单晶高温合金母合金-编制说明

GB/TXXXX—XXXX《单晶高温合金母合金》国家标准

编制说明

（征求意见稿）

一、工作简况

1、任务来源

本项目是依据国家标准化管理委员会关于下达2021年第三批推荐性国家标

准计划及相关标准外文版计划的的通知（国标委发[2021]28号），计划编号为

20214297-T-605，项目名称为“单晶高温合金母合金”，计划完成时间为24个月。

2、主要工作过程

起草(草案、调研)阶段:计划下达后，2021年10月中科院金属所和冶金工

业信息标准研究员牵头各起草单位成立了起草工作组，由中国科学院金属研究所

为组长单位，负责主要起草工作。工作组对国内外单晶高温合金母合金技术现状

与发展情况进行全面调研，同时广泛搜集相关标准和国内外技术资料，进行了大

量的研究分析、资料查证工作，结合实际应用经验，进行全面总结和归纳，在此

基础上编制出《单晶高温合金母合金》标准草案初稿。

为了满足十四五国标体系优化的要求，同时，为了更好的构建和完善高温合

金标准体系，将项目名称申请变更为《铸造高温合金母合金单晶》，并于2023

年4月形成了标准征求意见稿及其编制说明等相关资料。

征求意见阶段:2023年5月，由特殊合金技术委员会秘书处将标准征求意见

稿和编制说明发送到特殊合金分委员会委员及有代表性的标准相关方广泛征求

意见。截止2023年7月，共发函X个单位，收到X个单位回函，其中X个单

位提出了X条意见或建议(见《意见汇总处理表》)。

审查阶段:通过对这些反馈意见进行分类、归纳、整理和分析，工作组采纳

X条，不采纳X条，并进而对标准征求意见稿进行了补充、修改，于2023年X

月完成了标准送审稿，提交标准化技术委员会秘书处。标准化技术委员会于2023

年XX日在XX召开了《单晶高温合金母合金》标准审查会，到会委员XX名和

专家XX名，对该标准进行了审查，获得一致通过，并认为该标准水平达到国内

先进水平。

报批阶段:工作组按照会议审查意见对标准送审稿作了进一步的修改、整理

和完善，在2023年XX月形成了标准报批稿、编制说明及其他相关文件上报全

国钢标委秘书处。

注意：如果标准草案涉及专利，在标准制修订过程中的任何阶段，均应附上《已披露

的专利清单》广泛征求意见，并将反馈意见加以说明。鼓励没有参与国家标准

制修订的组织或者个人在标准制修订的任何阶段披露其拥有和知悉的必要专利。

3、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作

本标准由中国科学院金属研究所、XXXXX、冶金工业信息标准研究院、……

共同起草。

主要成员:XXXX、XXXX、XXXX、……。

所做的工作:XXXX任工作组组长，主持全面协调工作，负责对各阶段标准

的审核;XXXX为本标准主要执笔人，负责本标准的具体起草与编制;XXXX、

XXXX、XXXX负责国内外相关技术文献和资料的收集、分析及资料查证，对产

品生产工艺、性能和使用经验进行总结和归纳；XXXX负责对国内外产品和技

术的现状与发展情况进行全面调研，XXXX负责对各方面的意见及建议进行归

纳、整理。

二、标准编制原则

本文件在制定/修订过程中，遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推

出、及时修订、不断完善”的原则，注重标准修订与技术创新、试验验证、产业

推进、应用推广相结合，本着先进性、科学性、合理性和可操作性以及标准的目

标、统一性、协调性、适用性、一致性和规范性的原则来进行本标准的制定/修

订工作。

本文件在起草过程中主要按GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准

的结构和编写规则》的要求编写。在确定本标准主要技术指标时，综合考虑生产

企业的能力和用户的利益，寻求最大的经济、社会效益，充分体现了标准在技术

上的先进性和合理性。

三、主要内容说明

1、标准主要内容

1.1合金锭的尺寸

合金锭的尺寸与合金凝固过程中的偏析密切相关，由于铸造高温合金没有采

用电渣或自耗冶炼，所以尺寸过大会导致凝固偏析加剧。另外尺寸过大也易导致

合金棒中形成缩孔等缺陷。因此，本文件中将母合金的公称直径规定为70mm～

90mm，公称长度应不小于300mm。

1.2化学成分

合金成分的控制是保证高温合金力学性能的关键。第一类是γʹ沉淀相强化元

