高速工具鋼 編制說(shuō)明

一、工作概況1.1任務(wù)來(lái)源本項(xiàng)目是依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國(guó)標(biāo)委發(fā)[2023]58號(hào)“關(guān)于下達(dá)2023年第三批推薦性國(guó)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”下達(dá)的項(xiàng)目計(jì)劃，項(xiàng)目編號(hào)為20231258-T-605，項(xiàng)目名稱為“高速工具鋼”。本項(xiàng)目是修訂項(xiàng)目，代替GB/T9943-2008《高速工具鋼》、GB/T9941-2009《高速工具鋼鋼板》和GB/T36708-2018《預(yù)硬化高速工具鋼》。主要起草單位:河冶科技股份有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院等，計(jì)劃完成時(shí)間為2025年。1.2產(chǎn)品概況高速工具鋼是特殊鋼中工具鋼的一個(gè)分支，俗稱鋒鋼或白鋼，是特殊鋼中合金含量最高的一類鋼。高速鋼雖然年產(chǎn)量不大，但由于成分復(fù)雜，合金含量高，生產(chǎn)工藝和性能特殊，價(jià)格昂貴，因此在特殊鋼中一直占有獨(dú)特的地位。高速鋼屬于高碳高合金萊氏體鋼，通過(guò)特殊熱處理可以獲得極高硬度（63HRC~70HRC而且在550℃~600℃仍可保持高硬度（HRC60以上）和高耐磨、高耐熱性能，其主要用途為制造各種機(jī)床的切削刀具，也部分用于高載荷模具，航空高溫軸承及特殊耐熱耐磨零部件等。高速鋼的生產(chǎn)廠主要有有河冶科技、撫順特鋼、天工等，均屬于特鋼企業(yè)。高速鋼鋼板的主要生產(chǎn)廠家有浙江精銳等，預(yù)硬材生產(chǎn)廠家有煙臺(tái)百特等。使用廠家主要為各大刀具制造廠，如上海工具、漢江、恒鋒工具、新成量工具等。1.3主要工作過(guò)程起草(草案、調(diào)研)階段：計(jì)劃下達(dá)后，2023年12月全國(guó)鋼標(biāo)委特殊鋼分委員會(huì)組織各起草單位成立了起草工作組，由河冶科技股份有限公司為組長(zhǎng)單位，負(fù)責(zé)主要起草工作。工作組對(duì)國(guó)內(nèi)外高速工具鋼產(chǎn)品和技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展情況進(jìn)行全面調(diào)研，同時(shí)廣泛搜集相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)外技術(shù)資料，進(jìn)行了大量的研究分析、資料查證工作，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行全面總結(jié)和歸納，在此基礎(chǔ)上編制出《高速工具鋼》標(biāo)準(zhǔn)草案初稿。經(jīng)工作組及有關(guān)專家研討后，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案初稿進(jìn)行了認(rèn)真的修改，于2024年4月形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿及其編制說(shuō)明等相關(guān)附件，報(bào)全國(guó)鋼標(biāo)委特殊鋼分委員會(huì)秘書(shū)處。征求意見(jiàn)階段：2024年4月22日，由全國(guó)鋼標(biāo)委特殊鋼分委員會(huì)秘書(shū)處將標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿和編制說(shuō)明發(fā)送到特殊鋼分委員會(huì)委員及有代表性的標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)方廣泛征求意見(jiàn)，同時(shí)在《鋼鐵標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)》網(wǎng)站上公開(kāi)征求社會(huì)意見(jiàn)。截止2024年XX月XX日，共發(fā)函XX個(gè)單位，收到XX個(gè)單位回函，其中XX個(gè)單位提出了XX條意見(jiàn)或建議(見(jiàn)《意見(jiàn)匯總處理表》)。審查階段：通過(guò)對(duì)這些反饋意見(jiàn)進(jìn)行分類、歸納、整理和分析，工作組采納XX條，不采納XX條，并進(jìn)而對(duì)標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)稿進(jìn)行了補(bǔ)充、修改，于XXXX年XX月完成了標(biāo)準(zhǔn)送審稿，提交全國(guó)鋼標(biāo)委特殊鋼分委員會(huì)秘書(shū)處。