HB8423.8-2023金属材料牌号鉴别方法 第8部分：看谱法鉴别钴基高温合金牌号.docx

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1、ICS49.025V10HB中华人民共和国航空行业标准HB8723.8-2023金属材料牌号鉴别方法第8部分：看谱法鉴别钻基高温合金牌号Methodsforvisualspectroscopicanalysisofmetalmaterials一Part8:Thevisualspectroscopicmethodofidentifyingcobalt-basedsuperalloys2024-07-01实施20231229发布中华人民共和国工业和信息化部发布目次前言In1范围12规范性引用文件13术语和定义I4方法原理i5仪器及工作条件15.1 仪器15.1.1 看谱镜15.1.2 激发光源25

2、.2 工作条件25.2.1 电源25.2.2 辅助电极（简称电极）25.2.3 分析间隙25.2.4 样品预处理和激发26鉴别步骤26.1 基体元素钻的鉴别26.2 合金元素的定性测定36.2.1 测定元素种类36.2.2 定性测定元素分析线（组）波长及检出限36.2.3 定性测定判定46.3 合金元素半定量测定46.3.1 概述46.3.2 倍的半定量测定46.3.3 银的半定量测定56.3.4 鹤的半定量测定66.3.5 铜的半定量测定76.3.6 钛的半定量测定86.3.7 银的半定量测定96.3.8 铁的半定量测定106.3.9 留的半定量测定116.3.10 铝的半定量测定126.4

3、 合金牌号判定136.4.1 分类鉴别136.4.2 样品牌号的最终判定13附录A（资料性）钻基高温合金牌号及主要化学成分15附录B（规范性）看谱分析用钻一铜电弧可见光谱图17II本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。HB8423金属材料牌号鉴别方法分为9个部分： 第1部分：看谱法鉴别铝合金牌号；一第2部分：看谱法鉴别钛合金牌号； 第3部分：看谱法鉴别合金结构钢牌号： 第4部分：看谱法鉴别不锈钢和耐热钢牌号； 第5部分：看谱法鉴别高速工具钢牌号： 第6部分：看谱法鉴别铁银基高温合金牌号； 第7部分：看谱法鉴别锲基高温合金牌号； 第8部分

4、：看谱法鉴别钻基高温合金牌号；一第9部分：看谱法鉴别铜合金牌号。本文件为HB8423金属材料牌号鉴别方法中的第8部分。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。木文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国航空工业集团有限公司提出。本文件由中国航空综合技术研究所归口。本文件起草单位：中国航发北京航空材料研究院、中国航发航空科技股份有限公司。本文件主要起草人：陈靖、谢文博、曹方、王荣、刘晓燕、李国华、徐秋心、杨春晟、付二红、刘世英。Il金属材料牌号鉴别方法第8部分：看谱法鉴别钻基高温合金牌号1范围本文件规定了采用看谱分析方法鉴别钻基（以钻为主要合金元素）高温合金牌号的方法原理、仪器及工作条件和鉴别

5、步骤。本文件适用于表A.1所列钻基高温合金牌号的鉴别。表A.1所列以外的各类钻基高温合金牌号，只要其合金元素种类及其含量（即质量分数）在本部分各相应元素含量测定强度标界定的范围内可参照使用。2规范性引用文件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。GB/T14992-2005高温合金和金属间化合物高温材料的分类和牌号HB8423.1金属材料牌号鉴别方法第1部分：看谱法鉴别铝合金牌号3术语和定义HB8423.1中界定的术语和定义适用于本文件。4方法原理目视

6、观测看谱镜视场中样品在电弧或火花光源激发下辐射的可见光谱区内的光谱。采用定性测定方法判定样品的基体元素及合金元素；采用强度标法对相关合金元素，特别是特征合金元素的含量进行半定量测定；根据定性、半定量测定结果进行归类，并与相关合金牌号成分技术条件进行比对，以判定样品所属的合金牌号。5仪器及工作条件5.1仪器5.1.1看谱镜光栅色散系统或楂镜色散系统台式或便携式看谱镜。看谱镜应满足下列要求：a）光强：看谱镜视场应有足够的光强，在65Onrn附近能清晰地观察到样品基体元素钻双线Co645.02与Co645.49及钻单线Co649.03（见图9）;b）分辨率：能分辨开Ni508.05Ni508.11（

