铌及铌合金牌号和化学成分
编制说明
（征求意见稿）
（2007-4）
1
行业标准《铌及铌合金牌号和化学成分》
编制说明
一、 任务来源及计划要求
根据全国有色金属标准化技术委员会的有关要求，由宝钛集团有限公司负责起草有色行业标准《铌及铌合金牌号和化学成分》。按计划要求，2007年3月完成了标准草案，现完成征求意见稿。
二、 编制过程
1、编制原则
本标准为新制定，主要适用于熔炼、粉末冶金和压力加工的各种铌及铌合金产品（包括烧结坯、铸锭及其半成品）。本标准是在相关的多项现行铌及铌合金产品国家标准的基础上，并根据国内铌及铌合金产品的发展水平及目前生产实际情况制定的。
2、工作分工
本标准由宝钛集团有限公司负责起草。 3、各阶段的工作过程
编制组广泛调研了目前国内、外铌及铌合金产品的相关标准，充分研究了其内容及技术指标；并调查、了解了国内主要生产企业的产品及其质量状况，确定了本标准的技术内容及指标。
各阶段的工作如下：
2007年3月 进行调研工作，提出标准草案； 2007年4月 完成标准征求意见稿；
三、 调研和分析工作情况
标准编制组广泛查阅和收集了国内、外目前铌及铌合金产品的相关标准和技术资料，充分研究了其内容及技术指标，分析对比了各标准的差异，并通过各种方式调查、了解了国内主要生产企业的产品及其质量状况，在此基础上制定了本标准。
1、国内标准
国内现有GB/T3630-2006《铌板材、带材和箔材》、GB/T14842-93《铌棒材》、GB 8183-87《铌无缝管》、GB/T 66-1998《铌条》、Q/BS 4431-91《铌丝》、Q/BS 4531-91《铌板材、带材和箔材》、GJB 957-90《航天用铌铪合金板材》、GJB 958-90《航天用铌铪合金棒材》、GJB 959-90《航天用铌铪合金锻环》。其中，GB/T3630-2006与Q/BS 4531-91完全一致，GB/T14842-93与Q/BS 4431-91完全一致，这二者之间純铌（Nb1、Nb2）钨、钽、氧、碳、氮含量稍有差异，板材中钽、氧、碳含量严一些，钨、氮含量略松；粉末冶金的FNb1、FNb2（Q/BS 4431-91中无FNb1、FNb2）钼、钨、钽、镍、氧、碳、氮含量略有差异，板材中钼、钨、钽含量稍松，镍、氧、碳、氮含量略严。GB 8183-87与GB/T3630-2006比较，钨、氧、氮含量略有差异，板材中钨、氧含量稍严，氮含量稍松。
GB/T 66-1998《铌条》划分为Nb-01、Nb-1、Nb-2三个牌号，与上述几个标准不一致，Nb-01、Nb-1整体与GB/T3630-2006中的Nb1、Nb2较接近，多了铜元素的要求。
GJB 957-90、GJB 958-90、GJB 959-90三个标准中只有一个牌号NbHf10-1，要求一致。
2、国外标准
国外现有的铌及铌合金产品标准主要有美国材料与试验协会标准ASTM B391-03《铌及铌合金铸锭规范》、ASTM B392-03《铌及铌合金棒、杆、丝材规范》、ASTM B393-05《铌及铌合金板、带材料规范》、ASTM B394-03《铌及铌合金无缝管、焊管材料规范》、ASTM B652M-04《铌铪合金铸锭规范》、ASTM B654M-04《铌铪合金板、带材料规范》等标准，ASTM B391-03、ASTM B392-03、ASTM B393-05、
2
ASTM B394-03四个标准是一致的，相对国内的标准，对锆、铪元素均有明确的规定；純铌的各元素均比国内的要求更严，铌合金（R04251、R04261）在国内无牌号与之对应。铌铪合金（R04295）与国内的GJB 957-90、GJB 958-90、GJB 959-90（NbHf10-1）基本对应，个别元素氮、氧、氢含量稍有差别。
四、 主要技术内容的说明
本标准规定了铌及铌合金产品的牌号、化学成分、化学成分分析和分析报告。 1、牌号和化学成分
本标准共规定了7个铌及铌合金牌号及其化学成分，其中纯铌Nb1、Nb2、FNb1、FNb2采用GB/T3630-2006《铌板材、带材和箔材》的Nb1、Nb2 、FNb1、FNb2的化学成分，铌合金Nb3、Nb4采用ASTM B391-03《铌及铌合金铸锭规范》、ASTM B392-03《铌及铌合金棒、杆、丝材规范》、ASTM B393-05《铌及铌合金板、带材料规范》、ASTM B394-03《铌及铌合金无缝管、焊管材料规范》中R04251、R04261的化学成分；铌铪合金NbHf10-1采用GJB 957-90《航天用铌铪合金板材》、GJB 958-90《航天用铌铪合金棒材》、GJB 959-90《航天用铌铪合金锻环》中的NbHf10-1化学成分；具体见表1的规定，特殊要求由供需双方协商。
表1 铌及铌合金的化学成分
