航空材料规范
| AMS4967J | |
发行日期： 1965 年 2 月 修订日期： 2006 年 10 月 代替 AMS 4967H | ||
6.0Al-4.0V钛合金退火热处理棒料、线材、锻件和环形件 （成分与 UNS R56400 类似） | ||
原理
AMS 4967J 按 5 年重审政策进行了重申更新。
1. 范围
1.1 形状
本规范包含钛合金棒料、 线材、 锻件、 闪光焊接环形件、 和锻件、 镦制品或闪光焊接环形件用毛坯。
1.2 应用
这些产品典型用于在固溶和沉淀热处理之前进行粗加工零件 ， 以及在室温下或接近室温下要求高强度-重量比的零件， 例如压力容器和其它航空航天结构， 但其用途不仅仅局限于此。
1.2.1 某些加工程序或使用条件可能会引起产品的应力腐蚀断裂 ， ARP982 推荐了最大限度避免出现这些情况的方法。
AMS 2241耐蚀耐热钢， 铁合金， 钛和钛合金棒料和线材公差
AMS 2249钛和钛合金化学检查分析范围
AMS 2750测高温
AMS 2808锻件标识
AMS 2809钛和钛合金锻件产品标识
AMS 7498钛和钛合金闪光焊接环形件
ARP982锻造钛合金产品应力腐蚀断裂最小化
ASTM E 8金属材料的抗拉测试
ASTM E 539 6Al-4V 钛合金 X 射线发射光谱分析标准测试方法
ASTM E 1409 采用惰性气体熔融技术测定钛和钛合金中的氧和氮
ASTM E 1447 采用惰性气体熔融热传导/红外线探测法测定钛和钛合金中的氢
ASTM E 1941 难熔和活性金属及其合金中碳含量测定标准试验方法
ASTM E 2371 采用原子发射等离子体光谱法测定钛和钛合金分析标准试验方法.
3. 技术要求
3.1 成分
应满足表 1 所示的重量百分比要求； 碳应按ASTM E 1941 进行测定， 氢应按 ASTM E 1 447进37行1进测定，氧和氮应按ASTME1 409进行测定，其余元素应按ASTME539或ASTME2行测定。如果经买方同意，也可以使用其它分析方法。
表一表成分
______________________________________________________________________________
元素 最小值 最大值
铝 5.50 6.75
钒 3.50 4.50
铁 -- 0.30
氧 -- 0.20
碳 -- 0.08
氮 -- 0.05（500ppm）
氢 -- 0.0125（125ppm）
钇 -- 0.005（50ppm）
其它元素，每种 -- 0.10
其它元素，全部 -- 0.40
钛 剩余
_______________________________________________________________________________
3. 1 . 1锻件的氢含量可高至0. 01 50（150p p m）。
3. 1 . 2检测常规验收不作要求。
3. 1 . 3检查分析
成分变化应满足AMS2249的相应要求。
3. 2熔炼操作
3. 2..1合金应多次熔炼。最后熔环之前的熔环应采用自耗电极、非自耗电极、电子束冷炉，等离子弧冷炉等方法进行。最后熔环应采用真空电熔（VAR）方法进行，不允许添加任何合金。
3. 2. 1 . 1非自耗电熔应在真空环境下进行，或压力不高于1 000mm的氩气和/ 或氯气环境中进行。
3. 2. 1 . 2非自耗电极熔炼的电极头应为水冷铜。
3. 3状态
产品应按以下状态供应：
3. 3.1棒料
加热后可根据要求决定是否进行冷轧，退火和扒皮。除非买方另有规定，否则棒材的退火处理应在转变为β前进行。
3.3.2线材
冷拉，退火和去氧化层。
3. 3. 3锻件和闪光焊接环形件
退火，粗加工或去氧化层。
3. 3.3.1未按买方零件图纸规定或未经买方允许，不得供应闪光焊接环形件。供应环形件应按AMS7498进行生产。
3. 3.4锻造件、闪光焊接环形件或镦制品毛坯
所用毛坯按锻件、闪光焊接环形件或镦制品制造商的订购要求执行。
3. 4退火
