冷鐓鋼熱軋盤條 編制說明

1工作概況1.1任務(wù)來源國標(biāo)委發(fā)[2023]63號“國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2023年第四批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知”，《冷鐓鋼熱軋盤條》由江蘇永鋼集團(tuán)有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院等單位起草，計(jì)劃編號為20232284-T-605。冷鐓鋼是用于制造緊固件的基礎(chǔ)鋼鐵材料。緊固件的使用已有兩千多年的歷史，種類高達(dá)50多萬種。緊固件是廣泛應(yīng)用于機(jī)械、建筑、交通、能源、兵器、航空、航天等領(lǐng)域的極其重要的基礎(chǔ)零部件。據(jù)緊固件行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2021年緊固件產(chǎn)量達(dá)940萬噸，冷鐓鋼總產(chǎn)量約為1050萬噸；2022年緊固件產(chǎn)量達(dá)930萬噸；用于制造緊固件的冷鐓鋼線材消費(fèi)量約1000萬噸；其中，用于生產(chǎn)8.8級及以上高強(qiáng)度緊固件的線材比例約為60%以上。2023年緊固件產(chǎn)量達(dá)1050萬噸，全國冷鐓鋼線材生產(chǎn)量約1200萬噸。中國海關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2023年全年緊固件出口總數(shù)量為約498萬噸（4,978,819噸總金額為約111億美元（11,105,303,224美元）。現(xiàn)行冷鐓鋼國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T28906-2012《冷鐓鋼熱軋盤條》、GB/T29087-2012《非調(diào)質(zhì)冷鐓鋼熱軋盤條》兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已實(shí)施12年，隨著我國鋼鐵行業(yè)工藝水平和技術(shù)水平不斷提升，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具有一定的靈活性和適應(yīng)性，以便及時(shí)更新和優(yōu)化?，F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)中部分技術(shù)指標(biāo)已落后淘汰；覆蓋范圍不足，部分鋼種沒有納入標(biāo)準(zhǔn)；引用標(biāo)準(zhǔn)更新出現(xiàn)不適應(yīng)，部分鋼種已合并。為進(jìn)一步規(guī)范冷鐓鋼盤條的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求，滿足市場需求，促進(jìn)冷鐓鋼產(chǎn)品高質(zhì)量發(fā)展，對冷鐓鋼盤條國家標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)修訂。為貫徹落實(shí)國家戰(zhàn)略發(fā)展與規(guī)劃，加快推進(jìn)新工藝新技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)科技成果向標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化，根據(jù)國標(biāo)委關(guān)于開展2021年國家標(biāo)準(zhǔn)體系優(yōu)化試點(diǎn)工作的要求，將GB/T28906-2012《冷鐓鋼熱軋盤條》與GB/T29087-2012《非調(diào)質(zhì)冷鐓鋼熱軋盤條》進(jìn)行合并，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化由數(shù)量規(guī)模型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變。修訂冷鐓鋼熱軋盤條標(biāo)準(zhǔn)，對冷鐓鋼用熱軋盤條標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行升級，有針對性的滿足緊固件對原材料的使用需求、規(guī)范國家緊固產(chǎn)品的技術(shù)質(zhì)量要求。