GB/T 3620.1—2016《鈦及鈦合金牌號和化學成分》標準解析

馮軍寧 ，解 晨 *，馬忠賢 ，胡志杰，魏佳琦，馮永琦

（1.寶雞鈦業股份有限公司,陜西 寶雞 721014；2.寶鈦集團有限公司,陜西 寶雞 721014）

0 引言

目前，最新版標準GB/T 3620.1-2016 《鈦及鈦合金牌號和化學成分》[1]已于2016 年12 月30 日發布，2017 年11 月1 日實施。近年來，寶鈦集團有限公司作為標準的主要起草單位發現，國家標準GB/T 3620.1-2016 在其他產品類國家標準制修訂時的引用過程中，以及實際產品的訂貨、生產和驗收的過程中仍存在異議。筆者旨在闡述標準修訂的原因、依據、內容，以及相應牌號新舊版本的對應關系，為標準在后續引用、生產、驗收過程提供指導。

1 GB/T 3620.1-2016 的歷史演變

YB 761-1970 《鈦及鈦合金牌號和化學成分》[2]首次發布于1970 年，是我國第一項鈦及鈦合金牌號和化學成分的標準，標準共包含21 個牌號，其中3個純鈦牌號（TA1、TA2 和TA3，但TA2 和TA3 的化學成分完全一致，僅加工材料的性能有差異），對性能影響較大的Fe、O 元素報實測值，且作為參考。純鈦牌號主要以蘇聯體系為基礎建立，但又與蘇聯牌號無法完全對應。

由于標準化管理機構的變化，1983 年對YB 761-1970 《鈦及鈦合金牌號和化學成分》進行了首次修訂，修訂后的國家標準GB/T 3620-1983 《鈦及鈦合金牌號和化學成分》[3]中共包含18 個牌號，其中4 個純鈦牌號，同時增加碘化鈦TAD 牌號（該牌號為后來的TA0 的增加做了準備）。編制過程已提出國內純鈦牌號的化學成分與力學性能不匹配的情況，并對美國、西德純鈦化學成分和性能與我國純鈦化學成分和性能方面存在的差異和不協調進行了說明。明確提出“適當提高純鈦牌號的氧、鐵含量指標，向美國標準靠攏是必要的”規劃。

GB/T 3620.1-1994 《鈦及鈦合金牌號和化學成分》[4]，共24 個牌號，其中包括5 個純鈦牌號，在TAD、TA1、TA2、TA3 的基礎上，增加了TA0 牌號，調整了TA1、TA2、TA3 的化學成分，“基本理順了化學成分與力學性能的關系”，但依然沒有解決國內外純鈦牌號、化學成分及力學性能的對應性能問題。

GB/T 3620.1-2007 《鈦及鈦合金牌號和化學成分》[5]共包含76 個牌號。刪除了TAD、TA0，“參照國際標準ISO 5832-2 和ASTM 標準，將純鈦牌號修改為TA1～TA4，化學成分與ISO 和ASTM 標準相應級別對應一致”。解決了多次修訂中提出的與國際國外牌號不協調的問題。

GB/T 3620.1-2016 《鈦及鈦合金牌號和化學成分》共包含100 個牌號。除增加了合金牌號外，純鈦牌號的變化較大：①恢復了GB/T 3620.1-1994 版中的TA0、TA1、TA2、TA3；②在2007 版的工業純鈦TA1、TA2、TA3、TA4 牌號后增加了“G”，表示為工業純鈦，即TA1G、TA2G、TA3G、TA4G，相對應的“EIL”、“-1”等牌號也均增加了“G”。

2 GB/T 3620.1-2016 修訂原因及依據

GB/T 3620.1-2016 的修訂原因及依據主要為以下三點：①標齡較長；②新注冊鈦牌號較多，需要及時納入國標體系；③總裝、國標委要求修訂。

2013 年，總裝、國標委收到部分國防領域單位的反映，認為：GB/T 3620.1-2007 版修訂中規定的TA1、TA2、TA3 與早期定型型號中的TA1、TA2、TA3 要求不一致，導致訂貨出現差錯，產品性能不能滿足設計要求，出現批次不合格情況，影響裝備交付和質量。