全國(guó)鋼標(biāo)委特殊鋼分委員會(huì)于XXXX年XX月XX日一XX日在XX省XX市召開(kāi)了標(biāo)準(zhǔn)審查會(huì)，到會(huì)特殊鋼分委員會(huì)委員XX名和專家XX名，對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了審查，獲得一致通過(guò)，并認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)水平達(dá)到XX水平。報(bào)批階段：工作組按照會(huì)議審查意見(jiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)送審稿作了進(jìn)一步的修改、整理和完善，在XXXX年XX月形成了標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿、編制說(shuō)明及其他相關(guān)文件，報(bào)全國(guó)鋼標(biāo)委特殊鋼分委員會(huì)秘書(shū)處。XXXX年XX月XX日在《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作管理信息系統(tǒng)》上投票。截止XXXX年XX月XX日已獲得XX名委員同意（必須達(dá)到3/4以上審查通過(guò)，并上報(bào)全國(guó)鋼標(biāo)委秘書(shū)處。1.4主要參加單位和工作組成員及其所做的工作本標(biāo)準(zhǔn)由河冶科技股份有限公司負(fù)、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院等單位共同起草。編制單位所承擔(dān)的標(biāo)準(zhǔn)研究工作：（1）收集、對(duì)比相關(guān)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，確認(rèn)所采用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為滿足要求、同時(shí)現(xiàn)行有效；（2）編寫(xiě)本標(biāo)準(zhǔn)各稿和標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明；（3）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中主要技術(shù)指標(biāo)確定所需的論證材料和理論研究材料；（4）完成標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)批稿；（5）策劃標(biāo)準(zhǔn)宣貫工作，落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)宣貫方式及人員，組織編寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)宣貫材料。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則本標(biāo)準(zhǔn)在修訂過(guò)程中，遵循“面向市場(chǎng)、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時(shí)推出、及時(shí)修訂、不斷完善”的原則，注重標(biāo)準(zhǔn)修訂與技術(shù)創(chuàng)新、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)、應(yīng)用推廣相結(jié)合，本著先進(jìn)性、科學(xué)性、合理性和可操作性以及標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性和規(guī)范性的原則來(lái)進(jìn)行本標(biāo)準(zhǔn)的制定/修訂工作。本標(biāo)準(zhǔn)在GB/T9943-2008《高速工具鋼》、GB/T9941-2009《高速工具鋼鋼板》、GB/T36708-2018《預(yù)硬化高速工具鋼》的基礎(chǔ)上，參考了ISO4957:2018《工具鋼》、ASTMA600-92a(2016)《高速工具鋼》等國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)高速鋼生產(chǎn)企業(yè)及下游工具行業(yè)對(duì)鋼材質(zhì)量要求的實(shí)際情況修訂而成。