元素 Zr 主元素 Hf Ti 杂质 元素 Hf Ti C N O H Ta Fe Si W Ni Mo Cr 化学成分(不大于，%) Nb1 0.02 - - 0.02 0.002 0.01 0.015 0.015 0.001 0.10 0.005 0.005 0.03 0.005 0.010 0.002 Nb2 0.02 - - 0.02 0.005 0.02 0.05 0.025 0.005 0.25 0.03 0.02 0.05 0.01 0.050 0.01 Nb3 0.8~1.2 - - 0.02 0.02 0.01 0.01 0.015 0.0015 0.10 0.005 0.005 0.03 0.005 0.010 0.002 Nb4 0.8~1.2 - - 0.02 0.03 0.01 0.01 0.025 0.0015 0.50 0.01 0.005 0.05 0.005 0.050 - FNb1 0.02 - - 0.02 0.005 0.03 0.035 0.030 0.002 - 0.01 0.01 0.05 0.005 0.020 0.005 FNb2 0.02 - - 0.02 0.01 0.05 0.05 0.060 0.005 - 0.04 0.03 0.05 0.01 0.050 0.01 NbHf10-1 0.7 9.0~11.0 0.7~1.3 - - 0.015 0.015 0.023 0.0020 0.5 - - 0.5 - - - 注1：Nb1、Nb2、Nb3、Nb4、NbHf10-1为真空电弧或电子束熔炼的工业铌材。 注2：FNb1、FNb2为粉末冶金方法制得的工业铌材。 注3：NbHf10-1未作要求的其他元素总量不大于0.3%。 注4：除NbHf10-1合金外，以上所有牌号的锆、铪元素在需方要求时测定。
3
2、化学成分分析及分析报告
2.1 分析方法
铌及铌合金产品化学成分的仲裁分析方法按GB/T 15076 《钽铌化学分析方法》进行。 2.2 化学成分取样位置
除产品标准另有规定之外，允许在铌及铌合金铸锭上取样进行产品的化学成分分析。 2.3 取样、制样规定
化学成分取样时应去除产品表面的氧化层、脏物、油污等，在取样、制样过程中应避免因氧化、腐蚀及污染等原因而影响试样的成分。
2.4 分析报告与数值修约
在化学成分分析报告中，分析数值的有效位数应与化学成分表中相应界限数值的有效位数一致。数值修约按GB/T 8170的有关规定进行。
五、 与国外同类标准水平的对比分析
相关的国际和国外标准中尚无化学成分的专用标准，而铌及铌合金产品标准主要有美国材料与试验协会标准ASTM B391-03《铌及铌合金铸锭规范》、ASTM B392-03《铌及铌合金棒、杆、丝材规范》、ASTM B393-05《铌及铌合金板、带材料规范》、ASTM B394-03《铌及铌合金无缝管、焊管材料规范》、ASTM B652M-04《铌铪合金铸锭规范》、ASTM B654M-04《铌铪合金板、带材料规范》等标准。这六份标准中包括了R04200、R04210、R04251、R04261、R04295共5个铌及铌合金牌号，各牌号的具体成分见表2。
表2 ASTM标准中铌牌号的成分 元素 R04200 Zr Hf Ti C N O H Ta Fe Si W Ni Mo Cr 0.02 0.02 0.02 0.01 0.01 0.015 0.0015 0.10 0.005 0.005 0.03 0.005 0.010 - R04210 0.02 0.02 0.03 0.01 0.01 0.025 0.0015 0.30 0.01 0.005 0.05 0.005 0.020 - 化学成分(不大于，%) R04251 0.8~1.2 0.02 0.02 0.01 0.01 0.015 0.0015 0.10 0.005 0.005 0.03 0.005 0.010 - R04261 0.8~1.2 0.02 0.03 0.01 0.01 0.025 0.0015 0.50 0.01 0.005 0.05 0.005 0.050 - 0.7 9.0~11.0 0.7~1.3 0.015 0.010 0.025 0.0015 0.5 - - 0.5 - - - R04295 ➢ ASTM标准的牌号与本标准的对应牌号对比如下： 1、 纯铌
ASTM标准包括2个纯铌牌号，其中真空电弧熔炼牌号2个。本标准共包括4个纯铌牌号，其中电弧熔炼牌号2个，粉末冶金牌号2个。ASTM标准与本标准的纯铌对比见表3。
从表3可见，本标准真空熔炼的纯铌与ASTM标准比较，氧、钨、锆、铪杂质的规定一致；本标准Nb1中的氢、钛含量规定较严，氮含量规定较松，铬在ASTM标准未进行规定；本标准Nb2中的钽、
4
钛含量规定较严，碳、氮、氢、铁、硅、镍、钼含量规定较松，铬在ASTM标准未进行规定。 粉末冶金的FNb1、FNb2本标准中做了规定，而在ASTM标准未进行规定。
表3 化学成分对比 生产方式 标准 牌号 Zr Hf Ti C N 元 素 O H Ta Fe Si W Ni Mo Cr 2、 铌合金
