GB/T 3620.1—2016《钛及钛合金牌号和化学成分》标准解析

冯军宁 ，解 晨 *，马忠贤 ，胡志杰，魏佳琦，冯永琦

（1.宝鸡钛业股份有限公司,陕西 宝鸡 721014；2.宝钛集团有限公司,陕西 宝鸡 721014）

0 引言

目前，最新版标准GB/T 3620.1-2016 《钛及钛合金牌号和化学成分》[1]已于2016 年12 月30 日发布，2017 年11 月1 日实施。近年来，宝钛集团有限公司作为标准的主要起草单位发现，国家标准GB/T 3620.1-2016 在其他产品类国家标准制修订时的引用过程中，以及实际产品的订货、生产和验收的过程中仍存在异议。笔者旨在阐述标准修订的原因、依据、内容，以及相应牌号新旧版本的对应关系，为标准在后续引用、生产、验收过程提供指导。

1 GB/T 3620.1-2016 的历史演变

YB 761-1970 《钛及钛合金牌号和化学成分》[2]首次发布于1970 年，是我国第一项钛及钛合金牌号和化学成分的标准，标准共包含21 个牌号，其中3个纯钛牌号（TA1、TA2 和TA3，但TA2 和TA3 的化学成分完全一致，仅加工材料的性能有差异），对性能影响较大的Fe、O 元素报实测值，且作为参考。纯钛牌号主要以苏联体系为基础建立，但又与苏联牌号无法完全对应。

由于标准化管理机构的变化，1983 年对YB 761-1970 《钛及钛合金牌号和化学成分》进行了首次修订，修订后的国家标准GB/T 3620-1983 《钛及钛合金牌号和化学成分》[3]中共包含18 个牌号，其中4 个纯钛牌号，同时增加碘化钛TAD 牌号（该牌号为后来的TA0 的增加做了准备）。编制过程已提出国内纯钛牌号的化学成分与力学性能不匹配的情况，并对美国、西德纯钛化学成分和性能与我国纯钛化学成分和性能方面存在的差异和不协调进行了说明。明确提出“适当提高纯钛牌号的氧、铁含量指标，向美国标准靠拢是必要的”规划。

GB/T 3620.1-1994 《钛及钛合金牌号和化学成分》[4]，共24 个牌号，其中包括5 个纯钛牌号，在TAD、TA1、TA2、TA3 的基础上，增加了TA0 牌号，调整了TA1、TA2、TA3 的化学成分，“基本理顺了化学成分与力学性能的关系”，但依然没有解决国内外纯钛牌号、化学成分及力学性能的对应性能问题。

GB/T 3620.1-2007 《钛及钛合金牌号和化学成分》[5]共包含76 个牌号。删除了TAD、TA0，“参照国际标准ISO 5832-2 和ASTM 标准，将纯钛牌号修改为TA1～TA4，化学成分与ISO 和ASTM 标准相应级别对应一致”。解决了多次修订中提出的与国际国外牌号不协调的问题。

GB/T 3620.1-2016 《钛及钛合金牌号和化学成分》共包含100 个牌号。除增加了合金牌号外，纯钛牌号的变化较大：①恢复了GB/T 3620.1-1994 版中的TA0、TA1、TA2、TA3；②在2007 版的工业纯钛TA1、TA2、TA3、TA4 牌号后增加了“G”，表示为工业纯钛，即TA1G、TA2G、TA3G、TA4G，相对应的“EIL”、“-1”等牌号也均增加了“G”。

2 GB/T 3620.1-2016 修订原因及依据

GB/T 3620.1-2016 的修订原因及依据主要为以下三点：①标龄较长；②新注册钛牌号较多，需要及时纳入国标体系；③总装、国标委要求修订。

2013 年，总装、国标委收到部分国防领域单位的反映，认为：GB/T 3620.1-2007 版修订中规定的TA1、TA2、TA3 与早期定型型号中的TA1、TA2、TA3 要求不一致，导致订货出现差错，产品性能不能满足设计要求，出现批次不合格情况，影响装备交付和质量。

