GB/T 42537-2023 特大型鍛鋼件的熱處理規(guī)范（正式版）

GB/T42537—2023特大型鍛鋼件的熱處理規(guī)范國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T42537—2023 Ⅲ 1 13術(shù)語和定義 1 1 25.1加熱設(shè)備 25.2冷卻設(shè)備 2 26熱處理工藝 26.1熱處理工藝內(nèi)容 26.2轉(zhuǎn)子鍛件 26.3支承輥鍛件 36.4容器鍛件 37熱處理操作和過程控制 37.1一般要求 37.2轉(zhuǎn)子鍛件 37.3支承輥鍛件 47.4容器鍛件 48質(zhì)量控制與檢驗(yàn) 58.1制造大綱 58.2超聲檢測 58.3力學(xué)性能試驗(yàn) 58.4檢測設(shè)備與操作人員要求 5 5附錄A(資料性)特大型鍛鋼件常用材質(zhì)的化學(xué)成分 6附錄B(資料性)轉(zhuǎn)子鍛件常用材質(zhì)的熱處理工藝參數(shù) 7附錄C(資料性)特大型支承輥常用材質(zhì)的熱處理工藝參數(shù) 9附錄D(資料性)容器鍛件常用材質(zhì)的熱處理工藝參數(shù) ⅢGB/T42537—2023本文件按照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》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國大型鑄鍛件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC506)歸口。本文件起草單位：二重(德陽)重型裝備有限公司、中國第一重型機(jī)械股份公司、上海電氣上重鑄鍛有限公司、太原重工股份有限公司、中信重工機(jī)械股份有限公司。1GB/T42537—2023特大型鍛鋼件的熱處理規(guī)范本文件規(guī)定了采用250t以上鋼錠鍛制的特大型鍛鋼件熱處理的技術(shù)要求和工藝方法。石油化工等行業(yè)重型裝備用特大型鍛鋼件的熱處理，特大型鍛鋼件常用材質(zhì)的化學(xué)成分見附錄A,其他材質(zhì)特大型鍛件參考本文件實(shí)施熱處理。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T7232金屬熱處理工藝術(shù)語GB/T13324熱處理設(shè)備術(shù)語GB/T16924鋼件的淬火與回火GB/T27946熱處理工作場所空氣中有害物質(zhì)的限值GB/T30822熱處理環(huán)境保護(hù)技術(shù)要求GB/T32541熱處理質(zhì)量控制體系GB/T37559—2019大型鍛鋼件的正火與退火3術(shù)語和定義GB/T7232、GB/T13324和GB/T37559—2019界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1單件采用250t以上鋼錠鍛制的鋼質(zhì)自由鍛件。4基本要求4.1制造廠應(yīng)有完善的質(zhì)量保證體系，應(yīng)具有生產(chǎn)過類似材料、相近尺寸的鍛件的業(yè)績或經(jīng)過評審類似鍛件的經(jīng)驗(yàn)。4.2熱處理之前應(yīng)對工藝方案進(jìn)行評定。工藝方案包括工藝方法、吊裝方法、使用的工藝裝備及必要2GB/T42537—20235熱處理設(shè)備5.1.2特大型鍛鋼件用加熱設(shè)備有效加熱區(qū)的溫度均勻性應(yīng)不超過±15℃,其余應(yīng)符合GB/T16924和GB/T32541的規(guī)定。5.1.3加熱設(shè)備應(yīng)能實(shí)現(xiàn)升降溫速度可調(diào)可控。5.1.4溫度測量和控制系統(tǒng)應(yīng)符合GB/T37559—2019中5.2的規(guī)定。