素Al、Ti、Ta等元素含量显著影响合金的性能。为了使合金具有较高的力学，

对Al、Ti、Ta的含量进行了规定。第二类是固溶强化元素，主要是保证基体有

较高的强度，根据某型号的标准及相关实验结果对合金的固溶强化元素的范围进

行了规定，使其既能保证较高的强度又不析出TCP有害相，确保合金长期服役

的安全性。第三类是微量元素C、B等是高温合金中使用最广泛的微合金化元素，

这些元素可以起到强化晶界的作用，从而有利于合金持久和蠕变性能的提升。但

是过量C、B等的添加会显著降低单晶高温合金的初熔温度，有可能会导致单晶

高温合金在热处理或服役过程中发生初熔，影响合金长期服役安全性。第四类是

杂质元素，杂质元素会显著的影响高温合金的力学性能，本标准中不仅对高温

合金中杂质元素种类及含量进行了控制，还有对杂质元素的总量进行了控制。通

过有效降低杂质元素的含量。

1.3力学性能

单晶高温合金母合金的力学性能主要是以将其制备的成单晶试棒来进行力

学性能测试，定向凝固过程中采用的是螺旋选晶法，螺旋选晶法所制备单晶的晶

体取向会产生一定的取向偏离，取向偏离会显著影响合金的力学性能，根据相关

的文献报道，试样主应力轴的偏离角度不超过15°作为规定，超过这个角度，合

金的力学性能大幅降低。

热处理是调整高温合金中γʹ沉淀相尺寸与体积分数的重要手段，通过对热处

理制度的规定，可使合金更好的发挥力学性能的优势。

由于高温合金中的力学性能很多，为了降低合金的测试成本，通过实验，选

择有代表性的力学性能进行测试，从而反映合金的力学性能。

1.4浮渣试验

夹杂是影响高温合金性能的重要因素之一，需要对其浮渣进行检验。浮渣检

验按HB5406的规定进行。

1.5电子空位数

高温合金材料的组织稳定性也是关键的指标之一，由于合金的成分有上限和

下限的区别，所以即使都在成分线范围内，也有可能形成有害相。所以需要计算

电子空位数，并且在电子空位数计算上有GB/T31309镍基高温合金电子空位数

计算方法可作为依据。电子空位数的计算也可按照供需双方协商确定的方法进行。

1.6表面质量

单晶高温合金后续将制备成单晶铸件，该部件的服役温度高，合金表面及

内部的质量会显著影响单晶铸件的性能，所以需要100%去除氧化皮，呈金属

光泽，表面不允许有夹渣和非金属夹杂、外来金属和陶瓷夹杂以及大铸瘤。考

虑到民用低成本的需求，故二次最大缩孔直径由供需双方商定。

四、主要试验(或验证)情况

本标准是在企业标准及型号标准的基础上，结合我国单晶高温合金生产和使

用经验而修订完成的。工作组通过中科院金属所进行出厂检验和在线检验，以及

用户的入厂检验和使用经验，对单晶高温合金主要性能指标进行了验证见表2-

表6。

表2DD405单晶高温合金主要性能指标试验值与标准值对比表

主要技术指标检验批试验值标准值比对结论

1093℃/158MP

18E-78t=45.07h，ψ=36%t≥20h，ψ≥12%符合要求

条件下的寿命

与面缩率

870℃的拉伸性

σ0.2≥690MPa；符合要求

18E-78σ0.2=800MPa，σb=1040MPa，

能

δ=19.5%,ψ=18%σb≥768MPa；

δ≥10%；

ψ≥12%；

1093℃/158MP18E-76t=68.83h，ψ=27%t≥20h，ψ≥12%符合要求

条件下的寿命

与面缩率

870℃的拉伸性18E-76σ0.2=820MPa，σb=11020MPa；σ0.2≥690MPa；符合要求

能δ=24%,ψ=26%σb≥768MPa；

δ≥10%；

ψ≥12%；

1093℃/158MPJC19L-27t=60.72h，ψ=27%t≥20h，ψ≥12%符合要求

条件下的寿命

与面缩率

870℃的拉伸性JC19L-27σ0.2=755MPa，σb=1030MPa；σ0.2≥690MPa；符合要求

能δ=22%,ψ=22%σb≥768MPa；

δ≥10%；

ψ≥12%；

表3DD407单晶高温合金主要性能指标试验值与标准值对比表

主要技术指标检验批试验值标准值比对结论

1093℃/158MP

t=45.07h，ψ=36%t≥20h，ψ≥12%符合要求

条件下的寿命

与面缩率

760℃的拉伸性

σ0.2≥690MPa；符合要求

σ0.2=800MPa，σb=1040MPa，

能

δ=19.5%,ψ=18%σb≥768MPa；

δ≥10%；

ψ≥12%；