2014 年，航天、航空、舰船等行业及钛加工企业代表在北京召开了专题协调会，会议确定标准修订内容主要为以下几个方面：

1) 增 加GB/T 3620.1-1994 中TA0、TA1、TA2、TA3 四个纯钛牌号；GB/T 3620.1-2007 中TA1、TA2、TA3、TA4 改为TA1G、TA2G、TA3G、TA4G。

2) 修订GB/T 2965-2007 等相关钛及钛合金产品标准，使其中的纯钛产品的牌号与修订后的GB/T 3620.1 协调一致。

3) 现有的GJB 2218A-2008 和GJB 2505A-2008 也应尽快修订，使其中的纯钛产品的牌号与修订后的GB/T 3620.1 协调一致。

3 GB/T 3620.1-2016 修订内容

GB/T 3620.1-2016 与GB/T 3620.1-2007 相比，除了编辑性修改外，对其主要内容进行了较大的修订，主要集中在牌号及其技术要求的恢复、修订、删除和新增，同时增加了钛合金牌号命名规则，规定了工业纯钛牌号和化学成分实施要求，具体修订内容如下：

1) 恢复了GB/T 3620.1-1994 中工业纯钛的牌号和化学成分，以及相关材料标准在随后的修订中也将增加与GB/T 3620.1-1994 中相应纯钛牌号相对应的材料性能。

2) 将GB/T 3620.1-2007 中的工业纯钛牌号统一进行变更，变更方式是在GB/T 3620.1-2007中的工业纯钛牌号后增加“G”字母。

3) 将原GB/T 3620.1-2007 的牌号按钛的分类方式分别列表规范。在GB/T 3620.1-2016 中进行明确：表1 为工业纯钛及α 型、近α 型钛合金牌号及化学成分；表2 为β 型和近β 型钛合金牌号及化学成分；表3 为α-β 型钛合金牌号及化学成分。

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

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

4) 修订了TA22-1、TA24、TC15、TC17 牌号的编辑错误。将TA22-1 中Al 含量由“2.5～3.5”修改为“2.0～3.0”；TA24 中Al 含量由“2.5～3.5”修改为“2.0～3.0”；TC15 删除了Sn、Mo、Cr、Zr、Nb、Fe 含量要求，将Fe 含量由“≤0.30”修改为“2.0～3.0”，将H 含量由“≤0.015”修改为“≤0.013”；TC17 增加Cr 含量为“3.5～4.5”。

5) 将TA19 名义化学成分由“Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si”修改为“Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.08Si”；化学成分中的Si 含量由“≤0.13”修改为“0.06～0.10”。

6) 增加了TA29、TA30、TA31、TA32、TA33、TA34、TA35 和TA36 共计8 个新注册α 型和近α型合金牌号。新注册牌号名义成分及研制名称见表1。

7) 增加了TB12、TB13、TB14、TB15、TB16和TB17 共计6 个新注册β 型和近β 型合金牌号。

8) 增加了TC27、TC28、TC29、TC30、TC31和TC32 共计6 个新注册α+β 型合金牌号。

9) 增加了钛合金牌号命名规则。

a) 牌号命名的基本规则

钛及钛合金牌号分为三类，即α、β 和α-β。钛及钛合金牌号依据其名义成分含量计算所得的钼当量的结果进行分类；钛及钛合金牌号的命名采用注册制，牌号命名前应进行牌号注册，统一命名，采用字母和数字表示钛及钛合金的牌号。

b) 牌号编制方法

牌号的第一位用大写字母“T”表示钛及钛合金；牌号的第二位表示合金的类型，分别用大写字母A、B 和C 表示，A 表示工业纯钛、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；牌号中的阿拉伯数字按注册的先后自然顺序排序；相同牌号的超低间隙合金在数字后加大写字母“ELI”，数字与“ELI”之间无间隔。

c) 名义成分编制规则

钛合金牌号的名义化学成分仅列出必须控制范围的元素；名义化学成分中元素含量的确定应以其控制范围的算术平均值为基本原则。

10) 规定了工业纯钛牌号和化学成分实施要求。

GB/T 3620.1-2016 的表1 中规定的TA0、TA1、TA2 及TA3 分别对应于2007 年1 月1 日前发布的相关钛国家标准、国家军用标准、行业标准中相应的TA0、TA1、TA2 及TA3 牌号和化学成分。

