冶金型号标准编制工作的实践和体会

袁文明 刘 颖 于 雷

（北京航空材料研究院，北京 100095）

冶金型号标准编制工作的实践和体会

袁文明 刘 颖 于 雷

（北京航空材料研究院，北京 100095）

介绍了航空工业冶金型号标准产生背景，阐述了冶金型号标准编制与管理方法，分析了冶金型号标准在航空装备研制中的作用，总结了冶金型号标准编制工作的主要体会，并提出了冶金型号标准发展建议。

航空装备；材料；冶金型号标准

1 冶金型号标准产生背景

1.1 航空装备研制对冶金型号标准的需求

冶金型号标准是材料、热工艺技术领域满足某一型号系统特殊研制要求的联合企业标准或型号专用标准。从涵盖的专业范围来说，冶金型号标准主要包括材料规范、工艺标准、检测标准和冶金管理标准，目前航空装备研制中应用的冶金型号标准主要以材料规范、热工艺标准为主。国家标准化法规定标准只有3级：国家标准、行业标准（或地方标准）、企业标准，冶金型号标准的级别仍属于企业级标准，其在航空装备研制采标体系中的位置见图1。

图1 航空装备研制的采标体系

通常情况下，一个全新型号的航空装备在材料采标方面，其成熟材料和通用材料一般选用现行的行业以上标准（GB、GJB、HB等），其比列可占到60%～70%；新材料及其配套标准的采标缺口比例占30%～40%，这部分标准一般通过企业标准或冶金型号专用标准来解决。

冶金型号标准是应航空装备研制需要而产生的。通常一个型号的研制是由主机厂所和相关配套厂所共同参与完成的，新研材料的应用会涉及多个参研（承制）单位，如果各个参研（承制）单位采用各自的企业标准向材料供应厂订购同一牌号、同一品种、尺寸规格接近的材料，必然会带来材料重复研制，质量一致性难以保证等问题。而制定统一的型号标准可有效地解决上述问题，从而达到节约研制成本、保证材料质量和有利于组织生产的目的。归结起来，冶金型号标准产生的原因主要有以下两点。

一是统一标准的需要。航空装备研制过程中，其材料和零部件的生产往往存在“双流水”或“多流水”，即不同的单位生产同一种材料及制件，在此情况下必须统一验收标准和质量控制标准，否则无法保证制件的冶金质量；

二是满足设计要求的需要。企业标准由于企业自身生产条件和制造能力的限制而存在一定的缺陷和局限性，无法很好贯彻型号研制要求和设计意图。型号总师系统通过冶金型号标准这一“抓手”，能够有效地贯彻型号设计指标，确保材料及制件的冶金质量满足型号研制要求。

1992年，原航空航天工业部发布了《联合企标管理办法》，首次规范了型号专用标准的管理和编写要求。

2008年，总装备部发布了GJB 6387-2008《武器装备研制项目专用规范编写规定》，进一步统一和规范了型号专用标准的编制要求。

2012年，鉴于型号专用标准的特殊性和在型号全寿命周期内的特殊作用，集团公司将型号专用标准纳入到集团标准体系中统筹管理，将型号专用标准作为重要的内部标准之一。

从上个世纪90年代以来，航空有关重点型号相继开展了冶金型号标准化工作，取得了显著的成效，积累了丰富的冶金型号标准资源和标准编制及管理经验。到目前为止，共制定了1 600余项冶金型号标准（见表1），满足了型号各阶段研制对材料、热工艺标准的迫切需求，为航空装备科研生产的顺利进行提供了强有力的技术支持。

目前航空装备研制应用的冶金型号标准按其归口管理情况分为两大类：一类是材料标准化技术负责单位组织制定的标准，这主要包括：Q/J11、Z9、Z10、WS9、Q/S10、Q/S15、Q/S20等标准，其数量约占2/3；另一类是主机厂所组织制定的标准，这主要包括：11-CL、CAQB/CBQB、YMS、XPS等标准，其数量约占1/3。