2014 年，航天、航空、艦船等行業及鈦加工企業代表在北京召開了專題協調會，會議確定標準修訂內容主要為以下幾個方面：

1) 增 加GB/T 3620.1-1994 中TA0、TA1、TA2、TA3 四個純鈦牌號；GB/T 3620.1-2007 中TA1、TA2、TA3、TA4 改為TA1G、TA2G、TA3G、TA4G。

2) 修訂GB/T 2965-2007 等相關鈦及鈦合金產品標準，使其中的純鈦產品的牌號與修訂后的GB/T 3620.1 協調一致。

3) 現有的GJB 2218A-2008 和GJB 2505A-2008 也應盡快修訂，使其中的純鈦產品的牌號與修訂后的GB/T 3620.1 協調一致。

3 GB/T 3620.1-2016 修訂內容

GB/T 3620.1-2016 與GB/T 3620.1-2007 相比，除了編輯性修改外，對其主要內容進行了較大的修訂，主要集中在牌號及其技術要求的恢復、修訂、刪除和新增，同時增加了鈦合金牌號命名規則，規定了工業純鈦牌號和化學成分實施要求，具體修訂內容如下：

1) 恢復了GB/T 3620.1-1994 中工業純鈦的牌號和化學成分，以及相關材料標準在隨后的修訂中也將增加與GB/T 3620.1-1994 中相應純鈦牌號相對應的材料性能。

2) 將GB/T 3620.1-2007 中的工業純鈦牌號統一進行變更，變更方式是在GB/T 3620.1-2007中的工業純鈦牌號后增加“G”字母。

3) 將原GB/T 3620.1-2007 的牌號按鈦的分類方式分別列表規范。在GB/T 3620.1-2016 中進行明確：表1 為工業純鈦及α 型、近α 型鈦合金牌號及化學成分；表2 為β 型和近β 型鈦合金牌號及化學成分；表3 為α-β 型鈦合金牌號及化學成分。

表2 新注冊β 型和近β 型合金Table 2 Newly registered β-type and near β-type alloys

表3 新注冊α-β 型合金Table 3 Newly registered α-β type alloys

4) 修訂了TA22-1、TA24、TC15、TC17 牌號的編輯錯誤。將TA22-1 中Al 含量由“2.5～3.5”修改為“2.0～3.0”；TA24 中Al 含量由“2.5～3.5”修改為“2.0～3.0”；TC15 刪除了Sn、Mo、Cr、Zr、Nb、Fe 含量要求，將Fe 含量由“≤0.30”修改為“2.0～3.0”，將H 含量由“≤0.015”修改為“≤0.013”；TC17 增加Cr 含量為“3.5～4.5”。

5) 將TA19 名義化學成分由“Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si”修改為“Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.08Si”；化學成分中的Si 含量由“≤0.13”修改為“0.06～0.10”。

6) 增加了TA29、TA30、TA31、TA32、TA33、TA34、TA35 和TA36 共計8 個新注冊α 型和近α型合金牌號。新注冊牌號名義成分及研制名稱見表1。

7) 增加了TB12、TB13、TB14、TB15、TB16和TB17 共計6 個新注冊β 型和近β 型合金牌號。

8) 增加了TC27、TC28、TC29、TC30、TC31和TC32 共計6 個新注冊α+β 型合金牌號。

9) 增加了鈦合金牌號命名規則。

a) 牌號命名的基本規則

鈦及鈦合金牌號分為三類，即α、β 和α-β。鈦及鈦合金牌號依據其名義成分含量計算所得的鉬當量的結果進行分類；鈦及鈦合金牌號的命名采用注冊制，牌號命名前應進行牌號注冊，統一命名，采用字母和數字表示鈦及鈦合金的牌號。

b) 牌號編制方法

牌號的第一位用大寫字母“T”表示鈦及鈦合金；牌號的第二位表示合金的類型，分別用大寫字母A、B 和C 表示，A 表示工業純鈦、α 型和近α 型合金，B 表示β 型及近β 型合金，C 表示α-β 型合金；牌號中的阿拉伯數字按注冊的先后自然順序排序；相同牌號的超低間隙合金在數字后加大寫字母“ELI”，數字與“ELI”之間無間隔。

c) 名義成分編制規則

鈦合金牌號的名義化學成分僅列出必須控制范圍的元素；名義化學成分中元素含量的確定應以其控制范圍的算術平均值為基本原則。

10) 規定了工業純鈦牌號和化學成分實施要求。

GB/T 3620.1-2016 的表1 中規定的TA0、TA1、TA2 及TA3 分別對應于2007 年1 月1 日前發布的相關鈦國家標準、國家軍用標準、行業標準中相應的TA0、TA1、TA2 及TA3 牌號和化學成分。

