0 >2.0~2.5 >2.5~3.0 >3.0~4.75
长度允许偏差
宽度允许偏差
厚度允许偏差
± 0.07 ± 0.09 ± 0.10 ±0.13 ±0.15 ± 0.18 ±0.22
+s
+1°
3.5.2 厚板的厚度允许偏差应符合表3的规定。
表3 厚板的厚度允许偏差
单位为毫米
规定宽度范围的厚度允许偏差
厚度
400~1000 ±0.22 ±0.35 ±0.40 ±0.50
>1 000~2 000
>2 000~3 000
>4.75~6.0 >6.0~8.0 >8.0~10.0 >10.0~15.0
±0.40 ±0.60 ± 0.60 ±0.80
±0.80 ±0.80 ±0.80 ±1.00
2 GB/T31297—2014
表3(续)
单位为毫米
规定宽度范围的厚度允许偏差
厚度 >15.0~20.0 >20.0~30.0 >30.0~40.0 >40.0~50.0 >50.0~70.0 >70.0~100.0
400~1000 ±0.70 ± 0.90 ±1.10 ±1.20 ±1.60 ±2.00
>1 000~2 000
>2000~3000
± 0.90 ± 1.00 ±1.20 ±1.50 ±2.00 ±2.50
±1.10 ±1.20 ±1.50 ±2.00 ±2.50 ±2.50
3.5.3 厚板的宽度和长度允许偏差应符合表4的规定。
表 4 厚板的宽度和长度允许偏差规定宽度范围的宽度允许偏差 400~1000
单位为毫米
规定长度范围的长度允许偏差 1000~4000
厚度 >4.75~30.0 >30.0~50.0 >50.0~100.0
>1 000~3 000
>4000~6000
+8 +8 +1°
+19 +° +1S
+1° +1° +19
+ +15 +15
3.5.4 薄板的不平度应符合表5的规定。
表 5 薄板的不平度
规定长度范围的不平度
厚度/mm
不大于
1000mm~2000mm
>2000mm~4000mm
0.50~4.75
3 mm/m
5 mm/m
3.5.5 厚板的不平度应符合表6的规定。
表6 6厚板的不平度
规定宽度范围的不平度
厚度/mm
不大于
400mm~1000mm
>1000mm~2000mm >2000mm~3000mm
>4.75~10.0 >10.0~50.0 >50.0~100.0
10 mm/m 8 mm/m 6 mm/m
15 mm/m 12 mm/m 10 mm/m
12 mm/m 10 mm/m 8 mm/m
3.5.6 板材的侧边弯曲度应不大于3mm/m。 3.5.7 板材边部应切成直角，且无裂口、卷边、毛刺，切斜应不超过板材长度和宽度的允许偏差。
3 GB/T31297—2014
3.6 拉伸性能 3.6.1 退火态板材的室温拉伸性能应符合表7的规定
表 7 退火态板材的室温拉伸性能
拉伸性能不小于 Rpo.2 /MPa
厚度/mm
Asomm / %
R/MPa 895 895 860
0.50~<0.64 0.64~<25.40 25.40~100.0
830 830 795
80 10 10
3.6.2 β退火十二次退火态板材的室温拉伸性能应符合表8的规定。
表8β退火+二次退火态板材的室温拉伸性能
拉伸性能不小于 Rpo.2 / MPa
厚度/mm
Asomm / % 10 10
Rm/MPa 895 875 860 840
>4.75~12.70 >12.70~25.40 >25.40~50.80 >50.80~100.0
795 775 745 745
8 8
3.7 弯曲性能
退火态薄板应进行弯曲试验，弯曲半径和弯曲角应符合表9的规定。弯曲后用15～25倍的放大镜检验时，弯曲部位应无裂纹。
表9 弯曲半径和弯曲角
厚度/mm 0.5~1.78 >1.78~4.75
弯曲半径/mm
弯曲角/（°)
4.5T 5T
105
注：T为板材的名义厚度。
3.8 断裂韧度
β退火十二次退火态厚度不小于12.7mm的板材平面应变断裂韧度Kic或K。应不小于 93 MPa m1/2 3.9 显微组织 3.9.1 退火态板材的显微组织应是α十β两相区加工产生的组织。在原始β晶界上不允许有连续的网 4 GB/T31297—2014
状α组织，并应符合以下任一要求：