三、主要內(nèi)容說(shuō)明3.1范圍本文件適用于截面尺寸（直徑、邊長(zhǎng)、厚度或?qū)吘嚯x）不大于350mm的熱軋、鍛制、冷拉等高速工具鋼棒（圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼等的總稱，以下簡(jiǎn)稱鋼棒）、盤條（絲）及銀亮鋼棒，厚度不大于4mm的冷軋鋼板和厚度不大于15mm的熱軋鋼板，直徑1.0mm~15.0mm表面為磨光或冷拉的預(yù)硬化高速工具鋼棒。棒材的尺寸范圍由原標(biāo)準(zhǔn)的250mm增加到了350mm。熱軋鋼板的厚度由原標(biāo)準(zhǔn)的10mm增加到了15mm。3.2規(guī)范性引用文件本部分內(nèi)容除常規(guī)引用的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外，增加了一項(xiàng)光譜檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，T/SSEA0305-2023高合金鋼多元素含量的測(cè)定火花放電原子發(fā)射光譜法（常規(guī)法）。該標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)特鋼企業(yè)協(xié)會(huì)于2023年6月30日發(fā)布實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施結(jié)束了高速鋼無(wú)光譜檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的歷史，極大地提高了制造類企業(yè)日常生產(chǎn)檢測(cè)的效率，使高速鋼光譜檢測(cè)有法可依。3.3訂貨內(nèi)容按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的編寫(xiě)習(xí)慣增加訂貨內(nèi)容章節(jié)，用以明確訂貨時(shí)需方應(yīng)提供的信息。這些信息包括：a)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)；b)產(chǎn)品名稱；c)牌號(hào)；d)截面形狀（圓、方、扁、六角等e)尺寸與外形；f)重量（或數(shù)量g)交貨狀態(tài)；h)特殊要求。3.4分類高速工具鋼按化學(xué)成分分類，參考ASTM標(biāo)準(zhǔn)的類別劃分，分為鎢系和鎢鉬系，而ASTM標(biāo)準(zhǔn)中的中間型高速鋼嚴(yán)格意義上不屬于國(guó)標(biāo)定義的高速鋼，因此未列入本標(biāo)準(zhǔn)。高速工具鋼按性能分類，可分為低合金高速鋼、普通高速鋼和高性能高速鋼。3.5尺寸、外形及允許偏差熱軋、鍛制、冷拉、盤條、銀亮鋼的尺寸、外形及允許偏差符合相應(yīng)的國(guó)標(biāo)。冷軋鋼板的尺寸偏差明確了應(yīng)符合GB/T708中表5的規(guī)定。厚度3mm~15mm熱軋鋼板的尺寸、外形及允許偏差應(yīng)符合GB/T709的規(guī)定，熱軋單軋鋼板的厚度允許偏差未注明時(shí)按A類偏差，但鋼板的最小寬度為600mm，最小長(zhǎng)度為1500mm。此條規(guī)定中刪除了原GB/T9941-2009中厚度小于3mm熱軋鋼板的尺寸及允許偏差即原表1的規(guī)定，小于3mm的鋼板全部采用冷軋，基本上沒(méi)有熱軋。鋼板的不平度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)文本中表2的規(guī)定，此規(guī)定比原GB/T9941-2009的規(guī)定進(jìn)行了加嚴(yán)，體現(xiàn)了工藝的進(jìn)步。預(yù)硬鋼棒的表面狀態(tài)表述修改為預(yù)硬磨光和預(yù)硬，尺寸下限由原標(biāo)準(zhǔn)的4.0mm擴(kuò)展到了3.0mm。原標(biāo)準(zhǔn)的允許偏差磨光態(tài)和冷拉態(tài)一致，與實(shí)際狀況有所偏差，磨光態(tài)是在冷拉態(tài)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加工而成，精度應(yīng)高于冷拉態(tài)。故本標(biāo)準(zhǔn)磨光態(tài)精度保持不變?yōu)閔9級(jí)，冷拉態(tài)修改為h10級(jí)。預(yù)硬鋼棒的交貨長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際情況按規(guī)格進(jìn)行了細(xì)分，見(jiàn)下表。表1預(yù)硬鋼棒交貨長(zhǎng)度于>6.0～10.0>10.0～15.0>3.0～6.0>6.0～10.0>10.0～15.03.6牌號(hào)與化學(xué)成分國(guó)際和國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中的化學(xué)成分與本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比見(jiàn)下表。