【国家标准(GB)】 钛及钛合金术语和金相图谱

ICS77.120.50
中华人民共和国国家标准
GB/T66112008
代替GB/T6611-1986，GB/T8755—1988钛及钛合金术语和金相图谱
Terminology and metallographs for titanium and titanium alloys2008-06-09发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2008-12-01实施
本标准修订时参照了SAEAS1814—2003。，GB/T6611—2008
本标准代替GB/T6611-1986《钛及钛合金术语》和GB/T8755—1988《钛及钛合金术语金相图谱》。
本标准与GB/T6611--1986和GB/T8755—1988相比，主要有以下变动：增加了无序α、双套组织、双态组织、李晶、纤维状α、时效β、中间相、网篮组织、蜗虫α、高密度夹杂等10条组织术语；
-对原标准中部分术语的措述进行了完善；-增加了部分术语图片；
更换了部分原标准中清晰度较差的图片。本标准由中国有色金属工业协会提出。本标准由全国有色金属标准化技术委员会负责归口。本标准由宝钛集团有限公司、宝鸡钛业股份有限公司、中国有色金属工业标准计量质量研究所负责起草。
本标准主要起草人：黄永光、王永梅、徐祝萍、王韦琪、李渭清、张江峰、周光爵、王改焕。本标准所代替的历次版本发布情况为：GB/T6611—1986;GB/T8755—1988。1
1范围
钛及钛合金术语和金相图谱
本标准规定了钛及钛合金术语，并提供了部分术语金相照片。本标准适用于钛及钛合金。
本标准不适用于钛及钛合金产品的验收。2一般术语
合金alloy
由基体金属元素和添加元素及杂质所组成的金属物质。2.2
basicmetallicelement
基体金属元素
合金中含量占支配地位的金属元素。2.3
合金元素alloyingelement
为了获得具有特定性能的合金，加人或保留在基体金属中的金属或非金属元素。2.4
杂质impurity
金属中存在的，并非有意加人或保留的金属或非金属元素。2.5
wrought alloy
变形合金
主要用于塑性变形制造加工产品的合金。2.6
铸造合金
castingalloy
主要用生产铸件的合金。
masteralloy
中间合金
只作为加入料用以调节成分或控制杂质的合金。2.8
heat-treatablealloy
可热处理合金
可用适当的热处理方法强化的合金。2.9
不可热处理合金
non-heat-treatablealloy
不能用热处理方法明显强化的合金。3钛及钛合金
titaniumsponge
海绵钛
用镁或钠还原四氯化钛获得的非致密金属钛。GB/T6611-—2008
GB/T6611—2008
碘法钛iodide-processtitanium用碘作载体从海绵钛提纯得到的纯度较高的致密金属钛。钛含量（质量分数）可达99.9%。3.3
commercial titanium
工业纯钛
以钛为基体，并含有少量铁、碳、氧、氮与氢等杂质的致密金属。钛含量（质量分数）可达99%。3.4
钛合金titaniumalloy
以钛为基体金属含有其他合金元素及杂质的合金。3.5
a钛合金atitaniumalloy
含有稳定元素，在室温稳定状态基本为α相的钛合金。3.6
近a钛合金nearatitaniumalloy
以α相为基体，仅含有少量β相的钛合金。在室温稳定状态β相含量（质量分数）一般小于10%的钛合金。
a-β钛合金α-βtitaniumalloy在室温稳定状态由α及β相所组成的钛合金。β相含量（质量分数）一般为10%～50%。如TC4、TC11等。
β钛合金βtitaniumalloy
含有足够多的β稳定元素，在适当冷却速度下能使其室温组织绝大部分为β相的钛合金。如TB5、TB6等。