棒料，线材，锻件和环形件应加热到1300～1450℉（704～788℃）范围内的某一温度进行退火，然后选择温度保温至少1个小时以上，温度变化在±25℉（14±℃），以一定的速率使之冷却，从而保证所制造的产品满足3.5的要求，性能应符合AMS2750的要求。
3. 5性能
产品应满足以下要求：
3.5.1 棒料， 线材， 锻件和闪光焊接环形件
3.5.1.1 经退火
3.5.1.1.1 微观结构
应属于α-β区加工后所得的结构。 显微结构应满足3.5.1.1.1.1 或 3.5.1.1.1.2 的要求。
3.5.1.1.1.1 转变的β基体上的等轴和/或拉长的初生α组织，在原β晶界上没有连续的网状α组织。
3.5.1.1.1.2 等轴和/或拉长的α组织全场内，在原β晶界上没有连续的网状α组织
3.5.1.1.2 表面污染
除了 3.5.1.1.2.1 和 3.5.1.1.2.2 的规定外， 采用不低于 400 倍放大倍数的显微镜或其它可接受的方法来检测， 产品应无富氧层（见8.2）， 如α相或其它表面污染。
3.5.1.1.2.1 非圆形棒料上允许有深度不大于0.001in(0.025mm)的富氧层。
3.5.1.1.2.2 当买方允许时， 待整体加工的锻件或闪光焊接环形件可以有富氧层， 只要该富氧层可以在加工余量内被清除。
3.5.1.2 固溶和沉淀热处理后
产品的公称直径或平行面之间的最小距离不大于4.000in（101.60mm），经过1750±25℉（954±14℃）固溶和沉淀， 并保持该温度 1～2 小时， 然后将产品放入搅动的水中淬火，沉淀热处理1000±15℉（538±8℃）， 并保持4～8 小时， 然后在空气中冷却。 买方淀热处理后产品应具有以下特性。 固溶热处理方法是在适当的温度中将产品加热，若买方许可， 也可使用其它热处理方法， 但整批产品应采用相同的热处理方法。
3.5.1.2.1 抗拉特性
如表 2 所示， 按 ASTM E 8 检验， 保持应变速度为每分钟0.003～0.007in/in(每分钟0.003～0.007mm/mm)达到屈服强度， 然后继续增大应变， 使得在约1 分钟的时间内发生断裂现象。当买方和卖方对于屈服强度值有争议时， 应采用配备应变定速装置的设备进行仲裁试验。以每分钟 0.005in/in(每分钟 0.005mm/mm)的速度达到屈服强度， 屈服强度过高时采用每分钟 0.10in(0.04mm/s)的最小十字头速度。
3.5.1.2.1.1 抗拉和屈服强度要求同时适用于纵向和横向。 而横向特性仅适用于那些可从中截取长度不小于 2.50in(63.5mm)的横向抗拉样本的产品。
3.5.1.2.1.2 屈服强度和截面收缩率的要求不适用于公差直径小于0.125in(3.18mm)的线材。3.5.1.2.1.3 表 2 的纵向要求适用于从棒料， 线材和锻件中截取的在计量长度面上其轴产生偏离，从每粒流向平行线不超过15°的样品， 以及从闪光焊接环形件圆周方向上截取的样品。
3.5.2 锻件毛坯
当毛坯样本被锻造成试件按3.5.1.2 的要求进行热处理时， 从热处理后试件中截取的试样应符合 3.5.1.2.1 的要求。 如果按 3.5.1.2 的要求从进行热处理后的毛坯中截取的试样则应符合3.5.1.2.1 的要求，检验就与锻造试件检验等效接收。
3.5.3 闪光焊接环形件或镦制品用毛坯
按 3.5.1.2 进行热处理后的毛坯样本应符合 3.5.1.2.1 的要求。
3.6 质量
买方接收的产品应有相同的质量和状态， 音质， 无外来杂质和影响产品使用性的缺陷。
3.6.1 除包含闪光线末端晶粒的区域外， 模锻件的晶粒流线应沿着锻件的整体轮廓， 应显示没有明显的凹入晶粒流线。
TABLE 2A - 抗拉最小值，单位：英寸/磅
圆形，方形，六角形锻件，光亮焊接环
公称尺寸或平行边之间的距离 抗拉强度 屈服强度 延伸率 延伸率 收缩比%
英寸 ksi ksi 纵向 横向 纵向
______________________________________________________________________________
Up to 0.500, incl 165 155 10 - - -- 20