表2各高速鋼標(biāo)準(zhǔn)中的化學(xué)成分要求CPVW準(zhǔn)2≤≤~~——≤≤~~——準(zhǔn)~~ 準(zhǔn)≤≤-~——≤≤------準(zhǔn)≤≤~~——≤≤~~——--準(zhǔn)2~~——~~——--準(zhǔn)2~~ ~~——~~——準(zhǔn)~~——~~~~ 準(zhǔn)2≤≤~~——≤≤~~——準(zhǔn)~~——準(zhǔn)3~~——~~ ~~準(zhǔn)~~——~~ ~~準(zhǔn)3~~ 準(zhǔn)4≤≤~~——≤≤~~——≤≤~~——準(zhǔn)~~—準(zhǔn)5-——準(zhǔn)~~ ~~—準(zhǔn)~~—~~—準(zhǔn)~~~~—~~~~ 準(zhǔn)0~~ 0—0~~-準(zhǔn)~~0—~~0—鋼中殘余銅含量應(yīng)不大于0.25%，殘余鎳含量應(yīng)不大于0.30%。3.7鋼的化學(xué)成分允許偏差與ISO標(biāo)準(zhǔn)對(duì)如下。表3化學(xué)成分允許偏差對(duì)比C —W>10V>2.5>6— —Si含量偏差參考ISO4957標(biāo)準(zhǔn)和GB/T222，由原標(biāo)準(zhǔn)的±0.05修改為±0.03，與參考的兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)一致。3.8冶煉方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼應(yīng)采用電爐加爐外精煉或電渣重熔的方法冶煉。3.9交貨狀態(tài)非預(yù)硬鋼材以退火狀態(tài)交貨，或退火后再經(jīng)其它加工方法加工后交貨。預(yù)硬鋼棒應(yīng)使用退火態(tài)高速鋼棒或盤狀鋼絲開(kāi)卷后經(jīng)預(yù)硬化處理。預(yù)硬化處理后直條交貨或再經(jīng)磨光處理后交貨。具體要求應(yīng)在合同注明。3.10硬度參考ISO4957《工具鋼》和ASTMA600《高速工具鋼》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時(shí)考慮用戶使用環(huán)境的要求，增加了真空熱處理，淬回火硬度要求見(jiàn)下表。表4硬度要求序號(hào)HBW℃℃HRC123456789預(yù)硬態(tài)交貨硬度范圍較上述范圍更大，上述熱處理硬度只是該鋼種具有的硬度水平，實(shí)際硬度由于應(yīng)用不同具體要求也不同，如作為模具時(shí)考慮到韌性的要求占比較大，其熱處理硬度可能不需要達(dá)到較高的水平，所以預(yù)硬態(tài)硬度標(biāo)準(zhǔn)較為寬泛。預(yù)硬態(tài)硬度更主要的是規(guī)定了同批次交貨鋼材的硬度差值不大于1.5HRC，對(duì)鋼材的穩(wěn)定性要求更為看重。3.11低倍要求由于冶煉技術(shù)的進(jìn)步，鋼材低倍標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)行了加嚴(yán)，電爐和電渣工藝標(biāo)準(zhǔn)合并，統(tǒng)一執(zhí)行原標(biāo)準(zhǔn)中的電渣標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)下表，同時(shí)最大規(guī)格擴(kuò)展到了φ350mm。表5低倍合格級(jí)別，不大于，級(jí)111>150～200>200～3502223.12共晶碳化物不均勻度要求共晶碳化物不均勻度實(shí)際處于比較嚴(yán)的水平，故本次修訂沒(méi)有修改此項(xiàng)內(nèi)容，仍按原標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。3.13脫碳層要求鋼棒、預(yù)硬材的脫碳層深度規(guī)定與原標(biāo)準(zhǔn)一致，本章節(jié)未做修改。鋼板的脫碳層規(guī)定做了較大變動(dòng)。原標(biāo)準(zhǔn)是以厚度的百分比作為合格標(biāo)準(zhǔn)，由于鋼板厚度都比較薄，在實(shí)際使用中百分比作標(biāo)準(zhǔn)并不是十分合適，此次編制組按照厚度劃分了組距，以固定數(shù)值作為合格標(biāo)準(zhǔn)，比較接近實(shí)際情況，切更易于用戶使用判定。