7、见图3）、Co534.27Co534.34（见图2）等双线组。注：本部分中，谱线波长单位为纳米（nm）,例如：“Fe438.35”表示波长为43835nm的铁谱线。5.1.2激发光源激发光源为随看谱镜配置的交流电弧或低压火花光源。激发光源应能满足下列要求：a） 激发稳定性：当分析间隙在2mm3mm时，能产生稳定的电弧放电；b） 激发能力：采用低压火花激发铝元素时，A1569.65的检出限应不高于1%。5.2工作条件1 .2.1电源具有独立可靠地线的单相三线电源，电压为220V,功率不低于1.5kW.5 .2.2辅助电极（简称电极）辅助电极材料为纯铜盘或锥形纯铜棒。6 .2.3分析间隙分析间隙一

8、般为Imm2mm。特殊情况，在相关元素测定时予以说明。7 .2.4样品预处理和激发一般样品可不进行表面处理，带有油污、厚重锈斑、涂镀层、氧化层的样品激发面应经打磨去除表层。样品按5.2.1-5.2.3规定条件进行激发。观测预燃时间一般约为IOs。特殊情况，在相关元素测定时予以说明。除铝元素测定采用低压火花激发外，其余各元素的测定均采用电弧激发。6鉴别步骤6.1 基体元素钻的鉴别鉴别样品是否属于钻基高温合金，可按图1所示的具有代表性的不同类别及基体的样品光谱的结构特征来判定。图1中：1V是铁或铁一银基有代表性的合金样品的谱图；VI是有代表性的银基高温合金GH4049样品的谱图；VIl是有代表性的

9、钵基高温合金K640样品的谱图。谱图Vn与谱图I-VI相比较，其明显的特征：一是在该光谱波段范围内三条钻的特征谱线Co481.35Co484.04及Co486.79强度很高；二是铁双线Fe491.90、Fe492.05几乎消失或强度较低（如含铁的GH6159和GH6783的谱图所示，见图8）;三是除含低辂的牌号GH6783和不含银的牌号K612外，Ni491.84和Cr492.23组成双线结构。据此可判定样品是否属钻基高温合金。注：本部分图1图10均为光栅看谱镜图谱，当使用棱镜看谱镜时，线色散率会有所差异（见附录B）。IIIII一Fc489.15I-Fe490.33r-Fe491.90(Ti4

10、91.99)p-Fe492.05Mn482.35结构钢Fe:余量IV铁*基高温合金VI钻基合金V487.55K640Crr24.5%26.5%Nk9.5%11.5%Co:余量l8Cr2Ni4VCrl.35%1.65%NEo%4.5%Fe:余量Ur492.09-NH91.84为486.79MM86.8OT1186.83Co481.35-1银基合金O49Cr9.5%16.0%Co:14.0%-16.0%Ni:余量GII2132Cr:13.5%-16.0%Ni24.0%27.0%Fe:余量Fe489.08-Fe487.82-qFe487.21-1|Ec487.13高速工具钢W18Cr4VCr38%4

11、.4%W:17.5%-19.0%VJ.0%1.4%W484.38耐热不锈钢lCrl8Ni9TiCrJ7.0%19.0%Nk8.0%-ll.0%Fe:余量铁基合金弹簧钢65MnCr0.25%.I1.Fe495,76Ni486.63图1合金分类及基体鉴别图谱6.2 合金元索的定性涌定6.2.1 涌定元素种类定性测定元素有铭、银、铝、铝、钛、银、铁、铝和铝共9种。62.2定性涌定元案分析线（蛆）波长及检出限定性测定元素分析线（组）波长及检出限Wi见表1。定性测定元素分析线（组）在基体钻元素光谱中的位置见各元素测定图谱（图2图10）及图B.1。衰1定性测定元素分析线（组）波长及检出限Wi元素分析线波长

12、入nm检出限W%CrCr534.58(ICr)Cr534.83(2Cr)0.2(ICr)NiNi508.05Ni508.Il(INi)0.5aWW505.33(IW)W505.46(2W)0.5aMoMo505.99(IMo)0.3TiTi498.17(lTi)Ti499.11Ti499.95Ti500.72Ti501.420.05(lTi)Nb07JwNb507.90(INb)0.2aFeOS(IFe)eIFe91.89(2Fe)3aFe495.761TaTa648.54(ITa)0.3AlA1569.65(1A1)A1572.27(2A1)Qlaa特征双线出现。6.2.3定性测定判定各测定

