1、國家標準粉末床熔融增材制造銀基合金編制說明征求意見稿國家標準?粉末床熔融增材制造銀基合金?編制說明征求意見稿一、工作簡況1.1 任務來源根據?國家標準化治理委員會關于下達笫二批推薦性國家標準制方案的通知?國標委發202122號文的要求,由廣東省科學院材料與加工研究所主持負責制定推薦性國家標準?粉末床熔融增材制造銀基合金?,工程方案編號為：20212051-T-610o按方案要求,本標準應在2021年7月完成.1.2 工程概況銀基合金材料憑借其耐高溫、耐腐蝕、耐復雜應力等性能,被廣泛應用于渦輪發動機工作葉片、導向葉片、飛機發動機以及工業用燃氣輪機等高溫零部件方面.銀基合金材料的傳統制備主要通過鑄

2、造、鍛造及機加工的方式來成形,但是高溫合金零構件存在個性化程度較好,而且具有小批量生產的特點.增材制造技術具有加工自由化等加工特點,在制備銀基高溫合金上,解除了對加工技術要求高的局限,同時增材制造技術制備的成形件具有較高的致密度、組織均勻、細小,以及顯著的加工效率和本錢優勢,因此增材制造銀基高溫合金的制備成為研究的熱點,并已被用于制備航空領域如發動機中的渦輪盤、渦輪葉片等熱端部件.近年全球金屬3D打印產品應用市場增長態勢迅猛,預計2021年,航空產品市場達1.37億美元.IDTechEx發布報告,預測2028年,金屬3D打印市場全球規模有望到達120億美元.國務院印發的?中國制造2025?部署

3、全面推進實施制造強國戰略中,將增材制造列為重點布局范圍；工信部印發的?增材制造產業開展行動方案2021-2021年?中,也指出要推動增材制造在航空領域規模化應用.目前粉末床熔融增材制造銀基合金材料還沒有相關的國家標準或者行業標準,沒有統一的標準要求和檢驗測試標準,對材料的化學成分、力學性能、金相組織通常根據用戶的要求進行,產品的使用工況不清楚,用戶無選型依據：無產品相關的貯存、運輸方法；無產品檢驗、使用、驗收等相關標準；各企業性能參數不在同一基準上,造成了行業市場的無序,為生產制造商及客戶都帶來了很大的不便,阻礙了增材制造銀基合金材料行業的技術進步和產業化應用推廣.本標準的制訂將使增材制造銀基

4、合金材料的生產、檢驗和交付使用等全過程得到標準,大大提升產品的質量可靠性；同時也有利于增材制造銀基合金材料的推廣應用,促進增材制造行業的健康有序開展；綜上所述,本標準的制訂將具有顯著的經濟效益和社會效益.1.3 承當單位情況廣東省科學院材料與加工研究所由原廣州有色金屬研究院金屬加工與成型技術研究所與粉末冶金研究所等聯合組建而成,現隸屬于廣東省科學院.主要從事粉末冶金材料、金屬基復合材料、鋁鎂銅鈦有色金屬材料、先進成形加工技術及裝備的研發、設計和工程化應用等研究工作.圍繞國家、省市對關鍵材料技術的迫切需求,以應用根底研究、技術創新和工程應用的綜合集成為特色,形成了以粉體制備與改性、耐磨及復合材料

5、、高性能鋁鎂銅鈦有色金屬材料、零件近凈成形制造、短流程成形技術及相關裝備研發等多個特色研究方向.研究所是華南地區材料成形與加工的應用根底理論研究、技術創新和工程化應用示范基地,同時也是華南地區重要的人才培養和學術交流基地.研究所現有正式職工125人.其中高級職稱人員32人,博士25人,碩士31人,研究生導師21人,在讀研究生40余人,形成一支年齡結構合理、綜合素質高、創新水平強、富有朝氣的高層次科研開發團隊.單位擁有“國家鈦及稀有金屬粉末冶金工程技術研究中央、“廣東省金屬粉體材料工程技術研究中央、“廣州市粉體材料及精密零件制造工程技術研究中央,是“廣東省粉末冶金產業技術創新聯盟理事長單位.已形

6、成了從粉體制備、應用到產品中試的創新平臺.擁有2500平方米辦公場地、10000平方米的應用根底研究和中試化生產基地,擁有各類大型儀器設備180多臺套,固定資產9000多萬元.擁有國際先進的真空惰性氣體霧化制粉系統、絲材等離子霧化制粉系統等粉末制備裝備,以及德國EOS金屬3D打印設備、直讀光譜儀、激光粒度儀等完備的粉末分析評價等儀器設備.申請單位先后承當完成國家和省市200余項科研課題,工程累計經費逾2億元,獲國家、省部級獎勵20余項,其中獲得國家科學技術進步二等獎2項、省部級科學進步一等獎6項、二等獎9項,三等獎5項,廣東省專利金獎1項;申請專利161項,國家創造專利授權29件,發表學術論文

7、500余篇,SCI/EI檢索100余篇；編寫專著4部,制定國家或行業標準20余項.與國內外高校和科研機構建立定期互訪機制,主辦7次國際國內大型學術會議,獲批國際合作工程8項.派駐企業科技特派員20余人,與企業共建實驗室/工程中央9個.近年來,研究所取得了一批高水平、具有自主知識產權的研究成果,開發的技術和產品廣泛應用于汽車、軌道交通、船舶、電子電器、礦山、建筑、水泥、電力、冶金等行業,產生了顯著的經濟和社會效益,在推動行業技術進步、人才培養、學術交流等方面為國家和省市做出了重要奉獻.1.4 參編單位及主要起草人工作情況整個標準起草過程中各參編單位給予了大力的支持幫助.1.5 主要工作過程1.5

