(高清版)GB∕T 37559-2019 大型鍛鋼件的正火與退火

ICS25.200Normalizingandannealingofheavysteelforgings國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T37559—2019 I 4待處理工件 5熱處理設(shè)備 6熱處理工藝 3 69安全衛(wèi)生要求 610能源消耗要求 附錄A(資料性附錄)常用材料的正火(退火)和高溫回火溫度 IGB/T37559—2019本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)熱處理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC75)提出并歸口。1GB/T37559—2019大型鍛鋼件的正火與退火本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了大型鍛鋼件正火與退火技術(shù)要求與方法，其中包括待處理工件、熱處理設(shè)備、熱處理本標(biāo)準(zhǔn)適用于能源、冶金、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)重型裝備用大型鍛鋼件在爐內(nèi)整體加熱的正火與退火。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T228.1金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法GB/T231.1金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法GB/T6394金屬平均晶粒度測(cè)定方法GB/T7232金屬熱處理工藝術(shù)語(yǔ)GB/T9452熱處理爐有效加熱區(qū)測(cè)定方法GB/T13298金屬顯微組織檢驗(yàn)方法GB/T13324熱處理設(shè)備術(shù)語(yǔ)GB15735金屬熱處理生產(chǎn)過(guò)程安全、衛(wèi)生要求GB/T16923鋼件的正火與退火GB/T17358熱處理生產(chǎn)電耗計(jì)算和測(cè)定方法GB/T17394.1金屬材料里氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法GB/T19944熱處理生產(chǎn)燃料消耗計(jì)算和測(cè)定方法GB/T30824燃?xì)鉄崽幚頎t溫度均勻性測(cè)試方法GB/T30825—2014熱處理溫度測(cè)量GB/T32541—2016熱處理質(zhì)量控制體系JB/T5000.8重型機(jī)械通用技術(shù)條件第8部分：鍛件JB/T5000.15重型機(jī)械通用技術(shù)條件第15部分：鍛鋼件無(wú)損探傷3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T7232、GB/T13324界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。均熱soaking工件在熱處理爐內(nèi)加熱達(dá)到保溫溫度開(kāi)始，到工件表面溫度達(dá)到保溫溫度結(jié)束的過(guò)程。2GB/T37559—20194待處理工件4.1工件資料工件資料應(yīng)與待處理工件一起運(yùn)抵熱處理車(chē)間，內(nèi)容包括但不限于表1要求。表1待處理工件資料序號(hào)主要內(nèi)容1材料數(shù)據(jù)待處理工件名稱(chēng)、質(zhì)量(kg)、數(shù)量待處理工件的爐號(hào)確保每個(gè)工件爐號(hào)的唯一性待處理工件外形尺寸提供待處理工件的詳細(xì)外形尺寸，必要時(shí)應(yīng)附簡(jiǎn)圖材料牌號(hào)若需兼顧力學(xué)性能，還應(yīng)提供實(shí)際化學(xué)成分硬度及其他力學(xué)性能無(wú)損檢測(cè)金相組織2前道加工制造方法鍛造注明冷鍛或熱鍛，必要時(shí)應(yīng)注明鍛造比焊接注明焊接部位，必要時(shí)應(yīng)附簡(jiǎn)圖機(jī)械加工注明機(jī)械加工方法3熱處理狀態(tài)正火退火注明退火工藝類(lèi)型淬火、回火用于返修件，注明原工藝表面處理表面處理工藝類(lèi)型及表面處理部位4熱處理后校形冷校或熱校，校形程度4.2工件外觀工件表面不應(yīng)存在影響工件熱處理質(zhì)量的尖角、裂紋等缺陷。