《钛及钛合金丝》标准编制说明作者：
所属系别： 钛 海绵钛 钛材 废钛料 四氯化钛 钛白粉
关键字： 钛 钛渣 钛板
发布日期： 2007年11月17日 10:38
编者按： 《钛及钛合金丝》
（GB/T 3623-200X）送审稿
编制说明
一、 任务来源及计划要求；
根据全国有色金属标准化技术委员会《关于下达2006~2008年有色金属国家标准修订计划的通知》（有色标委（2006）第13号）的精神，由宝钛集团有限公司起草《钛及钛合金丝》国家标准，本标准是对GB/T3623-1998的修订。
二、 编制过程，包括编制原则、工作分工、征求意见单位、各阶段工作过程等；
本标准以实际生产中总结的数据为基础，对GB/T3623-1998进行了修订。
l 标准编制原则：
——增加了纯钛TA1-1、两相钛合金TC4ELI牌号，并规定了其化学成分和力学性能；
——增加了两相钛合金TC2，规定了TC1、TC2焊丝的化学成分；
——调整了所有低间隙纯钛焊丝的化学成分；
——因结构丝引用GB/T3620的化学成分，GB/T3620修订时纯钛与原标准同牌号规定的化学成分差异较大，故对四种纯钛牌号的力学性能指标进行了调整；
——加宽了TC4钛合金丝材的供货直径范围，并对力学性能指标进行了调整；
——增加了直段丝供货状态，规定了碱酸洗和磨光的表面处理方式；
——增加了检验结果的判定方法。
——按GB/T3620，对原TA4牌号重新编号为TA28。
l 本标准由宝钛集团有限公司负责起草。
本标准初稿于2006年5月完成，在网上和相关单位广泛征求意见，未收到反馈意见。然后编制组对厂内返回的意见进行研究处理，形成了标准预审稿。
l 标准会议：
2006年7月18日，由中国有色金属标准计量质量研究所主持，在湖北省宜昌市召开了有色金属材料标准会，对宝钛集团有限公司编制的了国家标准《钛及钛合金丝》（GB/T 3623-200X）进行了预审，共有15个单位的25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，对标准讨论稿提出了以下修改意见和建议：
1）将前言中“GB/T3620”修改为“GB/T3620.1”。
2）删除表1状态列中的序号“（1）、（2）和（3）”。
3）将表2的注1中“其他元素”改为“其他杂质元素”，“低间隙牌号”改为“低间隙纯钛牌号”。
4）将3.5.3的“长度偏差”改为“长度允许偏差”。
5）重新组织3.6条的语言，应分丝材试样热处理和丝材本身退火态两种情况描述。
6）将5.1.2条的“属于其他性能的异议”改为“属于其他的异议”。
7）将5.2条改为“同一牌号、同一熔炼炉号、同一生产方法、同一热处理炉批、同一状态和同一规格”。
8）将表5的低倍检验的取样规定分为两类，卷、根为一类，盘为一类。
9）5.5.2条修改为“产品尺寸偏差、外观质量不合格时，允许供方对该卷（盘、根）切去一定长度后重新检验，直至合格”。
10）5.5.3条后半句修改为“还允许供方对丝材（或试样）重新进行热处理后按本标准要求对所有检测项目重新取样检验。若试验结果合格，则判该批产品合格；若试验结果仍有不合格，则判该批产品不合格。经供需双方商定，该批产品还可由供方逐件检验，合格者交货。”
11）将5.5.4.1中的“分层”改为“裂纹”。
12）调整6.4条中的顺序，并将“特殊试验要求”和“特殊包装要求”合并为一条“其他要求”。
与会专家和代表一致认为，标准讨论稿经以上修改，可形成送审稿提交审定。
会后，按会议纪要的要求对标准预审稿进行了修改，形成了本标准的送审稿。
三、调研和分析工作的情况