Nb1 0.02 0.02 0.002 0.01 0.015 0.015 0.001 0.10 0.005 0.005 0.03 0.005 0.010 0.002 本标准 Nb2 0.02 0.02 0.005 0.02 0.05 0.025 0.005 0.25 0.03 0.02 0.05 0.01 0.050 0.01 真空熔炼 ASTM R04200 0.02 0.02 0.02 0.01 0.01 0.015 0.0015 0.10 0.005 0.005 0.03 0.005 0.010 - R04210 0.02 0.02 0.03 0.01 0.01 0.025 0.0015 0.30 0.01 0.005 0.05 0.005 0.020 - 粉末冶金 本标准 FNb1 0.02 0.02 0.005 0.03 0.035 0.030 0.002 - 0.01 0.01 0.05 0.005 0.020 0.005 FNb2 0.02 0.02 0.01 0.05 0.05 0.060 0.005 - 0.04 0.03 0.05 0.01 0.050 0.01 - - - - - - - - - - - - - - - ASTM ASTM标准与本标准均包括2个铌合金牌号，其中真空电弧熔炼牌号2个。ASTM标准与本标准对应的铌合金对比见表4。
从表4可见，本标准与相应ASTM标准的铌合金的规定完全一致。
表4 ASTM标准与本标准成分对比
生产方式 标准 牌号 Zr Hf Ti C N O 元 素 H Ta Fe Si W Ni Mo Cr Nb3 0.8~1.2 0.02 0.02 0.01 0.01 0.015 0.0015 0.10 0.005 0.005 0.03 0.005 0.010 0.002 本标准 Nb4 0.8~1.2 0.02 0.03 0.01 0.01 0.025 0.0015 0.50 0.01 0.005 0.05 0.005 0.050 - R04251 0.8~1.2 0.02 0.02 0.01 0.01 0.015 0.0015 0.10 0.005 0.005 0.03 0.005 0.010 - 真空熔炼 ASTM R04261 0.8~1.2 0.02 0.03 0.01 0.01 0.025 0.0015 0.50 0.01 0.005 0.05 0.005 0.050 - 5
3、 铌铪合金
本标准包括1个钼钨合金牌号： NbHf10-1，而ASTM标准中只有1个R04295牌号，本标准与ASTM标准的R04295牌号对应，对比见表5。
从表5可见，本标准铌铪合金与ASTM标准比较，碳、钽、钨、钛、锆、铪杂质的规定一致；本标准中的氮、氧含量规定较严，氢含量规定较松，铁、硅、镍、钼、铬在本标准和ASTM标准均未进行规定。
表5 NbHf10-1和R04295成分对比
生产方式 标准 牌号 Zr 主元素 Hf Ti C N O H 杂质 元素 Ta Fe Si W Ni Mo Cr 0.7 9.0~11.0 0.7~1.3 0.015 0.015 0.023 0.0020 0.5 - - 0.5 - - - 本标准 NbHf10-1 0.7 9.0~11.0 0.7~1.3 0.015 0.010 0.025 0.0015 0.5 - - 0.5 - - - 真空熔炼 ASTM R04295
综上，本标准与对应的ASTM材料标准中的铌及铌合金化学成分基本对应，合金化学成分规定整体基本相当，而部分牌号中个别元素如铬等与ASTM标准有一定程度的差距，这主要是由于本标准是以我国现行铌及铌合金材料标准为基础制定的，为保证与这些标准的协调一致，其化学成分主要根据这些标准中的规定进行确定。
由于在我国现行铌及铌合金材料标准中未对铌及铌合金的化学成分取样和分析进行较具体的规定，为了规范相关分析过程，本标准中规定了取样位置、取样要求、分析规定和分析报告及数值修约等内容。
六、 与其他法规、标准的关系
本标准主要参考我国现行铌及铌合金板、带、箔、棒、管等材料标准（见参考技术文件）制定，为保证标准的通用性并与上述标准协调一致，其化学成分主要根据这些标准中的规定进行确定。本标准与其他标准协调一致，无冲突。
七、 参考技术文件
GB/T 3630－2006 铌板材、带材和箔材
GB/T 8183－87 铌无缝管 GB/T 14842－93 铌棒材
GJB 957－90 航天用铌铪合金板材
6
GJB 958－90 航天用铌铪合金棒材 GJB 959－90 航天用铌铪合金锻环 ASTM B391－03 铌及铌合金铸锭 ASTM B392－03 铌及铌合金棒、丝材 ASTM B393－05 铌及铌合金板、带、箔材 ASTM B394－03 铌及铌合金无缝管、焊管 ASTM B652－04 铌铪合金铸锭
ASTM B654－04 铌铪合金板、带、箔材 Q/BS 4431－91 铌丝
Q/BS 4531－91 铌板材、带材和箔材 《铌及铌合金牌号和化学成分》标准编制组 2007年3月
7