Over 0.500 to 1.000, incl 160 150 10 -- 20
Over 1.000 to 1.500, incl 155 145 10 -- 20
Over 1.500 to 2.000, incl 150 140 10 -- 20
Over 2.000 to 3.000, incl 135 125 10 8 20
Over 3.000 to 4.000, incl 130 120 10 6 20
矩形
公称厚度 公称宽度 抗拉强度 屈服强度 延伸率 延伸率 收缩比
英寸 英寸 ksi ksi 纵向 横向 纵向
______________________________________________________________________________________________
Up to 0.500, incl Over 0.500 to 8.000, incl 160 150 10 10 25
Over 0.500 to 1.000, incl Over 1.000 to 4.000, incl 155 145 10 10 20
Over 4.000 to 8.000, incl 150 140 10 10 20
Over 1.000 to 1.500, incl Over 1.500 to 4.000, incl 150 140 10 10 20
Over 4.000 to 8.000, incl 145 135 10 10 20
Over 1.500 to 2.000, incl Over 2.000 to 4.000, incl 145 135 10 10 20
Over 4.000 to 8.000, incl 140 130 10 10 20
Over 2.000 to 3.000, incl Over 3.000 to 8.000, incl 135 125 10 8 20
Over 3.000 to 4.000, incl Over 4.000 to 8.000, incl 130 120 10 6 20
TABLE 2B - 抗拉最小值，标准单位
圆形，方形，六角形锻件，光亮焊接环
公称尺寸或平行边之间的距离 抗拉强度 屈服强度 延伸率 延伸率 收缩比%
毫米 Mpa Mpa 纵向 横向 纵向
______________________________________________________________________________________________
Up to 12.70, incl 1138 1069 10 -- 20
Over 12.70 to 25.40, incl 1103 1034 10 -- 20
Over 25.40 to 38.10, incl 1069 1000 10 -- 20
Over 38.10 to 50.80, incl 1034 966 10 -- 20
Over 50.80 to 76.20, incl 931 862 8 -- 20
Over 76.20 to 101.60, incl 897 828 6 -- 20
矩形
公称厚度 公称宽度 抗拉强度 屈服强度 延伸率 延伸率 收缩比
毫米 毫米 Mpa Mpa 纵向 横向 纵向
________________________________________________________________________________________________
Up to 12.70, incl Over 12.70 to 203.20, incl 1103 1034 10 10 20
Over 12.70 to 25.40, incl Over 25.40 to 101.60, incl 1069 1000 10 10 20
Over 101.60 to 203.20, incl 1034 966 10 10 20
Over 25.40 to 38.10, incl Over 38.10 to 101.60, incl 1034 966 10 10 20
Over 101.60 to 203.20, incl 1000 931 10 10 20