1.2標(biāo)準(zhǔn)編制的主要工作過程1）2024年×月，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)收集、國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的對比分析；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分析情況以及調(diào)研情況，形成標(biāo)準(zhǔn)（修訂稿）和修訂編制說明。2）2021年×月，完成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿，征求上級標(biāo)準(zhǔn)主管部門、生產(chǎn)和顧客行業(yè)代表企業(yè)及研究院所意見。1.3標(biāo)準(zhǔn)編制單位由江蘇永鋼集團(tuán)有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院負(fù)責(zé)《冷鐓鋼熱軋盤條》國家標(biāo)準(zhǔn)的修訂起草工作，主要參加單位有：……、……等。2標(biāo)準(zhǔn)的制定原則“科學(xué)、合理、先進(jìn)、適用”是國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂的大原則，在此基礎(chǔ)上，具有本標(biāo)準(zhǔn)特色的具體原則如下：1)滿足顧客要求的原則。以國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、供貨技術(shù)條件和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，結(jié)合國內(nèi)鋼鐵企業(yè)的發(fā)展、生產(chǎn)流程優(yōu)化及工藝技術(shù)裝備進(jìn)步情況以及緊固件行業(yè)的需要，參考國內(nèi)外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，在GB/T28906-2012、GB/T29087-2012的基礎(chǔ)上制定成本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。主要參考的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)有：（1）GB/T6478-2015冷鐓及冷擠壓用鋼；（2）ISO4954-2021Steelsforcoldheadingandcoldextruding（冷鐓和冷擠壓用鋼）；（3）EN10263-1：2017Steelrod,barsandwireforcoldheadingandcoldextrudsion.Part1：Generaltechnicaldeliveryconditions（冷鐓和冷擠壓盤條、鋼棒和鋼絲第1部分：通用交貨技術(shù)條件）（4）EN10263-2：2017Steelrod,barsandwireforcoldheadingandcoldextrudsion.Part2：Technicaldeliveryconditionsforsteelsnotintendedforheattreatmentaftercoldworking（冷鐓和冷擠壓盤條、鋼棒和鋼絲第2部分：非熱處理鋼的交貨技術(shù)條件）（5）EN10263-3：2017Steelrod,barsandwireforcoldheadingandcoldextrudsion.Part3：Technicaldeliveryconditionsforcasehardeningsteels（冷鐓和冷擠壓盤條、鋼棒和鋼絲第3部分：表面硬化鋼交貨技術(shù)條件）（6）EN10263-4：2017Steelrod,barsandwireforcoldheadingandcoldextrudsion.Part4：Technicaldeliveryconditionsforquenchingandtempering.（冷鐓和冷擠壓盤條、鋼棒和鋼絲第4部分：調(diào)質(zhì)型鋼的交貨技術(shù)條件）（7）JISG3507-1：2010冷鐓用碳素鋼第1部分：盤條（8）JISG3508-1：2010冷鐓用含硼鋼第1部分：線材（9）JISG4053：2016機(jī)械制造用合金鋼（10）ASTMA29/A29M-20StandardSpecificationforGeneralRequirementsforSteelBars,CarbonandAlloy,Hot-Wrought（熱鍛及冷加工碳素鋼和合金鋼棒）（11）ASTMA510/A510M-18StandardSpecificationforGeneralRequirementsforWireRodsandCoarseRoundWire,CarbonSteel,andAlloySteel（碳素鋼盤條和粗拔圓鋼絲一般要求）（12）EN10269：2013SteelsandNickelAlloysforFastenerswithSpecifiedElevatedand/orLowTemperatureProperties2）標(biāo)準(zhǔn)體系一致的原則。