13、元素在样品中的含量小于表1中各测定元素分析线（组）的检出限时，其分析线（组）一般在样品光谱中不出现，可判定样品不含该元素；反之，则判定样品含有该元素。但是否为合金元素或残余元素，还应进行半定量测定，并参照相关合金元素成分技术条件，方可确定。6.3合金元索半定测定6.3.1 雌表A.1列出了五个钻基变形高温合金、六个钻基铸造高温合金和一个钻基定向凝固高温合金的主要化学成分含量。钻基高温合金的合金元素种类少而合金含量高。铭、银、鸨三个合金元素中铭含量差异不大（个别牌号如GH6783除外），不同牌号的主要区别在于银、铛及其他合金元素含量上的较大或显著的差异，可据此特点将各牌号进行分类（见图11）。6

14、.3.2格的半定测定6.3.2.1根据需要从铝含量上区分的表A.1所列的合金牌号（见图11）,倍的半定量测定分为两个测定含量区间。6. 3.2.2测定弁数测定参数如下:a) 分析线：lCr534.58、2Cr534.83;b) 比较线：1Co535.21;c) 图谱：见图2;d) 强度标：见表2。Cr507-JI-ICr牌号及WC7%金属钻GH6783C112.5-3.5K640824.526.5图2错测定图谱表2格测定强度标Wcrl%强度标志对应牌号2.53.51C1Coi2ClCoGH6159GH5605.K605、GH594KGH5188.K6188K640K640M.DZ640M、K6

15、10、K6126.3.2.3测定说明锚线强度稳定，预燃时间不作规定。两组钻双线Co534.27Co534.34和!CoCo535.35强度很高，lCr2Cr以及图2中几条珞的谱线强度也很高(GH6783略低)，这是钻基高温合金有别于其他基体合金的又一显著的光谱结构特征，用作钻基高温合金基体鉴别的功效等同于图1。6.3.3镇的半定测定6.3.3.1根据需要从银含量上区分的表A.1所列的合金牌号(见图11),银的半定量测定分为四个测定含量区间。1. 3.3.2测定参数测定参数如下：a） 分析线：lNi508.05/508.IK2Ni508.41;b） 比较线：1Co510.99;c）图谱：见图3;

16、d）强度标：见表3。INiej1.HCO1.2Ni图3镇测定图谱表3镰测定强度标Ww%强度标志对应牌号lCoj2NiDZ640MK605、GH560520-302NilCoGH595UGH5188.K6188、GH67836. 3.3.3测定说明当银含量较低时，银线强度闪烁，应预燃约IOs后观测。银测定的光谱波段与鹤、铝、银、钛测定的光谱波段基本相同，可同时观测样品是否含有上述元素。7. 3.4鸽的半定测定1 .3.4.1根据需要从鸨含量上区分的表A.1所列的合金牌号（见图11）,铝的半定量测定分为三个测定含量区间。6 .3.4.2测定分数测定参数如下：a）分析线：1W505.33、2W505

17、.46;b）比较线：lCr506.77;c）图谱：见图4;d）强度标：见表4。图4铭测定图谱表4鸽漓定强度标Ww%强度标志对应牌号0.5IW不出现GH6159、GH6783.K6107101WlCr2WK640M、DZ640M、K61213-19lWlCr2WlCrGH5188K6188、K605、GH5605、GH59416.3.4.3测定说明鸨属难熔元素，应预燃约30s后观测。在鸨分析线附近没有可用作比较线的钻线，而辂在钻基高温合金中的含量，除含低量铭的GH6783外，其余各牌号的辂含量均较高且差异不大，格谱线强度较一致，所以选择珞线作为比较线。IW与2W呈一强一弱的双线结构，是定性测定鸨

18、的依据。当样品含较高量的钛时，Ti505.29（检出限约0.5%）对IW及ICr有干扰，但表A.1中含较高量钛的GH6159不含鸨，而含有低量钛的两个牌号K640M和DZ640M,钛不会干扰IW的测定。6.3.5铜的半定溜定6.3.5.1雌根据需要从笆含量上区分的表A.1所列的合金牌号（见图11）,铝的半定量测定分为四个测定含量区间。6. 3.5.2测定分数测定参数如下：a）分析线：1Mo505.99;b） 比较线：ICr506.77;c） 图谱：见图5;d）强度标：见表5。图5铜测定图谱表5铝测定强度标WyoA强度标志对应牌号无IMO不出现GH5188sGH5605、GH594UGH6783