8、.1 起草階段2021年10月,有色標委會組織召開會議,對本工程進行了任務落實.廣東省材料與加工研究所及參編單位立即成立了標準編制工作組,對目標任務進行分解,明確成員的任務要求,制定工作方案和進度安排.工程運行以來,工程組積極收集國內外粉末床熔融增材制造銀基合金的應用信息,收集粉末床熔融增材制造饃基合金的生產、檢驗數據,調研國內外粉末床熔融增材制造銀基合金科研單位、生產企業的根本情況,并對各類信息進行分析匯總,已于2021年7月31日形成了標準的征求意見稿和編制說明.二、標準的制定原那么、主要內容與論據2.1標準制定的原那么該標準根據GB/T1.1-2021?標準化工作導那么第1局部：標準的結

9、構和編寫?和GB/T20000.2-2021?標準化工作指南第2局部：采用國際標準?的要求編寫.標準規定了粉末床熔融增材制造銀基合金的要求、試驗方法、檢驗規那么和包裝、標志、運輸、貯存、質量證實書及合同或訂貨單內容等.本標準編制小組對粉末床熔融增材制造銀基合金進行標準化,對標準適用范圍、產品的供給狀態、化學成分、物理性能、金相組織、尺寸及允許偏差、外觀質量、抽樣方法等做了規定,使其符合相關行業的實際應用.2.2確定標準主要內容的論據2.2.1供給狀態采用粉末床熔融增材制造技術生產銀基合金,可直接得到銀基合金產品,此狀態即為成形態；由于成形態的產品存在孔隙或裂紋缺陷,對于性能要求較高的產品需要進

10、行熱等靜壓處理,得到熱等靜壓態的產品,該狀態的產品孔隙和裂紋大幅減少；由于GH3625銀基合金是以鋁鋁為主要強化元素的固溶強化型銀基變形高溫合金,因此需要進行固溶熱處理,對應產品的狀態即為固溶熱處理態;而GH4169銀基合金是以(NisAl)和廣(Ni3Nb)為主要強化相的沉淀強化型銀基高溫合金,通常需要先通過固溶熱處理,再進行時效熱處理,從而保證強化相的沉淀析出,得到的產品狀態即為時效熱處理態.因此,本標準規定將產品按供給狀態分為成形態、熱等靜壓態、熱處理態、熱等靜壓+熱處理態.2.2.2化學成分粉末床熔融增材制造GH3625銀基合金化學成分主要包括鍥、銘、鋁、銀等元素；粉末床熔融增材制造G

11、H4169銀基合金化學成分主要包括銀、銘、鋁、鋁、鋁、鈦等元素；GH3625銀基合金和GH4169銀基合金是銀基合金中應用最為廣泛的兩種,化學成分在GB14992中已有明確規定.因此,本標準產品的化學成分與GB/T14992的規定相符合.表1產品的牌號及化學成分(質量分數)/%牌號NiCrMoNbAlTiFeCGH3625余量20.0023.008.0010.00115-4.15$0.4050.40<5.00S0.10GH416950.0-55.017.00-21.002.80-3304.757.500.20-0.800.65-1.15余量(0.08牌號CoMgBCuMnSiPsGH36

12、25£1.00-W0.070W0.50$0.50W0.015W0.015GH4169S1.0030.010W0.006W0.300WO.35WO.35<0.015W0.0152.2.3密度根據我們對本研究所以及調研局部企業的生產數據調研和統計結果,工作組完成了產品相關物理性能的統計,結果說明產品的密度均不小于99%,同時客戶對產品的密度也提出不小于99%的技術要求.因此,本標準規定產品的密度應不小于99%o2.2.4力學性能本標準的力學性能采用了國際標準ASTMF3055-14a?粉床熔融增材制造銀合金(UNSN07718)標準標準?和ASTMF3056-14el?粉床熔融增材

13、制造銀合金(UNSN06625)標準標準?的對抗拉強度、規定塑性延伸強度和斷后伸長率的規定,見表3.表3粉末床增材制造鎂基高溫合金力學性能數據統計表牌號抗拉強度MMPa2規定塑性延伸強度Rpo.2/MPa2斷后伸長率A/%數據來源X和Y軸方向Z軸方向X和Y軸方向2軸方向X和Y軸方向Z軸方向GH36254854852752753030ASTMF3056-14elGH41699809206356002727ASTMF3055-14a注：X和Y軸方向為平行基板水平方向：Z軸方向為垂直基板水平方向.三、標準水平3.1 采用國際標準及國外先進標準的程度本標準力學性能局部采用了國外標準ASTMF3055-

14、14a?粉末床熔融增材制造銀合金(UNSN07718)標準標準?和ASTMF3056-14el?粉末床熔融增材制造銀合金(UNSN06625)標準標準?.3.2 與國際標準及國外同類標準水平的比照本標準到達了國際先進水平.3.3 與現有標準及修訂中的標準協調配套情況本標準與現有標準及修訂中的標準協調配套,無重復交叉現象.3.4 涉及國內外專利及處置情況經查,本標準沒有涉及國內外專利.四、與有關的現行法律、法規和強制性國家標準的關系本標準與有關現行法律、法規和強制性國家標準具有一致性,無沖突之處.五、重大分歧意見的處理經過和依據無.六、標準作為強制性或推薦性國家(或行業)標準的建議本標準建議作為推薦性國家標準.七、貫徹標準的要求和舉措建議無.八、廢止現行有關標準的建議無九、其他應予以說明的事