GB/T 3620.1-2016 的表1 中规定的TA1GELI、TA1G、TA1G-1、TA2GELI、TA2G、TA3GELI、TA3G、TA4GELI、TA4G 分别对应于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 等标准中相应的TA1ELI、TA1、TA1-1、TA2ELI、TA2、TA3ELI、TA3、TA4ELI 及TA4 牌号和化学成分。

GB/T 3620.1-2016 的附录D 中罗列了自2007 年以来，所有发布实施的涉及纯钛牌号的钛加工材国家标准、行业标准和国家军用标准，主要目的是为解决这些标准在修订前与本标准之间的衔接关系，因为在这些标准中依然使用TA1-TA4 表示纯钛，而本标准发布后这些标准中的纯钛应分别对应TA1G-TA4G，在过渡期采取此种方式是可行的。

4 工业纯钛牌号与材料标准的关系

针对国家标准（GB）、行业标准（YS）,依据GB/T 1.1-2009 《标准化工作导则 第1 部分：标准化文件的结构和起草规则》[6]的规定：“下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。” 所有涉及国家标准（GB）、行业标准（YS 等）中，均未注明年代号，故GB/T 3620.1-2016 中纯钛牌号的对应关系可按如下原则执行：

1）2007 年1 月1 日以前发布的钛国家标准、行业标准，应对应于GB/T 3620.1-2016 中的TA0至TA3。

2）2007 年1 月1 日以后发布的钛国家标准、行业标准，应对应于GB/T 3620.1-2016 中的TA1G至TA4G。

针对国家军用标准（GJB），依据GJB 0.1-2001《军用标准文件编制工作导则 第1 部分：军用标准和指导性技术文件编写规定》[7]：“下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不使用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本使用于本标准。”所有涉及国家军用标准（GJB）的均未注明年代号。GJB 2218A-2008[8]和GJB 2505A-2008[9]中均引用了GB/T 3620.1，并将纯钛牌号和加工材的力学性能按照GB/T 3620.1-2007的修订进行了调整。

5 问题及预防措施

5.1 易出现的问题

近年来，通过市场调研GB/T 3620.1-2016 的实施过程，可能出现的问题如下：

1）2007 年至今发布的材料标准未修订，标准中的TA1、TA2、TA3 与GB/T 3620.1-2016 中 的TA1、TA2、TA3 不对应。

2）在线执行合同用料与实际订货文件不符合。

3）材料化学成分与性能不匹配。

4）GJB 2218A-2008 和GJB 2505A-2008 中 的纯钛牌号对应于GB/T 3620.1-2007，纯钛性能与GB/T 3620.1-2007 中的成分匹配。

5.2 预防措施

针对易出现的问题，GB/T 3620.1-2016 标准编制组给出如下预防措施：

1）明确材料标准规定的纯钛牌号所对应的化学成分及其对应的性能关系。

2）合同中注明材料标准完整编号的同时，还应向用户确认化学成分标准版次，并在合同中注明。

3）应依据合同将订货材料标准编号和化学成分对应的标准编号完整移植到设计、生产、检验等过程中。

6 结语

GB/T 3620.1-2016 经四次研制修订后，基本解决了GB/T 3620.1 与其他国家标准、国家军用标准、有色行业标准的协调一致性，尤其是相关国家标准和有色行业标准后续修订时的引用方案。通过本次修订，可以很好地完善标准内容，有助于国家钛标准体系进一步完善和优化，可以使得国内定型项目用钛有据可依，同时，解决了国外引进项目国产化选材问题，为我国钛及钛合金牌号和化学成分的确定和选择提供了技术保障，对促进我国钛及钛合金用金属材料的发展将产生深远的影响。