19、、K605、K640、K6188、K6120.10.5IMO出现且ICrK640M、DZ640M4.55.51MoK610、K612K640、K6188、GH678330.050.3lTilNiK640MxDZ640M2.53.25lTilNiGH6159a含高量铁和银。6.3.6.3测定说明燃弧初始，钛线强度偏高，应预燃约IOS后观测。表A.1中，K612不含银（银为残余元素）且不含钛，而含钛的牌号，钛含量高的银含量也高，钛含量低的银含量也低，易于判定钛含量的高低，所以选择银线作比较线。6.3.7银的半定浦定1 .3.7.1概述根据需要从银含量上区分的表A.1所列的合金牌号（见图11）,铜的

20、半定量测定分为两个测定含量区间。6 .3.7.2测定参数测定参数如下：a） 分析线：lNb507.90;b） 比较线：lNi508.412Ni508.05/508.11;c）图谱：见图7;d）强度标：见表7。图7银涌定图谱7银测定强度标Wnp%强度标志对应牌号0.25-0.75lNblNiGH61592.53.5!NblNiUNb2NiGH67836.3.7.3测定说明燃弧初始，锯线强度偏高，应预燃约5sIOs后观测。表A.1中含铜的两个牌号GH6159和GH6783,其锲含量基本一致，所以选择锲线作为比较线。INb附近有Fe507.92及Ni507.99,而表A.1中含银的两个牌号都含有较高

21、含量的银和铁，INb可能会受到一定程度的干扰，可根据图2中标示的铜线Nb534.42和Nb535.07是否出现来判定样品是否含银。6.3.8铁的半定测定6.3.8.1 侬根据需要从铁含量上区分的表A.1所列的合金牌号（见图11）,铁的半定量测定分为三个测定含量区间。6.3.8.2 测定参数测定参数如下：a）分析线：lFe492.05、2Fe491.89;b）比较线：lNi491.84;c）图谱：见图8;d）强度标：见表8。图8铁测定图谱8铁测定强度标Wr%强度标志对应牌号lNiGH615924-27IFeXNiRFeNlNiGH67836.3.8.3测定说明在铁分析线附近没有可用作比较线的钻线

22、，而需要从铁含量上区分的两个牌号GH6159和GH6783的锲含量基本一致，所以选择锲线作为比较线。6.3.9锂的半定测定6.3.9.1 融在表A.1中，只有K640M和DZ640M含有低含量的留，留的半定量测定只设定一个测定含量区间。6.3.9.2 测定叁数测定参数如下：a）分析线：lTa648.54;b）比较线：1Co649.03;c）图谱：见图9;d）强度标：见表9。图9但测定图谱表9锂测定强度标IVra/%强度标志对应牌号0.10.5ITa出现且ICoK64OMsDZ640M6.3.9.3测定说明留的分析线（ITa）位于红色区，人眼视觉灵敏度（视见函数）低，应调节看谱镜在红色光谱区的强

23、（亮）度。6.3.10铝的半定测定6.3.10.1概述根据需要从铝含量上区分的表AJ所列的合金牌号（见图11）,铝的半定量测定分为三个测定含量区间。铝的测定采用低压火花激发。6. 3.10.2测定参数测定参数如下；a） 分析线：1A1569.65,2A1572.27;b） 比较线：1N568.62、2N567.96;c） 图谱：见图10;d） 强度标：见表10。牌号及w%GH5I88AI0.5K640MAl:0.7-1.2GH6783Ak5-6图10将涌定图谱（石墨电极）10铝涌定强度标W4A强度标志对应牌号0.5IAk2AI不出现表A.1中不含铝或Ak0.5的牌号0.71.21A12NGH6

24、7836.3.10.3测定说明铝的测定采用低压火花激发，分析间隙应控制在04mm左右。样品激发面应保持清洁干净，并与电极台（架）接触良好，防止电极台（架）与样品间发生火花放电，分散分析间隙能量，降低谱线强度，影响观测。铝测定时采用空气中被激发的氮线作为比较线。便携式看谱镜的分析条件难于控制，不适宜铝的测定，铝的测定多采用台式看谱镜。表A.1中所列几个含铝的牌号，可从其他合金元素铁、银、钛、钳、铝含量上来区分，若测定条件所限，也可不作铝的测定。铝的测定也可采用石墨电极代替铜电极，以增强铝线的激发效果，二者的光谱特征无根本区别。6.4合金牌号判定1 .4.1分类笺别根据表A.1中各牌号钻基高温合金