4.3熱處理后驗(yàn)收要求4.3.1熱處理前應(yīng)明確工件在熱處理后應(yīng)達(dá)到的尺寸、硬度、力學(xué)性能以及金相組織等方面的要求。4.3.2如熱處理后需在工件上取樣進(jìn)行檢驗(yàn)，除上述要求外還應(yīng)明確取樣的位置、數(shù)量、加工方法、檢測(cè)項(xiàng)目及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等信息。5熱處理設(shè)備5.1熱處理爐5.1.1大型鍛鋼件加熱時(shí)應(yīng)選用符合要求的熱處理爐，加熱介質(zhì)一般為氣體，有特殊要求的工件可選用保護(hù)氣氛爐或真空爐。5.1.2熱處理爐有效加熱區(qū)測(cè)定方法應(yīng)符合GB/T9452或GB/T30824要求。5.1.3正火與退火用熱處理爐有效加熱區(qū)的溫度均勻性應(yīng)不超過(guò)±15℃,其余應(yīng)滿(mǎn)足GB/T16923及3GB/T37559—2019GB/T32541—2016規(guī)定的要求。5.1.4正火與退火用熱處理爐應(yīng)能實(shí)現(xiàn)升溫速度和冷卻速度的可調(diào)可控。5.2溫度測(cè)量與控制系統(tǒng)5.2.1熱處理爐儀表系統(tǒng)類(lèi)型和技術(shù)要求應(yīng)不低于GB/T30825—2014中D類(lèi)要求。5.2.2儀表精度和校驗(yàn)周期應(yīng)滿(mǎn)足GB/T32541—2016中IV類(lèi)設(shè)備的規(guī)定。5.2.3溫度傳感器的選擇和使用應(yīng)符合GB/T30825—2014中規(guī)定。5.2.4用于測(cè)量工件溫度的載荷熱電偶應(yīng)能與工件緊密接觸；載荷熱電偶應(yīng)加以防護(hù)，不受爐溫輻射和爐內(nèi)氣氛的影響。5.3冷卻設(shè)備大型鍛鋼件的正火一般在靜止空氣中冷卻，也可使用風(fēng)機(jī)、噴霧等簡(jiǎn)單的冷卻設(shè)備。冷卻設(shè)備應(yīng)盡可能使放置在強(qiáng)力流動(dòng)空氣中的工件各方向冷卻均勻，其風(fēng)速和風(fēng)量應(yīng)滿(mǎn)足工藝要求的冷卻速度。6熱處理工藝6.1正火6.1.1用途6.1.1.1大型中低碳鋼和低合金鍛鋼件一般采用正火去應(yīng)力和細(xì)化組織，部分結(jié)構(gòu)鋼工件也可以用正火作為性能熱處理，正火結(jié)束后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行高溫回火，工藝曲線如圖1所示。6.1.1.2對(duì)于以正火作為性能熱處理的工件，回火溫度及時(shí)間的設(shè)計(jì)要兼顧其力學(xué)性能要求。溫度/℃溫度/℃等溫保保溫均熱等溫升溫升溫等溫200-150保溫緩冷時(shí)間/h圖1大型鍛鋼件正火(+回火)工藝曲線6.1.2.1工件正火加熱溫度一般為Ac?或Ac?以上30℃~100℃。附錄A給出了常用材料的正火以及高溫回火溫度。6.1.2.2加熱時(shí)一般采用階梯加熱方式升溫：a)在200℃~450℃低溫段：工件的有效厚度≤400mm時(shí)，可等溫1h～2h;有效厚度為400mm～1000mm時(shí)碳鋼、低合金鋼可等溫2h～3h,高合金鋼可在此基礎(chǔ)上延長(zhǎng)1h~2h;有效厚度超過(guò)1000mm的工件，可等溫0.5h/100mm～1.0h/100mm。b)低溫等溫結(jié)束后，以20℃/h～80℃/h速度升溫至彈塑性轉(zhuǎn)變溫度600℃~700℃,等溫時(shí)間不短于低溫等溫時(shí)間。4GB/T37559—2019c)彈塑性轉(zhuǎn)變溫度等溫結(jié)束后，快速升溫至正火溫度。6.1.3.1工件加熱至正火溫度應(yīng)保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間，確保組織全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。保持時(shí)間應(yīng)包括均熱和奧氏體化保溫兩個(gè)過(guò)程。6.1.3.2均熱時(shí)間一般按奧氏體化保溫時(shí)間的一半來(lái)估算，必要時(shí)可在工件最厚截面處增設(shè)熱電偶，熱電偶溫度到達(dá)正火溫度后均溫過(guò)程結(jié)束。當(dāng)工件表面增加多支熱電偶時(shí)，應(yīng)在所有熱電偶溫度均達(dá)到正火溫度時(shí)均熱過(guò)程結(jié)束。