我国钛及钛合金的生产起步于20世纪50年代，1964年实现了钛加工材的工业化生产。现年产钛材近万吨，丝材的产量也逐年上升。原GB/T3623是1998年修订版本，是国内应用最广泛的丝材标准，至今已使用八年了，标准包括15个钛及钛合金牌号。近年来，随着钛及钛合金用途的不断扩大，及武器装备、航空、航天等行业需求，丝材用钛合金的牌号越来越多，如TA1-1、TC2、TC4ELI合金，因国标中未包含这些牌号，产品订货的技术条件只能使用供需双方签定的技术协议。为满足国内市场需求，推进我国航空、航天等行业的发展，急需对GB/T 3623标准进行修订，将部分已批量生产并投入应用的牌号纳入标准。另外，八年生产积累的大量数据表明，原标准中小规格TC4丝材的力学性能指标不合理，需要对其进行调整。
四、主要技术内容的说明，包括技术参数与指标的确定依据、修订标准的各修订点及其理由等；
本次修订后与原标准的变化较大，增加了3个牌号，对纯钛的4个牌号进行了改进和调整，从表示方式和成分上都与ISO和ASTM标准保持一致。并对TC4钛合金丝材的力学性能进行了调整，扩宽了可生产的丝材的尺寸范围和产品的表面处理方式。具体变化如下：
1、本标准中结构件用丝材的化学成分仍引用GB/T3620《钛及钛合金牌号和化学成分及成分允许偏差》。由于GB/T3620修订时对纯钛的4个牌号是参照美国ASTM材料标准中纯钛成分和ISO外科植入物钛材标准进行改进和调整的，所以本标准中纯钛从表示方式和成分上都与ISO和ASTM标准保持一致。保证了我国钛材更利于推向国际市场。纯钛四个牌号与ISO和ASTM标准中纯钛牌号一一对应关系为：TA1对应Gr.1, TA2对应Gr.2, TA3对应Gr.3, TA4对应Gr.4。引用GB/T3620，将原TA4变更为TA28。
２、由于同牌号纯钛的成分发生了变化，调整了标准的力学性能。本标准在确定指标时，以统计的近些年生产的出口丝材的性能为依据，并参照ASTM B863《钛及钛合金线材规范》、ASTM B348《钛及钛合金棒材规范》的性能指标对纯钛结构件丝的力学性能进行了调整和规定。本标准中Ф4.0~7.0mm的指标与ASTM B348中Ф4.8~7.0mm一致；本标准Ф4.0~4.8mm的延伸率指标高于ASTM B863，强度指标相同。ASTM B863自TA1——TA4的延伸率指标依次为20、18、18、15，而本标准依次为24、20、18、15；本标准<Ф4.0mm的指标与ASTM B863一致；小于4.0 mm的丝材，由于拉伸性能试样尺寸不同，所以指标也有差异。本标准规定的该规格范围的拉伸性能试样L0=50， ASTM B863《钛及钛合金线材标准规范》规定小于3.2 mm的拉伸性能试样L0=50，不小于3.2 mm的丝材的拉伸性能试样尺寸为L0=4D。而且还规定“直径或最小尺寸小于0.125英寸（3.2 mm）的线材或型材，其伸长率在2英寸（50.8 mm）确定。报告数值应被表述为在1英寸或等同值的百分伸长”， 由此可见，小规格丝材延伸率下降是一必然规律。本标准小于4.0 mm的丝材的指标是在统计生产数据的基础上确定的，其塑性指标比大规格的略低，与ASTM B863的变化规律相同。
3、本标准规定的纯钛低间隙焊丝TA1ELI—TA4ELI的化学成分与AWS A5.16-2004中ERTi-1—ERTi-4依次对应，TA1—TA4焊丝的化学成分与原GB/T3623-1998 TA0—TA3依次对应。