4热处理
消除应力退火stressrelieving
使产品残余应力减少又不引起组织再结晶的热处理。4.2
退火annealing
通过消除加工引起的应变硬化、再结晶或析出物聚集，使金属软化的热处理。4.3
再结晶退火recrystallizationannealing加热到再结晶温度以上的退火，依靠再结晶消除加工硬化或调节组织。4.4
β退火βanncaling
合金在β转变点以上适当温度进行的退火。4.5
等温退火isothermalannealing
为了稳定合金组织的一种热处理。在β转变点以下某一温度加热，随炉冷或转炉冷到规定的温度，并在该温度下保温一定时间，然后空冷到室温。2
双重退火duplexannealing
GB/T6611—2008
分两阶段加热，每次都进行空冷的热处理，第一阶段空冷时使亚稳定相保留下来，而第二阶段保温时亚稳定相发生分解。
solution heat treating
固溶热处理
将合金加热到适当温度，并在这一温度保持足够时间使可溶组分完全溶人固溶体，在淬火以后能保持一种不稳定状态的热处理。
淬火quenching
将加热的合金与冷却介质接触，从一定温度以足够快的速度冷却，使可溶组分部分或全部保留在面溶体中的过程。
时效aging
经固溶处理后在适当温度保持足够时间，使其从不稳定固溶体中析出第二相而引起强化的热处理5显微组织
α稳定元素astabilizer
优先溶解于α相并升高β转变温度的合金元素。铝是最通用的α稳定元素。间隙元素如氧和氮等也是有效的α稳定元素。
同晶稳定元素βisomorphousstabilizer优先溶解于β相，降低β转变温度而不产生共析反应，并与β钛形成连续固溶体的合金元索。一般应用的β同晶型元素有钒和。
β共析稳定元素βeutectoid stabilizer优先洛解于β相，降低β转变温度并引起共析反应的合金元素。对有些合金这一反应进行得很慢。通用的β共析型合金元素有铁、铬和锰。5.4
置换元素substitutionalelement原子尺寸及其他性质近似于钛，能置换或代替晶格上的钛原子，并在相图上形成明显固溶体区的合金元素。用于钛合金的元素主要包括铝、钒、销、铬、铁、锡和锆等。5.5
间隙元素interstitialelement
原子半径比较小，溶于钛后位于钛晶格的空隙位置的元素。通常指氧、氮、氢和碳。5.6
α转变点atransus
棕标志α和α-β相区之间的相界温度。5.7
β转变点βtransus
平衡α相存在的最高温度。
GB/T6611—2008
冷却过程中β相开始转变为马氏体相的最高温度。5.9
马氏体转变终止温度。
有序结构orderedstructure
溶质原子在溶剂晶格上呈有序的或周期性的排列。5.11
无序αorientationa
一种不均匀的组织，由集束或以不同的角度存在的片状或螨虫状α区域形成的，无显著的结晶学取向，如不同的区域显示不同的形貌比例和晶粒外形。：5.12
原始β晶粒priorβgrain
最近一次进入到β相区时形成的β晶粒。这些晶粒可能被以后在β转变点以下的加工所变形。α-β显微组织可以叠加在β晶粒边界上面，并使其变模糊。只有用特殊技术才能显示。见图1。5.13
a-β组织a-βstructure
在特定温度下，以α和β为主要相的组织。由a、转变β和残留β相组成。典型组织形貌见图2。5.14
集东colonies
在原始β晶粒内，α片取向几乎相同的区域。在工业纯钛中集束常常具有锯齿形边界。集束是从β相区以引起α相成核长大的速度冷却下来形成的转变产物。典型组织形貌见图3。5.15
转变βtransformedβ
局部或连续的组织，从β转变点以上或α-β相区较高温度冷却过程中由马氏体或经形核和长大过程分解形成的产物。通常由片状的α-β组成。片状α可能被β相隔离，可能并存初生α相。典型组织形貌见图4。