6.1.3.3一般情況下，有效厚度100mm的普通碳鋼和合金鋼鍛件其奧氏體化保溫時(shí)間按照0.8h~1.8h估算，有效厚度100mm的中高合金鋼或馬氏體不銹鋼鍛件可用1h～2h來(lái)估算。6.1.4.1大型鍛鋼件的正火冷卻一般是在空氣中進(jìn)行，對(duì)于合金含量不高的大型鍛鋼件可適當(dāng)采用鼓6.1.4.2大型鍛鋼件正火冷卻時(shí)應(yīng)對(duì)終冷溫度進(jìn)行控制。終冷溫度應(yīng)確保奧氏體在冷卻過(guò)程充分轉(zhuǎn)變，但不宜過(guò)低以避免工件發(fā)生開(kāi)裂和形成白點(diǎn)。6.1.4.3工件冷卻至終冷溫度后應(yīng)及時(shí)回火。回火參數(shù)可參照大型鍛鋼件的淬火與回火確定。6.2退火大型鍛鋼件常用的退火工藝的分類(lèi)、工藝參數(shù)、效果以及應(yīng)用可見(jiàn)表2。退火加熱可參照6.1.2。分類(lèi)工藝參數(shù)效果應(yīng)用不完全退火加熱溫度：亞共析鋼為Ac?~Ac?、過(guò)共析鋼為Ac?~Acm。保溫時(shí)間：確保工件完全奧氏體化。冷卻：空冷或爐冷細(xì)化晶粒、改善組織，降低硬度、消除工件內(nèi)應(yīng)力用于過(guò)共析鋼工件和終鍛溫度控制得當(dāng)未引起晶粒粗化的亞共析鋼工件等溫退火加熱溫度：Ac?或Ac?以上。等溫溫度、時(shí)間：根據(jù)所用鋼種的TTT等溫轉(zhuǎn)變曲線，選用“鼻尖”處的溫度以及所對(duì)應(yīng)的珠光體轉(zhuǎn)變時(shí)間。冷卻：空氣中冷卻細(xì)化大型鍛鋼件鍛造后的粗大組織，切斷組織消除工件內(nèi)部應(yīng)力：降低硬度改善可加工性作為過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性高的大型合金鍛鋼件的預(yù)備熱處理球化退火加熱溫度：Ac?或Ac?以上20℃~30℃。等溫溫度、時(shí)間：根據(jù)所用鋼種的TTT等溫轉(zhuǎn)變曲線，選用“鼻尖”處的溫度以及所對(duì)應(yīng)的珠光體轉(zhuǎn)變時(shí)間。冷卻：空氣中冷卻細(xì)化大型鍛鋼件鍛造后的粗大組織，切斷組織拓寬工件的淬火溫度范圍，減小淬火時(shí)畸變開(kāi)裂傾向，淬火后可以得到較細(xì)的馬氏體片作為大型過(guò)共析鋼工件以及大型合金工具鋼工件鍛造完成后的預(yù)備熱處理；對(duì)于具有明顯網(wǎng)狀碳化物的工件，應(yīng)先進(jìn)行正火消除碳化物網(wǎng)，再進(jìn)行球化退火均勻化退火加熱溫度：Ac?以上150℃~200℃;保溫時(shí)間：根據(jù)工件有效厚度以及材料牌號(hào)確定。冷卻：空冷或者爐冷使合金元素?cái)U(kuò)散均勻，減弱枝晶偏析可在鍛前加熱時(shí)適當(dāng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間，既可以達(dá)到均勻化退火的目的，也可以利用鍛造以及之后的熱處理過(guò)程細(xì)化過(guò)度長(zhǎng)大的晶粒5GB/T37559—2019表2(續(xù))分類(lèi)工藝參數(shù)效果應(yīng)用去應(yīng)力退火加熱溫度：Ac?以下150℃~200℃。保溫時(shí)間：一般工件有效厚度為100mm時(shí)為1.6h～3.6h。冷卻：空冷、爐冷或者限速爐冷去除工件內(nèi)部應(yīng)力，穩(wěn)定工件尺寸，防止畸變開(kāi)裂用于去除由于經(jīng)過(guò)鍛造、熱處理、切削加工或者焊接而引起工件內(nèi)部應(yīng)力6.3.2.2裝爐時(shí)工件應(yīng)平穩(wěn)放置于熱處理爐的有效加熱區(qū)域內(nèi)，若使用燃?xì)鉅t時(shí)應(yīng)避免火焰直接對(duì)工6.3.2.4工件的起吊設(shè)備及工裝應(yīng)保證操作安全性。生產(chǎn)前，應(yīng)進(jìn)行試吊以確保操作時(shí)的安全性。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮起吊設(shè)備及工裝對(duì)工件冷卻效果的影響。6.3.3.2所有記錄應(yīng)由相關(guān)操作人員在操作結(jié)束后簽字確認(rèn)。6.3.3.3所有記錄應(yīng)留存以保證工件質(zhì)量問(wèn)題的可追溯性。