4、调整了规格小于2mm的TC4丝材的性能指标。在八年的生产中发现，小规格（小于2.0mm）TC4丝材的力学性能指标不合理，强度富余量大，但塑性指标过高，很难达到。出现该问题后，曾经对该规格范围的丝材的热处理工艺也进行了深入研究，但改善效果仍不明显。ASTM F136《外科植入物用Ti-6Al-4V加工材规范》和ASTM F1472《外科植入物用Ti-6Al-4V（ELI）加工材规范》中也明确规定“厚度或直径规格小于0.062英寸（1.575mm）的材料的延伸率可以协商”；ASTM B863《钛及钛合金线材标准规范》规定“直径或最小尺寸小于0.125英寸（3.2 mm）的线材或型材，其伸长率在2英寸（50.8 mm）确定。报告数值应被表述为在1英寸或等同值的百分伸长。”由此可推断，TC4合金与纯钛一样，当丝材规格减小时，延伸率也减小，所以，本次修订时参照实际生产水平，参考国外丝材规范，对小于2.0mm的丝材的力学性能指标进行了调整。
5、根据现有生产能力、状况及市场需求，扩宽了TC4丝材的规格下限，由原1.6mm下延到1.0mm。
6、增加了TA1-1纯钛牌号及其性能。主要依据特殊行业需求，及某重点工程需要增加的。其成分和力学性能的确定主要依据设计要求、协议技术条件，以及目前国内的生产现状，并按照GB/3620对牌号的重新命名将原协议牌号TA0-1变为牌号TA1-1。
7、依据市场需求，增加了TC2牌号，其化学成分引用了GB/T3620。
8、由于外科植入物用材料产量剧增，依据国内外市场目前需求，丝材增加了TC4ELI牌号。结构丝的化学成分引用GB/T3620，除杂质元素Fe含量控制更严格外，其余元素含量与ASTM F136相同，力学性能指标也与ASTM F136相同；TC4ELI焊丝引用了AWS A5.16-2004中ERTi-23（ERTi-5ELI）的化学成分，比ASTM F136对杂质元素要求更严。
9、随着设备的更新和生产工艺的改进，生产能力越来越大。丝材可生产的长度增长，表面处理方式也日益健全。从产品形状看，原有的成卷供货形式已不能满足实际需求，本标准除规定有成卷供货形式外，还增加了直段丝（定尺或乱尺），复绕等形式。
五、与国外同类标准水平的对比分析；
本标准的修订主要有三个方面，一是对原标准中纯钛的成分进行了改进，与国际标准和美国ASTM标准的成分一致；二是在原15个牌号的基础上增加了3个牌号；三是调整了TC4丝材的力学性能指标。
本标准中纯钛结构丝材在成分范围上与国外牌号保持一致，性能与ISO和ASTM B863和ASTM B348两个标准的最高要求保持一致，属国际先进水平。
TC4丝材指标与ASTM B348和ASTM B863比较，规格大于4.8mm的丝材的力学性能指标与ASTM相同；规格在4.0～4.8mm的丝材，指标高于ASTM B863；规格不大于4.0mm的丝材，由于每个国家采用的试验方法有差异，所以塑性指标有差异，但两标准都能遵循客观变化规律，即随着丝材规格减小，塑性指标降低。总体来说，GB/T3623的技术水平不低于ASTM标准。
TC4ELI结构丝材引用了ASTM F136的指标。焊丝的化学成分引用AWS A5.16-2004，对杂质元素比ASTM F136标准要求更严。
六、与现行法规、标准的关系
当前我国钛及钛合金丝材标准有两个，除本标准之外，另一个是国家军用标准GJB2219《钛及钛合金紧固件用丝材》，两个标准使用的场所和产品形式均不同，所以两者之间并无冲突。
七、实施标准的要求和措施的建议
本标准与原标准有明显的差别，特别是同牌号纯钛与原先的成分差异很大。化学成分的差异决定了性能的差别，所以在选材时应特别注意成分及对应的性能。
八、参考资料清单
1、ISO 5832/2、5832/3
2、ASTM B348-03、 ASTM B863-03、ASTM F136、ASTM F1472、AWS A5.16-2004
3、GB/T3620、GB/T 3623-98
4、XJ/BS 5250-2002、XJ/BS 5307-2005