魏氏组织widmanstattenstructure从β转变点以上以不太快的速度冷却形成的一种原始β晶界完整，β晶粒内为α小片或α-β小片组成的组织。一般都存在粗大集束，长而平直，并具有较大的纵横比。典型组织形貌见图5。5.17
等轴组织equiaxed structure
一种多角的或类似球形的显微组织，各个方向具有大致相等的尺寸。在α-β合金中主要是指横向组织中大部分α相呈球形。典型组织形貌见图6。5.18
李晶twin
有一定结晶关系的一个晶体的两部分。李晶的方向或者是“李生平面”的母体方向的一个镜像，或按一部分李晶“李生轴”旋转得到的方向。典型组织形貌见图7。5.19
双套组织two-suitstructure
在组织结构上明显表现为两种大小不同尺寸的等轴。典型组织形貌见图8。4
双态组织bimodalstructure
GB/T6611—2008
一种既存在等轴初生a，又存在片状α的显微组织。对于α或α-β合金，当在α-β区上部温度以一定速度冷却，或在两相区上部温度进行变形，可形成这种显微组织。典型组织形貌见图9。5.21
基体matrix
在两相或更多相的显微组织中，连续的或占优势的相形成的组分。典型组织形貌见图10、图11。5.22
aα相aphase
钛的一种同素异晶体，具有密排六方晶体结构，出现在β转变点以下。典型组织形貌见图12和图13。
针状aaciculara
从β相冷却时成核长大或马氏体分解形成的α相。其典型的长宽比为10：1。在显微照片上，针状α多半呈现针状形貌，而在三维空间则可现针状、凸透镜状或扇平状形貌。典型组织形貌见图14。5.24
球状aglobularα
球形的等轴a，见5.17\等轴组织”.典型组织形貌见图15。5.25
片状a组织plateletastructure
与针状α相比，长宽比较小的α组织。这种显微组织是α或α-β合金从具有较高β相的温度区间加工并以中等速度冷却形成的。典型组织形貌见图16。5.26
片状aplateletα
呈片状排列的α相，在魏氏组织中经常以集束或畴的形式出现。α片间也可能有β相。典型组织形貌见图16。
初生αprimarya
从最后的α-β相区上部加热保留下来的相。典型组织形貌见图17。5.28
次生αsecondarya
在α-β相区加热，冷却过程中β相分解产生的α相。典型组织形貌见图18。5.29
拉长的aelongateda
在单向加工时形成的条状α，一般长宽比大于3：1。典型组织形貌见图19。5.30
晶界αgrainboundarya
存在于原始β晶界上的初生α或转变相。可能是连续或不连续的，也可能伴有大块α。通常是从β相区缓冷到α-β相区而形成的。典型组织形貌见图20。5.31
大块ablockya
比初生α显著粗天，并且更多角化的α相。是由单向加工引起的。可通过β再结晶或采用全β加工再进行十β加工争以消除。它与周围正常组织相比显微硬度没有明显差别。典型组织形貌见5
GB/T6611—-2008
纤维状astringya
经无方向性的金属加工，拉长和扭曲的小板条，但未破碎或再结晶。也称为“蟠虫α”5.33
马氏体martensite
从β相以很快的速度冷却，以非扩散转变形成的α产物，含有过饱和的β稳定元素，亦称马氏体α。典型组织形貌见图22。
α（六方马氏体）αprime（hexagonalmartensite）β相以非扩散转变形成的过饱和非平衡六方晶格α相。常常与针状α难以区分。区分的特征是马氏体片截止在原始β晶界而针状a常在这些晶粒边界成核。长宽比为10：1或更大。5.35
α（斜方马氏体）a-doubleprime（orthorhombicmartensite）在一些合金中由β相以非扩散转变形成的过饱和非平衡斜方相。也可能由加工应变引起，可以用适当的中间退火来消除。
az组织az structure
由有序α相如Tis（Al,Sn）等组成的组织，可采用X射线衍射或电子衍射测定。山现在α稳定元素含量高的合金中。