表4DD408单晶高温合金主要性能指标试验值与标准值对比表

主要技术指标检验批试验值标准值比对结论

850℃/480MP

t=45.07ht≥100h符合要求

条件下的寿命

表5DD432单晶高温合金主要性能指标试验值与标准值对比表

主要技术指标检验批试验值标准值比对结论

1000℃/280MP

t=45.07ht≥60h符合要求

条件下的寿命

900℃的拉伸性

σb≥860MPa；符合要求

σ0.2=800MPa，σb=1040MPa，

能

δ=19.5%,ψ=18%

δ≥10%；

ψ≥12%；

表6DD499单晶高温合金主要性能指标试验值与标准值对比表

主要技术指标检验批试验值标准值比对结论

760℃/790MP

t=45.07ht≥40h符合要求

条件下的寿命

900℃的拉伸

σb≥820MPa；符合要求

σ0.2=800MPa，σb=1040MPa，

性能

δ=19.5%,ψ=18%δ≥10%；

ψ≥10%；

五、标准中涉及专利的情况

本标准不涉及专利问题。

六、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况

本标准于2023年首次发布，此次制定，充分纳入和反映了当今新产品、新

技术、新工艺的先进技术成果，，为单晶高温合金母合金的推广应用提供了有力

的技术支撑，为指导和规范单晶高温合金母合金生产和验收提供了依据，有利于

提高产品的技术性能、安全可靠性及环保性能。

通过标准的制定和实施，将促进技术创新，增强产品的国内外市场竞争力，

同时为推进产业结构调整与优化升级创造条件，对规范市场竞争，引导市场良性

发展，加快我国高品质高温合金制备技术快速发展具有积极的促进作用。

七、与国际、国外对比情况

无

八、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及标准，特别是强

制性标准的协调性

本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。

九、重大分歧意见的处理经过和依据

无

十、标准性质的建议说明

建议本标准的性质为推荐性标准。

十一、贯彻标准的要求和措施建议

一般情况下，建议本标准批准发布6个月后实施。

十二、废止或代替现行相关标准的建议

无

十三、其他应予说明的事项

无

《单晶高温合金母合金》团体标准编制工作组

2023年X月X日

GB/TXXXX—XXXX《单晶高温合金母合金》国家标准

编制说明

（征求意见稿）

一、工作简况

1、任务来源

本项目是依据国家标准化管理委员会关于下达2021年第三批推荐性国家标

准计划及相关标准外文版计划的的通知（国标委发[2021]28号），计划编号为

20214297-T-605，项目名称为“单晶高温合金母合金”，计划完成时间为24个月。

2、主要工作过程

起草(草案、调研)阶段:计划下达后，2021年10月中科院金属所和冶金工

业信息标准研究员牵头各起草单位成立了起草工作组，由中国科学院金属研究所

为组长单位，负责主要起草工作。工作组对国内外单晶高温合金母合金技术现状

与发展情况进行全面调研，同时广泛搜集相关标准和国内外技术资料，进行了大

量的研究分析、资料查证工作，结合实际应用经验，进行全面总结和归纳，在此

基础上编制出《单晶高温合金母合金》标准草案初稿。

为了满足十四五国标体系优化的要求，同时，为了更好的构建和完善高温合

金标准体系，将项目名称申请变更为《铸造高温合金母合金单晶》，并于2023

年4月形成了标准征求意见稿及其编制说明等相关资料。

征求意见阶段:2023年5月，由特殊合金技术委员会秘书处将标准征求意见

稿和编制说明发送到特殊合金分委员会委员及有代表性的标准相关方广泛征求

意见。截止2023年7月，共发函X个单位，收到X个单位回函，其中X个单

位提出了X条意见或建议(见《意见汇总处理表》)。

审查阶段:通过对这些反馈意见进行分类、归纳、整理和分析，工作组采纳

X条，不采纳X条，并进而对标准征求意见稿进行了补充、修改，于2023年X

月完成了标准送审稿，提交标准化技术委员会秘书处。标准化技术委员会于2023

年XX日在XX召开了《单晶高温合金母合金》标准审查会，到会委员XX名和

专家XX名，对该标准进行了审查，获得一致通过，并认为该标准水平达到国内

先进水平。

报批阶段:工作组按照会议审查意见对标准送审稿作了进一步的修改、