25、化学成分组成特点，可按图11进行分类。根据6.1和6.2对样品基体元素和相关合金元素进行定性测定后，按图11即可判定样品所属的合金牌号或少许几个牌号中的某一个牌号。6 .4.2样品牌号的最终判定根据6.1和6.2的测定结果及图11,在个别情况下，即可最终判定样品所属合金类别及牌号，如图11中的K612,只需定性测定判定样品属铸造铝一钻类高温合金，且只含鹤，即可判定样品牌号为K612o为了判定表A.1中的合金牌号，般还需要通过6.3对13个相关特征合金元素进行半定量测定，判定其含量在此相应的元素测定强度标界定的范围内，方可最终判定样品所属合金牌号，如图11中GH5188和GH5605两个牌号，定

26、性判定为变形钻一辂-银一鹤类合金，还应通过6.3.3对钙的含量进行半定量测定，方可最终判定样品属上述两个牌号中的某一个牌号。以钻为主要合金元素的高温合金注1：元素符号后面的数字表示该元素在合金中的质量分数仆)注2:表示大约的范用值。注3:表示规范的界限值。GH6159KWOMTa：0.I0.5DZ640MTa:0.10.5图11钻基高温合金牌号按化学成分(GB/T149922005)组成特点分类框图分类框图附录A（资料性）钻基高温合金牌号及主要化学成分钻基高温合金牌号及主要化学成分参见表A.UA.l钻基高温合金牌号及主要化学成分a牌号主要化学成分（质量分数）w%CrNiCoWMoAlTiFeN

27、b1.aTaGH518820.024.020.0-24.0余量13.0-16.0-3,000.03-0.12GH56059.0-21.09.00-11.0余量14.0T6,0-3.00-GH594119.023.019.023.0余量17.0-19.0-1.50-GH615918.0-20.0余量34.0-38.05.00-8.OO0.10-0.302.50-3.258.00-10.00.25-0.75-GH67832.50-3.5026.030.0余量5.OO-6.OO0.4024.0-27.02.50-3.50-0.05K6059.0-21.09.00-11.0余量14.0-16.0-3.

28、00-K61025.0-28.03.00-3.70余量0.504.50-5.50-1.50-K61227.0-31.01.50余量8.00-10.02.501.00-2.50-K64024.5-26.59.5011.5余量7.00-8.OO-2.00-K640M24.5-26.59.5011.50余量7.00-8.OO0.10-0.500.70-1.200.05-0.302.00-0.10-0.50K618820.024.020.024.0余量13.0-16.0-W3.00-DZ640M24.5-26.59.50-11.5余量7.00-8.OO0.10-0.500.70-1.200.05-0.

29、302.00-0.10-0.50a表中牌号均引自GB/T149922005。HB842382023附录B（规范性）看谱分析用钻一铜电弧可见光谱图采用WKT型光栅看谱镜摄制的看谱图谱见图B.1。图BJ为各测定元素铭、银、鸨、铝、钛、铝和铁的分析线（组）在钻一铜电弧光谱在的位置，波长范围为49Onnl548nm0在图B.1所示的波长范围内，线色散率1.,基本为一常数，约为3.7mmnm0若采用棱镜看谱镜，如WX-5型、WX-6型等，则线色散率1.,与波长入值有关。在谱图摄制条件相同的情况下，WX-6型的线色散率1.2与波长的关系见表BJo表B.1棱镜看谱镜WX-6的线色散率1.x与波长人的关系波长nm490500510520530570650线色散率1.,mmnm4.23.93.63.43.12.41.6注1：铝元素分析线ITa位于红色光谱区域。注2:铝元素分析线IAI及2A1可采取激发铝或铝合金的方法，在黄色光谱区域确定位置。中华人民共和国航空行业标准金属材料牌号鳖别方法第8部分：看谱法鳖别钻基高混合金牌号HB8423.82023中国航空综合技术研究所出版（北京东外京顺路7号）中国航空综合技术研究所印刷车间印刷北京1665信箱发行版权专有不得翻印开本880X12301/16印张1%字数47千字2024年6月第-版2024年6月第一次印刷书号：标301.4033定价44.00元