β相βphase
钛的一种同素异晶体，具有体心立方晶体结构。出现在α转变点以上。5.38
晶间intergranularβ
位于α晶粒间的β相，在β稳定元素低的合金中，在等轴α组织的情况下产生，常以小岛状存在。典型组织形貌见图23。
亚稳定βmetastableβ
一种非平衡的β相，在随后的处理及使用中由于热或应变能的激发可部分的或全部的转变成马氏体、或共析分解产物。典型组织形貌见图24。5.40
时效βagedβ
时效时形成的特别细小的α沉淀在β基体上。5.41
中间相intermediatephase
一种可区别的同类相，其成分与相邻相互不扩散，如TiH和TiO。5.42
结构structure
一种有序的钛铝化合物，其化学计量比为TiAl,是面心立方晶体结构。5.43
相phase
通过成核长大形成的一种非平衡亚显微相，一般认为它是从β相析出a相时的过渡相，淬火或等温6
GB/T6611—2008
形成的，出现在亚稳定β合金及富β含量的α-β合金中，并严重引起脆性。淬火形成时成分不发生变化。等温@通常是在200℃～500℃时效时保留的β相形成的。典型组织形貌见图25。5.44
氢化物相hydridephase
当钛中氢含量超过其溶解度时形成的TiH，相，一般是由于处在特殊环境下造成的。典型组织形貌见图26。
β斑βfleck
在α-β显微组织中转变的贫α和/或富β相区。这一富β相区具有比周围区域较低的β转变点。β斑中α相的含量较少，它的初生α形貌可能与周围组织中的初生α形貌不同。典型组织形貌见图27。5.46
金属间化合物intermetalliccompound通常在合金系中以一定的原子比出现、固溶范围很窄的相，一般是脆性。如（TiZr)5Si3等。典型组织形貌见图28。
a层αcase
富集氧、氮及碳的α稳定表面层，通常是在高温下暴露于空气中形成的。α层通常硬而脆，认为是有害的。典型组织形貌见图29。5.48
高间隙缺陷（HID）highinterstitialdefect（HID）由局部很高的氧、氮及碳等间隙元素富集而引起的α稳定区，其硬度显著高于附近的区域。这些间隙元素提高β转变点，并产生高的硬度，通常使α相变脆。此种缺陷通常称为I型缺陷或低密度缺陷（LDI)，这些缺陷通常与孔洞和裂纹有关。典型组织形貌见图30。5.49
高铝缺陷（HAD）highaluminiumdefect（HAD）铝含量异常高的α稳定区，含有大量的初生α相，其显微硬度稍高于附近的区域。也称为Ⅱ型缺陷。当这种。被拉长时则称做“带状。”。典型组织形貌见图31。5.50
贫β区β-leanregionbzxz.net
在α-β显微组织中β稳定元素异常低的区域，含有大量的初生α相，其显微硬度与附近区域无明显差别。典型组织形貌见图32。
网篮组织basketweave
β区加热经较天的β区变形、在α十β区终止变形后得到的组织，变形量达50%或更大，原始β晶界得到基本破碎，α片或α十β小片短而歪扭，并具有较小的纵横比，且各α集束交错排列。典型组织形貌见图33。
蟠虫awormyα
见5.32纤维状a。
高密度夹杂highdensityinclusion（HDI）比基体密度高的夹杂物，通常指钨或锯元索集中的区域。通过X射线很容易发现，而且比基体亮度高：典型组织形貌见图34。
GB/T6611—2008
a）原始β晶粒TC4
图1原始β晶粒100×
图2α-β组织
图3集束
(b）有弥散析出的P晶粒TB2
魏氏组织
图4转变βTC4
GB/T6611—2008
图6等轴组织
图8双套组织
GB/T6611—2008
(a)TC11250×
IB2500
基体(β基体）
图9双态组织
TC45000×
(b)TA15500×
图11（a）α+基体（转变β基体）图11（b）α+基体（转变β基体）
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