本標(biāo)準(zhǔn)在與國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4954-2021《冷鐓和冷擠壓鋼》體系關(guān)鍵指標(biāo)協(xié)調(diào)一致的基礎(chǔ)上，進(jìn)行具有我國汽車緊固件用冷鐓盤條的標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新；3）引用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的原則。在本標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍內(nèi)，盡量引用國家基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)揮基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的功能。標(biāo)準(zhǔn)的編寫內(nèi)容、格式應(yīng)符合GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一規(guī)定和要求。4）符合國情的原則。按國內(nèi)生產(chǎn)和驗(yàn)收的判定級別或合格與否的規(guī)定。3主要技術(shù)內(nèi)容說明本標(biāo)準(zhǔn)以國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T28906-2012冷鐓鋼熱軋盤條、GB/T29087-2012非調(diào)質(zhì)冷鐓鋼熱軋盤條為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，以及與GB/T6478-2015相比主要變化的條款及內(nèi)容進(jìn)行說明，具體如下：3.1規(guī)范性引用文件增加：GB/T3098.1-2010緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱。3.2分類與牌號表示方法參照國標(biāo)GB/T6478分類與牌號表示方法。3.2尺寸、外形、重量及允許偏差3.2.1尺寸及允許偏差根據(jù)國內(nèi)冷鐓鋼熱軋盤條生產(chǎn)實(shí)際情況，一般采取正公差軋制，特別是8、10、12、14、16、18、20及以上等雙規(guī)格盤條，拉拔堿面率一般較小，為有利于用戶使用，故增加正公差軋制表格。3.2.2重量及允許偏差根據(jù)熱軋盤條的重量要求，對盤條的單卷重量以及最小卷重、最小卷重比例進(jìn)行了規(guī)定。3.3牌號和化學(xué)成分本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T28906-2012冷鐓鋼熱軋盤條、GB/T29087-2012非調(diào)質(zhì)冷鐓鋼熱軋盤條、GB/T6478-2015冷鐓及冷擠壓用鋼中四類冷鐓鋼的牌號和化學(xué)成分不同之處對比如下（以下說的序號為本標(biāo)準(zhǔn)中的序號）：3.3.1非熱處理型盤條（對應(yīng)GB/T6478-2015、GB/T28906-2012的表1）由于雜質(zhì)P、S含量對成型和服役性能有不利的影響，因此參考ISO4954-2021，將1~11鋼號的P含量上限從0.030%降至0.025%，S含量上限從0.030%降至0.020%。3.3.2表面硬化型盤條（對應(yīng)GB/T6478-2015、GB/T28906-2012的表2）S含量的上限從0.025%分別降至0.020%。3.3.3調(diào)質(zhì)型盤條（對應(yīng)GB/T6478-2015、GB/T28906-2012的表3）a）以GB/T6478-2015的表3為基礎(chǔ)，S含量上限從0.025%降至0.020%。b）增加10個(gè)牌號：增加了ML38，對應(yīng)JIS3507-2010的SWRCH38K；增加了ML50，對應(yīng)JISG3507-2010的SWRCH50K；增加了ML40Mn2，對應(yīng)GB/T3077-2015的40Mn2；增加了ML45Mn2，對應(yīng)GB/T3077-2015的45Mn2；增加了ML30CrMnSi，對應(yīng)GB/T3077-2015的30CrMnSi；增加了ML15CrMo，對應(yīng)JISG4053-2008的SCM415；增加了ML42CrMo，對應(yīng)JISG4053-2018的SCM440；增加了中國汽車工程學(xué)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)CSAE99-2019《汽車緊固件用耐熱鋼技術(shù)條件》的三個(gè)耐熱型鋼材牌號：ML42CrMoV、ML35CrMoV、ML20CrMoV。