国家标准《紧固件用钛及钛合金棒材和丝材》( 送审稿)编制说明.docx

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1、紧固件用钛及钛合金棒材和丝材(GB/T XXXXX -XXXX)编制说明(送审稿)2022-3紧固件用钛及钛合金棒材和丝材编制说明(送审稿)一、 工作简况(-)任务来源根据国家标准化管理委员会关于下达2020年第二批推荐性国家标准计划的通知(国标委发(2020) 37号)要求，国家标准紧固件用钛及钛合金棒材和丝材制定项目由全国有色金属标准化技术委员会归口，项目计划编号：20202822-T-610,项目周期为24个月，计划完成年限为2022年7月，标准项目由宝钛集团有限公司、宝鸡钛业股份有限公司、西部超导材料科技股份有限公司、有色金属技术经济研究院有限责任公司、中国科学院金属研究所、陕西天成航

2、空材料有限公司等单位负责起草。(-)主要参加单位和工作组成员及其所作的工作2. 1主要参加单位情况标准主编单位宝钛集团有限公司在标准的编制过程中，能积极主动收集国内外相关标准，负责项目的总体实施和策划，能够带领编制组成员单位认真细致修改标准文本，征求多家企业的修改意见，编制实测数据统计表，公司能够带领编制组成员单位认真细致修改标准文本，征求多家企业的修改意见，最终带领编制组完成标准的编制工作。宝鸡钛业股份有限公司、西部超导材料科技股份有限公司、有色金属技术经济研究院有限责任公司、中国科学院金属研究所、陕西天成航空材料有限公司等单位积极参加标准调研工作，针对标准的讨论稿和征求意见稿提出修改意见，

3、主要负责标准中术语的编写和把关。2.2主要工作成员所负责的工作情况本标准主要起草人及工作职责见表lo表1起草人工作职责胡志杰负责方案制定、产品调研、指标确定以及标准条款编与等工作侯峰起、朱绍祥、徐亮、负责具体指标的确认核对解晨、冯军宁、马忠贤负责标准资料的收集和使用情况的调研张江峰、白智辉、史小云负责标准文本核对及校正冯永琦提供理论支撑高顽、贾栓孝提供技术指导(三)工作过程1 .预研阶段2019年1月至2020年1月，由宝钛集团有限公司及宝鸡钛业股份有限公司对国内紧固件用钛及钛合金棒材和丝材现状调研，同时收集相关国内外实物并做对比，在实物对比和标准现状分析的基础上，起草紧固件用钛及钛合金棒材和

4、丝材标准项目建议书、标准草案及标准立项说明等材料。2 .立项阶段2020年4月，宝钛集团有限公司向全体委员提交了紧固件用钛及钛合金棒材和丝材标准项目建议书、标准草案及标准立项说明等材料，全体委员会议论证结论为同意行业标准立项。2020年国家标准化管理委员会下达了制定紧固件用钛及钛合金棒材和丝材行业标准的任务，计划编号：20202822-T-610,完成年限为2022年，技术归口单位为全国有色金属标准化技术委员会。3 .起草阶段本标准依据我国紧固件用钛及钛合金棒材和丝材行业市场情况首次制定，在起草阶段进行了大量的数据收集，同时兼顾全国钛材生产厂家的现状。1) 2020年9月成立标准编制组，并明确

5、了工作的职能和任务。2) 2020年10月2021年4月对紧固件用钛及钛合金棒材和丝材进行了相关资料的收集和总结，并对相关的技术资料进行了对比分析。3)2021年4月2021年6月根据对紧固件用钛及钛合金棒材和丝材的相关资料进行分析和总结，形成了紧固件用钛及钛合金棒材和丝材的草案稿。4) 2021年6月23日，由全国有色金属标准化技术委员会在伊宁市组织召开了紧固件用钛及钛合金棒材和丝材国家标准讨论稿工作会议。根据会议讨论结果及对相关资料进行分析和总结，形成了征求意见稿。4 .征求意见阶段本标准以召开专题会议、发送标准邮件、标委会网站上公开挂网等多种形式和办法进行了广泛的征求意见。2021年10