Over 38.10 to 50.80, incl Over 50.80 to 101.60, incl 1000 931 10 10 20
Over 101.60 to 203.20, incl 966 897 10 10 20
Over 50.80 to 76.20, incl Over 76.20 to 203.20, incl 931 862 10 10 20
Over 76.20 to 101.60, incl Over 101.60 to 203.20, incl 897 828 10 10 20
3.7 公差
棒材和丝材的公差都应符合AMS2241的相关要求。
4.质量保证条款
4.1 检验职责
产品供货方应该提供所有需要的样品进行检验并负责进行所有要求的检验。买方有权进行抽样并进行任何需要的检测以保证产品符合指定的要求。
4.2 检测类别
4.2.1接收检验
应按照以下进行取样和检验：
4.2.1.1每批成分检测（3.1）
4.2.1.2每批退火后的棒材，线材，锻件和光亮焊接环材检测氢含量（3.1），微观结构和表面污染（3.5.1.1.2）
4.2.1.3棒材，线材和光亮焊接环材固溶和退火后的抗拉检测
4.2.1.4棒材和线材公差（3.7）
4.2.2定期检验：检测确保锻坯（3.5.2）和闪光焊接环或热压件（3.5.3）能达到要求的性能指标。且定期检验，除非买方另有特殊规定，否则应按照供货方确定的频率执行检测。
4.3取样和检验
应按照以下进行取样和检验；在相同的退火批次（同一时间经过退火工艺）的所有产品都应有相同的公称尺寸。
4.3.1接收检验
4.3.1.1成分
每批都应有一件样品，热化学工艺完成后每批一个样品检验，氢元素除外。
4.3.1.2抗拉性能
棒材，线材和闪光焊接环每批至少取一个样从每批锻件的最大厚度位置及最小厚度位置的纵向取样。
4.3.1.2.1闪光焊接环取样取自基层金属，不包括焊接-加热受影响区域。
4.3.1.3微观结构和表面污染评级应在每批取一个样进行微观结构检测。加工或无心圆棒用于锻坯不需进行微观结构和表面污染取样。
4.3.1.4其他要求
根据供应商与采购商的协议执行。
4.3.2定期检验
根据供应商与采购商的协议执行。
4.4报告
4.4.1棒料、线材、锻件、闪光电焊环、热压件的供货方在发货时应附一张报告表明每炉的化学成分，氢含量，拉伸性能结果，并且注明产品符合其它的技术要求。报告应包括订单号、批次号、AMS5659J、尺寸、产品类型，退火及数量。如果供应锻件，还应包括零件号、尺寸和熔炼原料。
4.4.2锻件、闪光电焊环、热压件原料的供货方在发货时应附一张报告表明每炉的化学成分及氢含量。报告应包括订单号、AMS5659J、炉号、尺寸、产品类型和数量。
4.5重新取样和重新检验
若取样在如上检测中不能满足规定的要求，在不符合样件的原始样品上取三个额外的样做检测，基于这个检测结果再做产品处理。重新检测样品后仍不能满足规定的要求则应拒绝接收，所有检测的结果都应出具报告。
5.准备发运
5.1鉴定：
按照如下进行鉴定
5.1.1棒材和线材按照AMS2809
5.1.2锻件
按照AMS2808
5.1.3闪光焊接环和锻坯、闪光焊接环、热压件：由供货方和买方共同决定。
5.2包装：产品应按照关于处理、包装、运输的商业惯例和规则条例进行发运，确保安全运送。
6.确认
供货方应在报价单和确认订单时提及规范号和版本号。
7.拒收
产品不符合本规范或由买方授权的更改就应该拒收
8.注释：
8.1左边的修改条(L)方便使用者找到技术修改处（非编辑性修改），记录了本规范之前的问题。文件标题左边的（R）符号表示本规范版本的修改。
8.2富氧层，如a层，硬度高、塑性低,使钛合金在继续变形或受力时导致表面开裂,塑性降低。
8.3钛微观结构的术语在AS1814里列出。
8.4AMS里的术语在ARP1917里列出。
8.5尺寸、性能、温度优先采用英寸、磅、华氏度，尺寸性能采用国际标准单位，所示摄氏温度等同于优先采用的华氏温度，此处仅供参考。
8.6文献不限于以下几个：AMS5659J；产品的形式、尺寸和零件号；产品质量。