表1 航空重点型号冶金标准制定数量

1.2 冶金型号标准的特点

航空装备研制实践表明，制定和实施冶金型号标准能有效解决“材料先行”的技术保障问题。冶金型号标准具有以下特点。

1.2.1 适用性强

冶金型号标准按材料牌号、品种、状态等成系列制定，具有标准制定速度快、时效性强、系列化程度高、满足设计需求好等优点。一项行业标准从论证、编制、审查到报批，历时3年～5年方能正式发布；一项型号标准平均制定周期为6个月，最快可在30天内制定一项标准，满足了型号急需。

1.2.2 技术水平高

先进材料对降低航空装备结构重量系数和提高发动机推重比的贡献率高达70%。以新材料、新工艺、新技术为标准化对象的冶金型号标准，有利于促进对国外先进标准的消化、吸收和再创新，并促进先进材料在装备中的应用，提高了型号对新材料、新技术自主知识产权的拥有量。

1.2.3 管理规范化

冶金型号标准的制定有利于型号研制系统对关键和重要材料标准实施统一管理，避免“不同单位，使用同种材料，实行不同标准”的采标混乱等问题，实现同一对象，统一标准，有利于建立科学合理、水平先进、协调统一的型号标准体系。

2 冶金型号标准编制与管理方法

采用系统管理的方法对冶金型号标准进行研究与制定，通过顶层设计、全过程管控来优化型号采标体系，提升冶金型号标准的编制质量，充分满足装备研制的要求。冶金型号标准的编制与管理方法见图2。

图2 冶金型号标准编制与管理方法

2.1 构建标准体系

构建标准体系对于指导型号采标、标准编制以及型号研制具有重要的支撑作用。在系统梳理分析型号相关现行材料、热工艺标准的基础上进行消化吸收和集成创新，根据型号研制需求和“全面配套、层次适当、划分清楚、突出重点”的原则构建型号材料、热工艺标准体系。

2.2 确定编制范围

型号标准编制应当立足国内，针对国内自主研发的新材料。当现有材料标准不能满足型号研制要求时，应编制冶金型号标准。冶金型号标准编制范围如下：

现有行业以上标准（GB、GJB、HB等）在牌号、品种、尺寸规格、制造工艺、技术指标等方面不能满足要求时，应制定型号标准；

现有已定型机种的型号标准在品种、规格、状态、技术指标等不能满足要求时，应制定型号标准；

重要新材料验收控制的企业标准、技术条件等，原则上应转化为型号标准。

2.3 明确编制原则

冶金型号标准编制原则如下：

先进性：在现有企业标准基础上，吸收借鉴国外先进标准与型号攻关研究成果，确保型号标准先进；

适用性：结合型号研制生产的实际情况，对重要技术指标进行验证，确保型号标准可操作；

协调性：型号标准应与现行标准、法规文件协调一致。

2.4 规范编制程序

冶金型号标准制定实行“三统一”原则，即：统一编写规则、统一编制程序、统一归口管理。冶金型号标准编制程序包括制定编制计划、标准编制、审查、发布、实施、跟踪等环节。

材料标准化技术负责单位负责制定冶金型号标准编制方案，提出冶金型号标准管理细则、编写规则和编写模版；根据型号各阶段研制需求分批制定型号标准编制计划，并具体组织冶金型号标准的起草、协调、审查、报批、实施跟踪和更改、修订等工作。充分发挥材料标准化人员的作用，确保标准编制质量。

3 冶金型号标准在航空装备研制中的作用

按照上述冶金型号标准的编制与方法和管理流程，近年来，材料标准化技术负责单位组织制定了62项某飞机热工艺型号标准和90项某发动机冶金型号标准，这些型号标准在航空装备研制中发挥了非常重要作用，在降低研制风险、加快研制进度和提高产品质量等方面取得了显著效果。

3.1 某飞机热工艺型号标准

根据某飞机工艺国产化的需求，材料标准化技术负责单位联合型号主机厂、所，历时两年完成了“某飞机热工艺技术研究及标准编制”专项型号课。该课题完成了62项热工艺型号标准的编制工作。热工艺型号标准涵盖100个材料、共计310个品种零（部）件，包括锻造工艺标准4项；铸造工艺标准3项；热处理工艺标准15项；表面处理和防护工艺标准19项；焊接工艺标准10项；材料使用工艺标准3项；复合材料和非金属材料制造工艺标准6项；理化检测标准2项。热工艺型号标准在某飞机研制生产中的作用如下。