c）參考ASTMA29/A29M-20中對于Si的協(xié)商要求。對于鋼材的冷變形率較大的情況，可以允許雙方協(xié)商控制Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.10%。d）刪除ML25Mn不使用的牌號,合并為ML25。e）增加可以為了提高淬透性以及力學(xué)性能，添加一定Cr元素的要求。f）增加了為提高冷鐓性能，可以添加一定的鋁的要求。3.3.4含硼調(diào)質(zhì)型盤條（對應(yīng)GB/T6478-2015、GB/T28906-2012的表4）a）S含量的上限從0.025%降至0.020%。b）新增6個(gè)牌號：增加ML23B，對應(yīng)ASTMA29-20中的10B23；增加ML28B，對應(yīng)ISO4954:2018中的28B2；增加ML33B，對應(yīng)ASTMA29-20中的10B33；增加ML38B，對應(yīng)ASTMA29-20中的10B38；增加ML45B，對應(yīng)ASTMA29-20中的10B45；增加ML20CrB，對應(yīng)ASTMA29-20中的51B20；增加ML25CrB。c）參考ASTMA29/A29M-20中對于Si的協(xié)商要求。對于鋼材的冷變形率較大的情況，可以允許雙方協(xié)商控制Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.10%。d）增加可以為了提高淬透性以及力學(xué)性能，添加一定Cr元素的要求。e）增加了如果淬透性和力學(xué)性能滿足要求，硼含量下限放寬要求。f）增加了Ti/N比的建議要求。3.3.4非調(diào)質(zhì)型盤條（對應(yīng)GB/T6478-2015、GB/T29087-2012的表4）a）S、P含量的上線別為0.020%、0.025%。b）增加MFT12。c）修訂化學(xué)成分含量。d）修訂力學(xué)性能范圍。3.3.5殘余鉬的要求結(jié)合ISO4954-2021及ASTMA29/A29M-20，對第7.1.5條增加：殘余鉬含量不大于0.06%。3.4冶煉方法由于冷鐓鋼要求較高，增加了必須爐外精煉的要求。3.5力學(xué)性能綜合根據(jù)相關(guān)廠家提供的力學(xué)實(shí)際數(shù)據(jù)以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)情況，再次在標(biāo)準(zhǔn)審定稿對GB/T6478中缺失的部分牌號性能進(jìn)行補(bǔ)齊，具體如下：參考ISO4954-2021以及相關(guān)廠家實(shí)績，對表6中鋼材的力學(xué)性能進(jìn)行調(diào)整，并增加ML06Al、ML10、ML12、ML12Al等相關(guān)鋼種的力學(xué)性能要求。參考ISO4954-2021對表7的部分鋼種的力學(xué)性能進(jìn)行補(bǔ)齊。（ML10、ML12Al、ML12、ML18Mn、ML20Mn、ML15Cr、ML25、ML38、ML40、ML45、ML15Mn、ML40Mn、ML30Cr、ML15CrMo、ML45B、ML20CrB、ML15MnB、ML25MnB、ML30MnB、ML40MnB、ML15MnVB、ML20MnVB、ML20MnTiB）3.6冷頂鍛目前主流鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)均僅進(jìn)行1/2冷鐓，且下游客戶也多采用1/2冷鐓進(jìn)行入廠驗(yàn)收，因此本標(biāo)準(zhǔn)的冷鐓要求與原標(biāo)準(zhǔn)保持一致，不做改動(dòng)。3.6脫碳層執(zhí)行GB/T6478-2015要求。3.7晶粒度參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對非熱處理型、表面硬化型、調(diào)質(zhì)型（包括含硼鋼）鋼材的奧氏體晶粒度提出不粗于6.0級的要求。非調(diào)質(zhì)冷鐓鋼鐵素體晶粒度不粗于11.0級。3.8非金屬夾雜物不變3.9低倍根據(jù)下游緊固件行業(yè)使用要求，將酸浸低倍組織中一般疏松、中心疏松、中心（或錠型）偏析應(yīng)各不大于2.0級。