6、月27日，由全国有色金属标准化技术委员会主持，在江苏常州市召开了有色金属材料标准工作会，对宝钛集团有限公司编制的紧固件用钛及钛合金棒材和丝材进行了讨论，共有12个单位的28名代表参加会议。与会的专家和代表通过认真的审查和广泛、充分的讨论与交流，对标准征求意见稿提出了以下修改意见和建议：将修改为“TB14产品铝含量测定的仲裁分析方法按照YS/T 861.5的规定测定钛含量，再采用差值法计算铝含量”；建议简化8. 3条随行文件内容；核实附录A中TC4及TB14的热处理制度。在征求意见阶段，共发函13家相关生产应用单位和科研院所，回函的单位共10共14页第2页家、回函并有建议或意见的单位共9家、没有

7、回函的单位共3家（征求意见情况详见标准征求意见稿意见汇总处理表）。2022年3月，本标准编制组依据各单位提出的意见和建议，继续对征求意见稿进行了修改和完善，形成了标准送审稿及其编制说明，并提交标委会对标准送审稿进行审查。5 .审查阶段6 .报批阶段二、标准编制原则本标准在编制时，主要参考了宝钛集团企业标准及相关协议标准，结合市场调研，完成了标准征求意见稿。同时，项目组确定出以下主要原则：a）标准应严格按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定格式进行编写。b）细化产品类型，突出紧固件用钛及钛合金棒、丝材特有性能表征。c）细化产品验收要求。三、标准主要内

8、容的确定依据及验证情况分析（1）技术背景紧固件作为一种重要的通用基础件，在工业中具有举足轻重的作用，被称为“工业之米”。钛合金材料在紧固件上应用有以下优点：a）密度小。钛合金的密度显著小于钢铁材料的密度，所以钛合金紧固件比钢制紧固件材料质量轻。b）比强度高。钛合金是常见金属材料中比强度较高的金属材料。利用比强度高的优点，也可以采用钛合金替代质量较轻的铝合金材料，当外加载荷相同情况下，钛合金零部件的几何尺寸更小，能有效地节省空间，这种材料利用理念对航空航天领域具有十分重要的意义。c）熔点高。钛合金的熔点显著高于钢铁材料，所以钛合金紧固件的耐热性比钢制紧固件耐热性好。d）热膨胀系数和弹性模量小。e

9、）无磁。钛合金的磁导率十分小，几乎可以忽略，所以钛合金紧固件都是无磁的,能够有效防止磁场的干扰。奥氏体不锈钢也是无磁的，但后续冷加工会增加其磁性，而钛合金的热或冷加工均不改变其磁性，这使得钛合金可以应用在航电设备中。f）屈强比高。承受拉伸载荷的紧固件设计临界强度标准就是屈服强度，其次才是抗拉强度，因为一旦紧固件产生屈服变形，就会失去紧固作用。与钢铁材料相比，钛合共14页第3页金的屈服强度与抗拉强度接近，屈强比较高，所以钛合金紧固件的安全性较高。g）电极电位与碳纤维复合材料相匹配。在紧固件上，钛合金用量十分巨大的重要原因就是钛合金电极电位与碳纤维复合材料电极电位相匹配，有效阻止了电偶腐蚀现象的出

10、现。h）优异的耐蚀性、较高的蠕变抗力等优点。钛产品标准紧固件有如下应用形式：表25.钛木螺钉。木螺钉用于拧入木材，起连接或紧固作用3.钛螺钉6.钛自攻螺钉。与自攻螺钉相配的工作螺孔不需预先攻丝，在拧入自攻螺钉的同时，使内螺纹成型。共14页第4页9.钛销：主要供零件定位用，有的也可供零件连接、固定零件、传递动力或锁定其他紧固件之用。7 .钛防松垫圈。垫圈放在螺栓、螺钉和螺母等的支承面与工件支承面之间使用，起防松和减小支承面应力的作用。8 .钛挡圈。主要用来将零件在轴上或孔中定位、锁紧或止退12.钛焊钉：由于光能和钉头（或无钉头）构成的异类紧固件，用焊接方法把他固定连接在一个零件（或构件）上面，以