3.1.1 降低了研制风险，为新机生产提供了热工艺技术保证。实践表明，62项热工艺标准保证了材料的设计最佳性能，最大限度地发挥了材料的潜能，很好地保证了零部件的冶金质量，提高了飞机整体热工艺技术水平，为新机成功研制做出了重要贡献。

3.1.2 节省了研制经费，有力地推动了飞机工艺国产化研究工作的开展。焊接、表面处理及理化测试技术标准，是在没有先期国产化基础的情况下做了大量的验证试验工作，编制了满足使用要求的型号标准。以焊接专业的10项型号标准为例，其经费投入约200万，若通过正常的科研课题（相当于10项课题）完成有关的研究内容则需800万～1 000万，仅此一个专业就节省研究经费约600万～800万。

3.1.3 增加了型号自身的技术储备，使型号拥有了新工艺的自主知识产权，并实现了从原材料生产供应到零部件制造全部立足于国内的目的，为型号后续发展提供了坚实的技术平台。

3.2 某发动机冶金型号标准

某发动机属于全新跨代型号，该发动机关键和重要零部件选用了较多的先进材料，其研制工作面临着对材料标准的迫切需求。在前期研制工作中，某发动机选用的新材料大多以企业标准或技术协议作为研制、验收的依据，部分材料标准存在着多个版本且技术内容不协调，还有部分新材料没有形成任何标准。因此新材料采标缺口较大，亟待通过编制冶金型号专用标准加以整合、统一和提升。

根据该发动机研制急需，材料标准化技术负责单位组织型号各参研单位开展了材料标准体系构建、冶金型号标准编制、标准实施跟踪与维护等工作。到目前为止已制定冶金型号标准90项，包括：原材料标准27项，锻件标准18项，铸件标准12项，高温涂层标准33项。该批冶金型号标准在发动机研制中的作用如下。

3.2.1 解决了一批核心材料验收标准统一的问题

该批冶金型号标准涉及25个材料牌号、48个品种，其中涵盖发动机关键零部件“一盘两片”、高低压整体叶盘、大型环形件、整体薄壁复杂构件等。该批标准的实施对于保证该发动机零部件的冶金质量起到了重要作用。

3.2.2 整合了同一种零件不同生产工艺的验收要求

通过制定冶金号标准整合统一了AA粉和PP粉工艺的粉末涡轮盘锻件、整流叶片精锻件和小余量模锻件、高低压单晶叶片、高低压定向叶片等关键零部件的技术指标，确保了同一种材料及零部件的验收标准协调统一。

3.2.3 满足了发动机不同研制阶段的动态采标要求

根据型号研制进度和采标要求进行动态编制冶金号标准，即按需编制，急用先定。例如，根据该发动机核心机、验证机等阶段整体叶片零件的研制需求，分别制定了高温钛合金整体叶盘准β锻盘件、双性能盘件和β热模锻盘件的验收标准，及时满足了发动机各研制阶段的采标要求。

4 冶金型号标准化的体会和建议

回顾近十余年来的冶金型号标准化工作历程，在冶金型号标准的编制和管理方面可以总结出一些有益的经验和体会，为未来型号研制中的冶金标准化工作提供参考。

4.1 冶金型号标准化的体会

4.1.1 型号研制，标准先行

航空装备要发展，航空材料须先行，材料应用研究是关键，材料标准是保障。冶金型号标准化是型号研制工程的重要组成部分，贯穿于型号科研生产全过程，应充分发挥其在型号科研、生产中的综合技术保障作用。航空重点型号标准化领域内的实践表明，材料标准化深入型号工程才具有生命力，材料标准化全面而深度地介入重点型号工程，为其提供强有力的标准化技术支持是必要的，也是现实和可行的。

4.1.2 精心谋划，顶层设计

上级主管部门和型号总师系统对材料标准化的高度重视和精心谋划，是冶金型号标准在航空装备研制中得以成功应用的根本保证。航空重点型号研制工程，在研制经费有限的情况下，始终坚持从总经费中切出一块进行材料型号标准化工作，因而做到了对材料的基本性能、使用特点和热加工特性有了较多研究的基础上，制定出比较系统完整的型号专用材料标准、工艺标准，为降低新机研制风险和制造全过程实行严格质量控制打下了坚实的技术基础。