3.10末端淬透性ML35末端淬透性（J9≤28HRC）與GB/T6478-2015中指標(biāo)（J9≥28HRC）差異較大，經(jīng)過確認(rèn)GB/T6478-2001標(biāo)準(zhǔn)中ML35Mn(對應(yīng)2018版標(biāo)準(zhǔn)的ML35)淬透性指標(biāo)J9≤28HRC，與本標(biāo)準(zhǔn)以及ISO4954-2018一致，綜合上述信息可以認(rèn)定GB/T6478-2015標(biāo)準(zhǔn)中ML35性能應(yīng)該為筆誤造成。此外，參考ISO4954-2018以及相關(guān)鋼廠實(shí)際性能指標(biāo)，對原標(biāo)準(zhǔn)中的淬末端淬透性要求進(jìn)行調(diào)整完善。代表牌號推薦的淬火溫度和距淬火端部不同距離處的洛氏硬度值見表11。表11表面硬化型和調(diào)質(zhì)型（包括含硼鋼）的末端淬透性a3579 ———————————— 表中未列牌號，供方報(bào)實(shí)測值，并在質(zhì)量證明3.11表面質(zhì)量盤條表面允許有深度不超公差之半的個(gè)別劃痕和麻點(diǎn)，以及深度不超0.10mm的個(gè)別發(fā)3.12氧化鐵皮根據(jù)供需雙方協(xié)商，可檢驗(yàn)氧化皮重量，合格要求由雙方協(xié)商確定，測定方法參見附錄C。3.1.3附錄⑴增加附錄A（資料性）熱處理試樣的力學(xué)性能⑵增加附錄C將氧化皮作為特殊質(zhì)量要求。⑶對附錄B中牌號對照表的標(biāo)準(zhǔn)號及牌號進(jìn)行了更新。4主要驗(yàn)證情況⑴對比ISO4954:2021、GB/T6478-2015《冷鐓和冷擠壓用鋼》，GB/T28906-2012調(diào)質(zhì)型牌號及化學(xué)成分已不一致。⑵對比ASTMA510/A510M-18《碳素鋼盤條和粗拔圓鋼絲一般要求》，相關(guān)行業(yè)習(xí)慣使用該類含硼鋼系列。⑶對比GB/T3077-2015《合金結(jié)構(gòu)鋼》、ISO4954：2021《冷鐓和冷擠壓用鋼》、ASTMA29/A29M-16《熱鍛及冷加工碳素鋼和合金鋼棒》，包含45Mn2、30CrMnSi、42CrMo牌號，相關(guān)行業(yè)習(xí)慣使用該類合金鋼。⑷對比GB/T5953.1-2009《冷鐓鋼絲第一部分：熱處理型冷鐓鋼絲》，標(biāo)準(zhǔn)中包含ML30CrMnSi、ML42CrMo等鋼種，也是考慮到相關(guān)行業(yè)習(xí)慣使用該類合金鋼，對鋼的牌號及化學(xué)成分（熔煉分析）要求應(yīng)符合合同注明的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，目前只能使用GB/T3077-2015《合金結(jié)構(gòu)鋼》。⑸代表性鋼種ML45Mn2驗(yàn)證本標(biāo)準(zhǔn)是永鋼集團(tuán)有限公司執(zhí)行企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國冷鐓鋼盤條的生產(chǎn)和使用經(jīng)驗(yàn)而制定完成的。工作組通過ML45Mn2冷鐓鋼盤條生產(chǎn)在線檢測、出廠檢驗(yàn)、用戶的入廠檢驗(yàn)和使用經(jīng)驗(yàn)，對ML45Mn2冷鐓鋼盤條的主要性能指標(biāo)進(jìn)行了驗(yàn)證。對于ML45Mn2冷鐓鋼，客戶需要調(diào)質(zhì)熱處理工藝后取樣分析，力學(xué)性能應(yīng)符合表12的規(guī)定。表12ML45Mn2熱處理后力學(xué)性能要求性能等級抗拉強(qiáng)度Rm屈服Rp0.2斷面收縮率Z延伸率A-40℃KU2≥1000試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證見表13、14。取熱軋態(tài)盤條，進(jìn)行850℃淬火，保溫時(shí)間為30min，油冷；當(dāng)回火溫度500~550℃時(shí)，強(qiáng)度滿足12.9級(Rm≥1220MPa，Rp0.2≥1100MPa)高性能螺栓的要求；當(dāng)回火溫度550~600℃時(shí)，強(qiáng)度滿足10.9級高性能螺栓的要求。ML45Mn2鋼具有優(yōu)異的低溫沖擊性能，在-101℃,沖擊功均大于30J，韌脆轉(zhuǎn)變溫度(FATT)為-40℃以下。表13ML45Mn2熱處理后拉伸性能測定結(jié)果鋼種回火溫度(℃)Rm(MPa)Rp0.2(MPa)A5(%)Agt(%)ML45Mn250016.007.6055017.308.6057018.358.6560019.759.10表14ML45Mn2熱處理后的沖擊性能鋼號回火溫度(℃)實(shí)驗(yàn)溫度(℃)沖