冷軋鋼板的脫碳層標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表：>1.0～1.8>1.8～4.0熱軋鋼板的脫碳層標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表：>5.0～12.0>12.0～15.03.14預(yù)硬鋼棒的熱處理組織原《預(yù)硬化高速工具鋼》標(biāo)準(zhǔn)的本章節(jié)是按照應(yīng)用領(lǐng)域的不同規(guī)定了不同的熱處理組織，但隨著高速鋼應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，現(xiàn)在的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，標(biāo)準(zhǔn)也不可能覆蓋所有應(yīng)用領(lǐng)域，且相同的應(yīng)用領(lǐng)域也可能有不同的要求，所以本標(biāo)準(zhǔn)刪除了具體應(yīng)用領(lǐng)域的熱處理組織要求，改為只統(tǒng)一規(guī)定了過(guò)熱度不大于1級(jí)和回火度不大于2級(jí)，其他用途的熱處理金相組織要求由雙方協(xié)商并在合同中注明。3.15表面質(zhì)量本標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求與原標(biāo)準(zhǔn)相比基本未做修改，只是拓展了規(guī)格范圍和增加了鋼板切邊的規(guī)定。3.16附錄A——高速工具鋼大塊碳化物評(píng)級(jí)圖3.16.1高速鋼的要求主要就是針對(duì)碳化物控制的要求，所以該章節(jié)是本標(biāo)準(zhǔn)的核心。本標(biāo)準(zhǔn)仍按高速鋼成分的不同分為鎢系高速鋼的評(píng)級(jí)圖和鎢鉬系高速鋼的評(píng)級(jí)圖。3.16.2鎢系高速鋼相比鎢鉬系高速鋼，鋼種較少，且應(yīng)用也較少，主要針對(duì)W18Cr4V。鎢系高速鋼的碳化物評(píng)級(jí)圖的規(guī)定與原標(biāo)準(zhǔn)一致，未做更改。3.16.3鎢鉬系高速鋼評(píng)級(jí)圖主要做了一下兩方面的修訂：1）原標(biāo)準(zhǔn)1級(jí)未規(guī)定具體數(shù)值，本標(biāo)準(zhǔn)增加了1級(jí)顆粒度的具體尺寸規(guī)定；2）將各級(jí)別碳化物尺寸數(shù)值取整。修改后的鎢鉬系碳化物顆粒度級(jí)別規(guī)定如下：表6大顆粒碳化物級(jí)別4693.16.4鎢系和鎢鉬系評(píng)級(jí)圖譜均未做修改。3.16.5試驗(yàn)方法碳化物尺寸測(cè)量方法與原標(biāo)準(zhǔn)一致。本章節(jié)主要有以下兩點(diǎn)修改：1）將鎢鉬系大顆粒碳化物的取樣方向由橫向改為縱向。與鎢系碳化物取樣方向一致，并與具體實(shí)踐操作一致。縱向碳化物尺寸要普遍大于橫向碳化物尺寸，與最大碳化物定義更為契合；2）增加了“以5個(gè)視場(chǎng)中最大碳化物顆粒尺寸的平均值為最終檢測(cè)結(jié)果”的規(guī)定。由于具體取樣操作中，不同批次、不同支、同支不同位置的最大碳化物尺寸并不均勻，可能會(huì)造成不同樣品的最大碳化物尺寸差別很大，不利于體現(xiàn)鋼材的實(shí)際碳化物水平，也不利于客戶和生產(chǎn)企業(yè)的統(tǒng)一判定。為了減小這種差別，做出了“以5個(gè)視場(chǎng)中最大碳化物顆粒尺寸的平均值為最終檢測(cè)結(jié)果”的規(guī)定。3.16.6合格級(jí)別鎢系碳化物合格級(jí)別未做修改，只是刪除了“允許每支試樣有一個(gè)視場(chǎng)中的大塊角狀碳化物最大尺寸比界限尺寸大4μm”的規(guī)定。鎢鉬系高速鋼碳化物顆粒合格級(jí)別做出了重大修改。原標(biāo)準(zhǔn)中只是規(guī)定了鋼絲的最大碳化物合格級(jí)別為4級(jí)，未規(guī)定鍛軋圓等其他品種碳化物合格級(jí)別，不利于廠家對(duì)產(chǎn)品碳化物水平的判定。本標(biāo)準(zhǔn)在保持原鋼絲規(guī)格段合格級(jí)別規(guī)定的基礎(chǔ)上，新增了15~40和40~80兩個(gè)規(guī)格段的碳化物合格級(jí)別，具體規(guī)定如下：表7大顆粒碳化物合格級(jí)別>15～40>40～80>803.17附錄B高速工具鋼基本要求附錄B為資料性附錄。主要對(duì)高速鋼的概念和性能特點(diǎn)做了描述，并對(duì)普通高速鋼、低合金高速鋼和高性能高速鋼分類的合金含量和硬度進(jìn)行了描述。最后列出了本標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)與ISO標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。四、主要試驗(yàn)(或驗(yàn)證)情況五、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況