在转变的β基体上分布着片状α组织和部分等轴α组织；一在转变的β基体上分布着等轴α组织； -在转变的β基体上分布着等轴α组织和拉长α组织；
不连续的、扭曲的晶界α和片状α组织。
一
3.9.2β退火十二次退火态板材的显微组织应为均匀的网篮组织（魏氏组织)或束状组织，不允许存在初生α相或等轴α相，宽度大于1.27mm或长度大于2.54mm的原始β晶粒所占的比例不应超过10%。 3.10低倍组织
板材的低倍组织上不允许有分层、裂纹、气孔、偏析、金属和非金属夹杂及其他目视可见的冶金缺陷。 3.11表面污染
板材应无任何富氧层，如α层或其他表面污染。 3.12β转变温度
板材应按熔炼炉号提供β转变温度实测值。
3.13超声检测
厚度不大于6.0mm的板材应按YS/T1001的规定进行超声检测。厚度大于6.0mm的板材应按 GB/T5193的规定进行超声检测，检验结果应符合A1级的规定。 3.14外观质量 3.14.1板材应以酸洗、水磨、喷砂或机加工表面供货。 3.14.2板材表面应光洁，允许通过修磨的方法清除表面的局部缺陷，但清除后应保证板材的最小允许厚度。 3.14.3清除表面局部缺陷时，应沿轧制方向修磨，修磨后板材应经酸洗、水磨、喷砂或机加工的方式使板材表面光泽和粗糙度趋于一致。
4试验方法
4.1 化学成分分析按GB/T4698进行 4.2尺寸允许偏差用相应精度的量具测量。厚度测量应在距板材边部10mm～100mm范围内进行。 4.3室温拉伸试验按GB/T228.1进行。厚度小于3.0mm的板材，选取GB/T228.1中P5试样；厚度为 3.0mm~12.70mm的板材，选取GB/T228.1中P12试样；厚度大于12.70mm的板材，选取GB/T228.1 中R4试样。 4.4弯曲试验按照GB/T232进行。选取宽度为15mm的试样。 4.5 5断裂韧度按GB/T4161进行。选取紧凑拉伸试样。 4.6 显微组织和低倍组织检验按GB/T5168进行，其中显微组织的检验放大倍数为500X。 4.7 表面污染按GB/T23603进行，放大倍数为400X。 4.8 β转变温度按GB/T23605进行。 4.9 厚度不大于6mm板材的超声检测按YS/T1001进行；厚度大于6mm板材的超声波检验按
5 GB/T31297—2014
GB/T5193进行。 4.10 外观质量用目视进行检查。
5检验规则
5.1 检查和验收 5.1.1产品应由供方进行检验，保证产品质量符合本标准及合同（或订货单）的规定，并填写质量证明书。 5.1.2需方应对收到的产品按本标准及合同（或订货单)的规定进行检验。如检验结果与本标准及合同（或订货单）的规定不符时，应在收到产品之日起3个月内向供方提出，由供需双方协商解决。 5.2组批
产品应成批提交验收，每批应由同一牌号、熔炼炉号、规格、制造方法、状态和同一热处理炉批的产品组成。 5.3 检验项目及取样
产品的检验项目及取样应符合表10的规定。
表10 检验项目及取样
检验项目化学成分尺寸允许偏差 逐张拉伸性能 每批任取2张，每张各取1个纵向试样和1个横向试样弯曲性能 每批任取2张，每张各取1个横向试样
取样规定
要求的章条号
试验方法章条号
每批产品任取1份试样进行氢含量分析，其他成分供方以原铸锭分析结果报出，需方复验时均在产品上进行
3.3 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10
每批任取2张，每张各取1个(Y-X)向试样每批任取2张，每张各取1个横向试样
断裂韧度显微组织低倍组织 每批任取2张，每张各取1个横向试样表面污染
每批任取2张，每张各取1个试样
β转变温度 每批任取1份试样超声检测 逐张外观质量 逐张
5.4# 检验结果的判定 5.4.1 化学成分检验不合格时，判该批产品不合格。 5.4.2拉伸性能、弯曲性能、断裂韧度、显微组织、低倍组织和表面污染等各项检验中，如果有一个试样的检验结果不合格，则从该批产品上取双倍试样进行该不合格项目的重复检验。若重复检验仍有一个试样不合格，则判该批产品不合格。但允许供方逐张对不合格项目进行检验，合格者重新组批。 5.4.3尺寸允许偏差、超声检测和外观质量不合格时，判该张产品不合格
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