5.2冷卻設(shè)備5.2.2為減小特大型鍛鋼件淬火熱應(yīng)力和提高性能均勻性，冷卻裝置應(yīng)保證鍛件在冷卻過程中各位置5.3相關(guān)工裝輔具5.3.1為滿足特大型鍛鋼件的加熱和淬火，制造廠應(yīng)具有足夠承載能力的起吊裝置，如行車、旋轉(zhuǎn)裝5.3.2為保證熱處理過程的操作安全性，特大型鍛鋼件在加熱過程中宜采用坐式或臥式支撐，不宜采用懸掛式。6熱處理工藝熱處理工藝應(yīng)包括以下內(nèi)容：c)熱電偶的安裝數(shù)量及布置方位、固定方法(如有);e)熱處理后檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及其他要求。6.2轉(zhuǎn)子鍛件鍛后熱處理采用正火加回火或其他經(jīng)評審合格的熱處理工藝。鍛件應(yīng)在正火溫度下保持足夠長的轉(zhuǎn)子鍛件常用材質(zhì)的正火和回火工藝參數(shù)見附錄B。3GB/T42537—2023好的溫度。回火期間，控制好保溫時間及冷卻速率，使殘余應(yīng)力達(dá)到最小。轉(zhuǎn)子鍛件常用材質(zhì)的淬火和回火工藝參數(shù)見附錄B。6.3支承輥鍛件對于特大型支承輥鍛后熱處理一般采用正火加球化退火加回火。正火溫度下保持足夠長的時間，以保證組織奧氏體化和均勻化；球化退火及去氫溫度下的保溫時間應(yīng)足夠長(去氫保溫時間應(yīng)根據(jù)鋼中的實(shí)際氫含量設(shè)定),以得到韌性良好的球狀珠光體組織，同時還能防止產(chǎn)生白點(diǎn)或氫脆。特大型支承輥鍛件常用材質(zhì)的鍛后熱處理工藝參數(shù)見附錄C。6.3.2預(yù)備熱處理特大型支承輥應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)備熱處理，方式通常為正火加回火或調(diào)質(zhì)處理，以使得輥頸力學(xué)性能滿足技術(shù)要求。特大型支承輥鍛件常用材質(zhì)的預(yù)備熱處理工藝參數(shù)見附錄C。6.3.3表面淬火特大型支承輥應(yīng)進(jìn)行表面淬火處理，以得到滿足使用要求的工作層。特大型支承輥鍛件常用材質(zhì)的表面淬火工藝參數(shù)見附錄C。6.4容器鍛件鍛后熱處理推薦為正火加回火。鍛件應(yīng)在正火溫度下保持足夠長的時間，以保證組織奧氏體化和容器鍛件常用材質(zhì)的鍛后熱處理工藝參數(shù)見附錄D。性能熱處理為正火和回火。正火時允許水淬加速冷卻，熱處理工藝可根據(jù)化學(xué)成分、截面尺寸由制造廠決定。冷卻速度以保證達(dá)到要求的力學(xué)性能為原則。容器鍛件常用材質(zhì)的性能熱處理工藝參數(shù)見附錄D。7熱處理操作和過程控制7.1一般要求熱處理操作和控制應(yīng)按熱處理工藝及工藝技術(shù)文件執(zhí)行。在工件裝爐前應(yīng)對熱處理設(shè)備、測量儀器、所需工裝輔具進(jìn)行檢查確認(rèn)，確認(rèn)所用的測量和記錄儀表的精度、量程是否符合工藝和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。熱處理操作人員應(yīng)進(jìn)行熱處理記錄(注明熱處理爐號、工件號、熱處理日期等)并簽字，并由熱處理質(zhì)量檢查人員審核確認(rèn)。7.2轉(zhuǎn)子鍛件轉(zhuǎn)子鍛件毛坯入爐前應(yīng)對毛坯表面質(zhì)量情況進(jìn)行檢查。如有明顯的鍛造裂紋、重皮、折疊、縮孔等4影響后續(xù)熱處理質(zhì)量的表面缺陷，應(yīng)予以清除。轉(zhuǎn)子鍛件毛坯在爐內(nèi)應(yīng)合理擺放。墊鐵高度應(yīng)大于或等于500mm,每根坯料應(yīng)至少采用4個墊鐵(軸身2個，軸頸2個)支撐，并在間隙處加入楔鐵，防止鍛件毛坯松動和在處理過程中產(chǎn)生較大變形。