4.1.3 立足国内，自主创新

冶金型号标准研究和制定坚持立足国内和国产化材料，依靠自己的力量，走消化吸收再创新和集成创新的道路，充分结合几十年来航空材料发展经验，利用长期积累的我国航空材料研究与应用成果以及多个型号工艺攻关成果，形成并完善了我国自己的型号材料体系和标准体系。

某发动机冶金型号专用标准的制定，不仅能保证该型号系列发动机用原材料、半成品及零部件研制和生产的顺利进行，同时也是我国先进高推重比发动机走向自行研制并拥有自主知识产权的重要标志。

4.1.4 多方协同，集智定标

冶金型号标准编制是一项较大的系统工程，做好设计、材料、制造的合理分工和大力协同非常重要。各参研单位发扬型号一盘棋的精神，利用各自技术和资源优势，积极承担冶金型号标准编制任务，开展了大量分析研究和验证试验工作；总设计师系统和总冶金师单位对冶金型号标准编制高度重视并大力支持，对重大技术问题积极协调，合力攻关，为标准顺利编制创造必要条件。

在冶金型号编制方面成功实现了3个结合：标准化与材料专业的结合；标准化与设计专业的结合；标准化与制造专业的结合。充分利用材料专家、设计人员、工艺人员三方面力量，使型号标准的制定更具针对性和可操作性。

4.1.5 严格管理，确保质量

通过冶金型号标准工作实践，材料标准化技术负责单位积累了丰富的型号标准化工作经验，制定了一套行之有效的型号标准编制范围、编制原则，建立了严密完备的型号标准编制和管理程序，提升了型号标准化管理水平，这对于今后其它新机种冶金型号标准化工作具有重要的借鉴价值。

在标准审查过程中，坚持“技术把关”和“管理把关”相结合。在技术方面，充分发挥总师系统专家的技术审查和技术把关的作用，排除标准中不可靠的技术隐患，确保标准技术内容正确、可靠；在管理方面，充分发挥材料标准化专业人员的标准化审查和技术协调的作用，严格执行标准审查、审批程序，确保标准质量满足使用要求。

4.2 冶金型号标准发展建议

4.2.1 进一步加强冶金型号标准化

冶金型号标准是型号采标体系中的重要组成部分，对航空装备研制工作具有重要支撑作用。同时冶金型号标准的制定规模和技术水平，在一定程度上能反映出型号采用新技术的含量和创新力度。因此，型号总师系统应对冶金型号标准化工作予以高度重视并需进一步加强。

在未来的新型飞机、发动机型号研制中，冶金标准体系构建应充分体现关键主干新材料研制需求，遵循材料应用发展的规律，力求做到科学、合理、协调、完整，满足装备研制各阶段对材料标准的需求。

4.2.2 力求做到标准资源共享共用

冶金型号标准这一很具特色和个性的宝贵标准资源，是中航工业几代冶金工作者经验、心血和集体智慧的结晶，是中航工业共同的知识财富，理应由全集团乃至全行业共享这一标准成果。但目前各个型号的冶金型号标准各自为政，互不协调，标准制定交叉重复。由于型号之间的管理壁垒，冶金型号标准无法做到在不同型号中共享共用，这在一定程度上导致标准重复制定，浪费了人力、物力和财力。

建议今后梳理和整合型号标准资源，破除不同型号研制系统之间的管理壁垒，由集团公司统一归口管理各个型号研制过程中的冶金型号标准，力求做到各型号研制能够共用现有的型号标准资源。在集团层面应尽快出台型号标准使用和管理的指导意见，通过集团共享方式，加大现有型号标准资源在未来新型航空装备研制中的应用力度。

4.2.3 开展冶金型号标准转化升级

冶金型号标准是根据航空装备具体技术要求制定的，对提升航空装备质量和材料技术水平具有重要作用。目前冶金型号标准已纳入集团公司标准体系，同时按集团公司标准化发展战略规划要求，应逐步将具有一定通用性和推广价值的冶金型号标准转化和提升为AVIC标准和行业标准，从而促进集团和行业技术进步，提升中航工业的整体竞争力和影响力。

（编辑：雨晴）

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1003-6660（2014）06-0003-05

10.13237/j.cnki.asq.2014.06.001

2014-09-10