11、便再与其他零件进行连接。10 .钛钾钉：由头部和钉杆两部分构成的一类紧固件，用于坚固连接两个带通孔的零件（或构件），使之成为一件整体。这种连接形式称为佛钉连接，简称钏接。属于不可拆卸连接。因为要使连接在一起的两个零件分开，必须破坏零件上的钾钉。11 .钛组合件和连接副：组合件是指组合供应的一类紧固件，如将某种机器螺钉与平垫圈组合供应；连接副指将某种专用螺栓、螺母和垫圈组合供应的一类紧固件。本标准主要规定紧固件用量最大、范围最广的TA2G、TA3G、TA9、TA10. TB8、TB14、TC4共6种钛合金的要求。表3牌号特点TA2G、 TA3G、TA9、 TA10属于a型合金，塑性好，成型性好，

12、可适用于强度要求不高追求性价比的紧固件TB8属于亚稳定钛合金,其名义成分为Ti3Al2.7Nbl5Mo （ B21S）。这种钛合金具有优异的冷热加工性能、淬透性好，同时具有优异的抗蠕变性能和抗腐蚀性能。由于该合金采用了高熔点、自扩散系数小的同晶型B稳定元素Mo和Nb,所以TB8钛合金具有较高的高温抗氧化性能，其抗氧化性能比Til53合金高100倍，TB8钛合金高强螺栓已经广泛应用于我国航空领域。TB14属于B钛合金，在退火态具有较好的拉伸性能和剪切强度及高的塑形，适合于制造复合材料的钾钉连接件。TC4中等强度的两相钛合金，也是研究和应用最多的钛合金材料，紧固件用钛合金材料大多数是TC4钛合金。

13、TC4钛合金制造紧固件时，只能采用热锹，且必须采用专门的热锹设备和加热设备，不但影响生产效率，且材料利用率较低。针对高强紧固件，TC4钛合金紧固件强度不能满足要求，合金固溶时效后的抗拉强度最高达到UOOMPa,剪切强度在650MI%左右，山于TC4钛合金淬透性差，固溶时效时，TC4钛合金紧固件截面尺寸一般在201nm以下。TC4钛合金紧固件包括螺栓、高锁螺栓、抽钉、螺钉和环槽钏钉等，其中TC4大多数螺栓已经在国内飞机、机载设备、航天飞行器和卫星等领域中获得了大量应用。（2）标准主要内容及确定依据1.产品分类本规范对订购方属于坯料标准，后续还需根据零件产品进行加工，故规定棒材和线材的交货状态依据

14、订货可分为冷加工态、热加工态、退火态或固溶态。产品按供货方式共14页第5页分为棒、线（成卷供货）材，其牌号、状态和规格应符合表4的规定。其中直径不大于7mm的产品称为线材，大于7mm的产品称为棒材（与GB/T 39799中的定义保持一致）。本规范规定各牌号的规格如下：表4单位为毫米牌号供应状态规格,mm供货方式直径长度TA2G、 TA3G、 TA9、 TA10退火态（M）2. 0-7.02800盘卷、直条TB8热加工态（R）、固溶态（ST）4. 07.0TB14冷加工态（Y）、退火态（M）2. 4-7.0TC4退火态（M）3. 07.0TA2G、 TA3G、 TA9、 TA10退火态（M）7.010.021000TB8热加工态（R）、固溶态（ST）7.0 25.0TB14冷加工态（Y）、退火态（M）7.010.0TC4退火态（M）7.0-20.02.化学成分本标准中产品的化学成分均采用现行国家标准GB/T3620.1中规定的化学成分，与国家标准保持一致。3 .外形尺寸及其允许偏差除紧固件用棒丝材因供货方式导致的直径公差在标准中明确规定