如多根鍛件毛坯同爐處理，毛坯間隙應(yīng)大于或等于200mm,且坯料距爐門應(yīng)大于或等于500mm。7.2.2性能熱處理轉(zhuǎn)子入爐前應(yīng)對表面質(zhì)量情況進(jìn)行認(rèn)真檢查，如發(fā)現(xiàn)有裂紋、黑皮等表面缺陷應(yīng)予以清除。在井式爐處理時，轉(zhuǎn)子吊裝應(yīng)垂直?；鼗鸨仉A段，每班應(yīng)至少檢查兩次熱電偶孔的密封情況。特殊情況下，在臺車爐處理時，轉(zhuǎn)子應(yīng)放置在有效加熱區(qū)內(nèi)，并繪制實(shí)際的裝爐草圖及外接熱電偶的布置位置。浸水淬火時，水應(yīng)循環(huán)，水溫應(yīng)小于或等于35℃。7.3支承輥鍛件支承輥鍛件毛坯入爐前應(yīng)對毛坯表面質(zhì)量情況進(jìn)行檢查。如有明顯的鍛造裂紋、重皮、折疊、縮孔等影響后續(xù)熱處理質(zhì)量的表面缺陷，應(yīng)予以清除。支承輥鍛件毛坯在爐內(nèi)應(yīng)合理擺放。墊鐵高度應(yīng)大于或等于500mm,并在間隙處加入楔鐵，防止鍛件毛坯松動。如多根鍛件毛坯同爐處理，毛坯間隙應(yīng)大于或等于200mm,且坯料距爐門應(yīng)大于或等于500mm。7.3.2預(yù)備熱處理支承輥入爐前應(yīng)對表面質(zhì)量情況進(jìn)行認(rèn)真檢查，如發(fā)現(xiàn)有裂紋、黑皮等表面缺陷應(yīng)予以清除。通常應(yīng)塞緊、墊平，并繪制實(shí)際的裝爐草圖及外接熱電偶的布置位置。支承輥表面淬火宜在大型差溫(有效加熱區(qū)直徑大于或等于1800mm,長度大于或等于3500mm)爐加熱，推薦大型鼓風(fēng)噴霧或噴水裝置上進(jìn)行淬火。及噴淬裝置進(jìn)行全面檢查，確保設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好。7.4容器鍛件容器鍛件毛坯在爐內(nèi)應(yīng)合理擺放。墊鐵高度應(yīng)大于或等于500mm,毛坯間隙應(yīng)大于或等于200mm,且坯料距爐門應(yīng)大于或等于500mm。7.4.2性能熱處理按工藝要求裝爐。工件宜采用立裝，通常采用高度大于或等于500mm墊鐵，工件裝爐，置于爐膛制實(shí)際的裝爐草圖及外接熱電偶的布置位置。操作時應(yīng)保證爐膛溫度均勻，不應(yīng)出現(xiàn)局部加熱不足或過熱，均熱要求鍛件溫度與爐膛溫度一致才5GB/T42537—20238質(zhì)量控制與檢驗(yàn)果應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。特大型鍛鋼件應(yīng)在性能熱處理之后按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行超聲檢測性能熱處理后，制造廠按相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求對鍛件進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。熱處理操作人員應(yīng)具備相應(yīng)的熱處理知識和具有相關(guān)設(shè)備操作證并應(yīng)經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)和考核。制造廠應(yīng)評估熱處理操作人員的水平并按照人員水平安排相應(yīng)的熱處理工作。熱處理生產(chǎn)過程的安全、衛(wèi)生應(yīng)符合GB15735的規(guī)定。熱處理工作場所空氣中有害物質(zhì)的限值應(yīng)符合GB/T27946的規(guī)定。