GB/T 3620.1-2016 的表1 中規定的TA1GELI、TA1G、TA1G-1、TA2GELI、TA2G、TA3GELI、TA3G、TA4GELI、TA4G 分別對應于GB/T 2965-2007、GB/T 3621-2007、GB/T 3622-2012、GB/T 3623-2007、GB/T 3624-2010、GB/T 3625-2007、GB/T 12769-2007、GB/T 13810-2007 等標準中相應的TA1ELI、TA1、TA1-1、TA2ELI、TA2、TA3ELI、TA3、TA4ELI 及TA4 牌號和化學成分。

GB/T 3620.1-2016 的附錄D 中羅列了自2007 年以來，所有發布實施的涉及純鈦牌號的鈦加工材國家標準、行業標準和國家軍用標準，主要目的是為解決這些標準在修訂前與本標準之間的銜接關系，因為在這些標準中依然使用TA1-TA4 表示純鈦，而本標準發布后這些標準中的純鈦應分別對應TA1G-TA4G，在過渡期采取此種方式是可行的。

4 工業純鈦牌號與材料標準的關系

針對國家標準（GB）、行業標準（YS）,依據GB/T 1.1-2009 《標準化工作導則 第1 部分：標準化文件的結構和起草規則》[6]的規定：“下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。” 所有涉及國家標準（GB）、行業標準（YS 等）中，均未注明年代號，故GB/T 3620.1-2016 中純鈦牌號的對應關系可按如下原則執行：

1）2007 年1 月1 日以前發布的鈦國家標準、行業標準，應對應于GB/T 3620.1-2016 中的TA0至TA3。

2）2007 年1 月1 日以后發布的鈦國家標準、行業標準，應對應于GB/T 3620.1-2016 中的TA1G至TA4G。

針對國家軍用標準（GJB），依據GJB 0.1-2001《軍用標準文件編制工作導則 第1 部分：軍用標準和指導性技術文件編寫規定》[7]：“下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包含勘誤的內容）或修訂版均不使用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本使用于本標準。”所有涉及國家軍用標準（GJB）的均未注明年代號。GJB 2218A-2008[8]和GJB 2505A-2008[9]中均引用了GB/T 3620.1，并將純鈦牌號和加工材的力學性能按照GB/T 3620.1-2007的修訂進行了調整。

5 問題及預防措施

5.1 易出現的問題

近年來，通過市場調研GB/T 3620.1-2016 的實施過程，可能出現的問題如下：

1）2007 年至今發布的材料標準未修訂，標準中的TA1、TA2、TA3 與GB/T 3620.1-2016 中 的TA1、TA2、TA3 不對應。

2）在線執行合同用料與實際訂貨文件不符合。

3）材料化學成分與性能不匹配。

4）GJB 2218A-2008 和GJB 2505A-2008 中 的純鈦牌號對應于GB/T 3620.1-2007，純鈦性能與GB/T 3620.1-2007 中的成分匹配。

5.2 預防措施

針對易出現的問題，GB/T 3620.1-2016 標準編制組給出如下預防措施：

1）明確材料標準規定的純鈦牌號所對應的化學成分及其對應的性能關系。

2）合同中注明材料標準完整編號的同時，還應向用戶確認化學成分標準版次，并在合同中注明。

3）應依據合同將訂貨材料標準編號和化學成分對應的標準編號完整移植到設計、生產、檢驗等過程中。

6 結語

GB/T 3620.1-2016 經四次研制修訂后，基本解決了GB/T 3620.1 與其他國家標準、國家軍用標準、有色行業標準的協調一致性，尤其是相關國家標準和有色行業標準后續修訂時的引用方案。通過本次修訂，可以很好地完善標準內容，有助于國家鈦標準體系進一步完善和優化，可以使得國內定型項目用鈦有據可依，同時，解決了國外引進項目國產化選材問題，為我國鈦及鈦合金牌號和化學成分的確定和選擇提供了技術保障，對促進我國鈦及鈦合金用金屬材料的發展將產生深遠的影響。