国家标准计划《铸造高温合金电子空位数计算方法》由 TC183（全国钢标准化技术委员会）归口，TC183SC10（全国钢标准化技术委员会特殊合金分会）执行 ，主管部门为中国钢铁工业协会。

主要起草单位 北京钢研高纳科技股份有限公司 、冶金工业信息标准研究院 。

铸造高温合金的合金化程度高，属过饱和固溶体，在高温长时使用后有较强的有害TCP相析出倾向，影响零部件的使用性能和安全性。

特别是对于涡轮叶片材料，长期使用后的组织稳定极为关键。

影响有害相析出的主要因素包括成分、使用温度和使用时间。

在实际科研和生产活动中，通用的办法是控制合金成分，保证电子空位数不超过某一临界值，避免使用过程中产生有害相，电子空位数是合金长期组织稳定性的重要标志指标。

现行的GB/T/31309-2014 《镍基高温合金电子空位数计算方法》是由国外标准SAE AS5461C-2007直接调整过来的。

由于近年我国铸造高温合金母合金的种类和生产技术发生迅速，其中《中国高温合金手册》收录的铸造高温合金72种，根据合金类型可分为镍基合金和钴基合金；根据生产方式可分为等轴晶、定向柱晶和单晶；根据合金成分，可分为高W合金和低W合金；根据铸件形状，又可分为叶片等薄壁件和氧泵壳体等异形件。

以上两个标准作为通用标准，具有较大的局限性，提供的方法单一，未覆盖具有不同成分、不同形状的高温合金，无法满足我国铸造高温合金研究、生产及应用的需求。

建议将该标准修订，通过修订可规范不同类型铸造高温合金电子空位数计算方法，并通过典型叶片材料临界电子空位数研究及工程验证，为铸造高温合金生产和应用部门提供适用的电子空位数计算方法及判定标准，提高我国铸造高温合金标准化水平。

。

本标准规定了铸造高温合金的母合金及铸件的电子空位数计算原理、计算步骤、计算方法和结果评定。本标准适用于铸造高温合金电子空位数的计算，为评定铸造高温合金组织稳定性提供依据。 本标准按GB/T 1.1－2009规定的格式编写，对GB/T/31309-2014《镍基高温合金电子空位数计算方法》进行了修订。修订后的标准与GB/T/31309-2014有如下一些重要差别： 1.对GB/T/31309-2014标准的名称进行了修改。由于原标准名称《镍基高温合金电子空位数计算方法》中的关键词“镍基”，包含范围较窄，高温合金按照成分范围划分还需包括钴基高温合金；另一方面，名称中的关键词“高温合金”按照工艺方式划分又包含较广，而实际原标准中的计算原理及方法合应用范围仅针对铸造高温合金。因此，将原标准名称《镍基高温合金电子空位数计算方法》修改为《铸造高温合金电子空位数计算方法》。另外，修改后的标准中又增加了典型叶片合金的电子空位数控制临界值。 2.对镍基铸造高温合金电子空位数计算方法重新作了规定，即区分了含不同（W+Mo）含量高温合金电子空位数的计算方法。镍基铸造高温合金强化相沉淀顺序和γ固溶体成分计算原则如下： a) 镍、铬、钛和钼（Mo0.5，Ti0.15，Cr0.25，Ni0.10）3B2硼化物，由此得到生成硼化物以后的剩余成分； b) 镍基合金中主要碳化物类型有MC、M23C6和M6C。假设1/2C生成（Ta，Nb，Ti，Zr，V）C，1/2C生成M23C6即Cr21（Mo，W）2C6（（W+Mo）＜6%时），或者M6C即NiCo2Mo3C（（W+Mo）＞6%时），由此得到生成碳化物以后的剩余成分； c) 剩余的铝、钛、铪、铌、钽、50%原始含量的V以及3%原始含量的铬，与3倍的镍形成γ′相，即Ni3（Al，Ti，Nb，Ta，0.5V，0.03Cr），由此得到析出碳化物、硼化物及γ′相以后的剩余固溶体成分； d) 利用公式计算剩余固溶体平均电子空位数Nv。 3.增加了钴基高温合金电子空位数计算方法。钴基铸造高温合金强化相沉淀顺序和γ固溶体成分计算原则如下： a) 镍、铬、钛和钼（Mo0.5，Ti0.15，Cr0.25，Ni0.10）3B2硼化物，由此得到生成硼化物以后的剩余成 分； b) 假设1/2C生成（Ta，Nb，Ti，Zr，V）C，1/2C生成M23C6即Cr21（Mo，W）2C6（（1/2W+Mo）＜6.1%时），或者M6C即（W，Mo）3C（（1/2W+Mo）＞6.1%时），由此得到生成碳化物以后的剩余成分； c) 利用公式计算剩余固溶体平均电子空位数Nv。 4.增加了不同厚度及不同类型的典型高温合金不析出TCP相的电子空位数临界值，即： 将选取不同类型的涡轮叶片用铸造高温合金，其分别为等轴铸造高温合金1~3种，定向柱晶高温合金1~3种，单晶高温合金1~3种，钴基铸造高温合金1~2种。通过以上提供的计算方法，算得不同类型及不同形状的铸造高温合金在技术规定的成分范围内的不同成分电子空位数，并结合合金长期时效组织稳定性，通过组织观察分析，确定合金TCP相析出的电子空位数Nv的临界值。

2016YFF0202200 先进结构材料领域关键技术标准研究