熱處理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氣體和液體等的排放和處理應(yīng)符合GB15735、GB/T30822的規(guī)定。6(資料性)特大型鍛鋼件常用材質(zhì)的化學(xué)成分特大型鍛鋼件常用材質(zhì)的化學(xué)成分見表A.1。表A.1特大型鍛鋼件常用材質(zhì)化學(xué)成分%材料牌號化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))來源CMnPSNiMoV其他元素22Cr2Ni3MoV0.20~0.40~1.50~2.80~0.40~采用真空碳脫氧時：Si≤0.10;Al≤0.010;Sn≤0.015;Sb≤0.0015(目標(biāo)值);As≤0.02025Cr2Ni4MoV0.15~1.50~3.25~0.20~0.05~采用真空碳脫氧時：Si≤0.1030Cr2Ni4MoV0.20~3.25~0.25~Al≤0.010;Sn≤0.015;Sb≤0.0015(日標(biāo)值);As≤0.02040Cr3MoV0.35~0.50~3.00~40Cr4MoV0.40~3.00~0.50~—45Cr4NiMoV0.40~0.40~3.50~0.40~0.05~0.30~NB/T470080.30~2.00~0.90~0,25~Nb≤0.070;Ti≤0.030;B≤0.002NB/T4700820MnNiMo0.17~NB/T470087溫度/℃GB/T42537—2023溫度/℃(資料性)轉(zhuǎn)子鍛件常用材質(zhì)的熱處理工藝參數(shù)轉(zhuǎn)子鍛件常用材質(zhì)的正火和回火工藝參數(shù)見圖B.1,淬火和回火工藝參數(shù)見圖B.2。均熱保溫冷卻升溫均熱保溫時間/h截面厚度/mm正火保溫時間/h回火保溫時間/h圖B.1轉(zhuǎn)子鍛件常用材質(zhì)的正火和回火工藝參數(shù)8冷卻保溫25Cr2Ni4MoV、30Cr2Ni4MoV材質(zhì)的轉(zhuǎn)子鍛件可參照本曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)。9溫度/℃溫度/℃特大型支承輥常用材質(zhì)的熱處理工藝參數(shù)特大型支承輥常用材質(zhì)的鍛后熱處理工藝參數(shù)見圖C.1,預(yù)備熱處理工藝參數(shù)見圖C.2,表面淬火熱處理工藝參數(shù)見圖C.3。冷卻升溫保溫冷卻保溫冷卻升溫時間/h截面厚度/mm正火保溫時間/h球化溫度1保溫時間/h球化溫度2保溫時間/h圖C.1特大型支承輥常用材質(zhì)的鍛后熱處理工藝參數(shù)冷卻升溫保溫冷卻截面厚度/mm正火保溫時間/h回火保溫時間/h1600～1800640～60>1800～2100960～80>2100～240080～100圖C.2特大型支承輥常用材質(zhì)的預(yù)備熱處理工藝參數(shù)GB/T42537—2023截面厚度/mm淬火保溫時間/h回火保溫時間/h47940Cr4MoV材質(zhì)的特大型支承輥可參照本曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖C.3特大型支承輥常用材質(zhì)的表面淬火熱處理工藝參數(shù)溫度/℃(資料性)容器鍛件常用材質(zhì)的熱處理工藝參數(shù)容器鍛件常用材質(zhì)的鍛后熱處理工藝參數(shù)見圖D.1,性能熱處理工藝參數(shù)見圖D.2。正火溫度正火溫度空冷至150℃-400℃升溫均熱保溫冷卻升溫均熱保溫時間/h截面厚度/mm淬火保溫時間/h回火保溫時間/h圖D.1容器鍛件常用材質(zhì)的鍛后熱處理工藝參數(shù)空冷至升溫均熱保溫≤150℃升溫時問/h300～5006～146～1412Cr2Mol、12Cr2MolV材質(zhì)的容器鍛件可參照本曲