7熱處理質(zhì)量與檢驗(yàn)熱處理結(jié)束后應(yīng)對(duì)工件的表面進(jìn)行目視檢查，表面應(yīng)無(wú)裂紋及傷痕。必要時(shí)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行滲透、磁粉或超聲波探傷檢驗(yàn)。試方法和驗(yàn)收要求。工件表面硬度檢驗(yàn)應(yīng)根據(jù)規(guī)定分別按照GB/T231.1或GB/T17394.1要求進(jìn)行。6GB/T37559—20197.1.4無(wú)損檢測(cè)需進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的工件可按照J(rèn)B/T5000.15執(zhí)行，若合同中另有規(guī)定的按合同要求執(zhí)行。行測(cè)試。其中拉伸試驗(yàn)按照GB/T228.1要求執(zhí)行，沖擊試驗(yàn)按照GB/T229要求執(zhí)行。合同中另有規(guī)定的按合同要求執(zhí)行。需要進(jìn)行金相檢驗(yàn)的工件，可按照GB/T13298、GB/T6394進(jìn)行顯微組織檢驗(yàn)和晶粒度評(píng)定。合同中另有規(guī)定的按合同要求執(zhí)行。7.2檢測(cè)設(shè)備與檢測(cè)人員7.2.1工件質(zhì)量檢測(cè)所采用的設(shè)備應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。7.2.2工件質(zhì)量檢測(cè)所采用的計(jì)量類(lèi)設(shè)備應(yīng)有計(jì)量部門(mén)檢定合格的證書(shū)，并在有效期限內(nèi)。7.2.3工件所有檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)人員應(yīng)具有專(zhuān)業(yè)資格證書(shū)。7.3.1.1若工件力學(xué)性能初試結(jié)果不符合要求，允許在靠近不合格試樣的相鄰位置取雙倍試樣進(jìn)行該7.3.2.2重新熱處理后工件應(yīng)重新取樣進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)。8校形8.1工件宜在正火冷卻過(guò)程中進(jìn)行校形。8.2當(dāng)工件采用正火及回火作為性能熱處理時(shí)，若在回火后需校形，校形過(guò)程應(yīng)該在比最終回火溫度至少低55℃溫度內(nèi)進(jìn)行。校形結(jié)束后，應(yīng)在比最終回火溫度低30℃~55℃的溫度下進(jìn)行去應(yīng)力處理。8.3試樣的截取和性能的測(cè)試應(yīng)在校形后的去應(yīng)力過(guò)程結(jié)束后進(jìn)行。9安全衛(wèi)生要求正火與退火的安全衛(wèi)生按照GB15735的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。7GB/T37559—2019正火與退火工藝的能源消耗定額應(yīng)符合GB/T17358和GB/T19944的有關(guān)規(guī)定。根據(jù)要求可按每批或每爐開(kāi)具報(bào)告單。報(bào)告單應(yīng)包括下列內(nèi)容：b)產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)；c)工藝類(lèi)型或工藝代號(hào)；d)工件的數(shù)量及質(zhì)量；e)操作者姓名或代號(hào)；f)品質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果；h)品質(zhì)檢驗(yàn)員姓名或代號(hào)；i)加工單位名稱(chēng)；8(資料性附錄)常用材料的正火(退火)和高溫回火溫度表A.1為常用材料的正火(退火)和高溫回火溫度。表A.1常用材料的正火(退火)和高溫回火溫度序號(hào)鋼種Ac?/℃Acm/℃M,/℃正火或退火溫度/℃高溫回火溫度/℃單獨(dú)生產(chǎn)配爐考慮去氫考慮性能14802450344045678920Cr40Cr41020Mn240043520CrMo40030CrMo34CrMo35CrMo42CrMo50CrMo34CrMol9序號(hào)鋼種Ac?/℃Acm/℃M,/℃單獨(dú)生產(chǎn)配爐考慮去氫考慮性能序號(hào)鋼種Ac?/℃Acm/℃M,/℃正火或退火溫度/℃高溫回火溫度/℃單獨(dú)生產(chǎn)配爐考慮去氫考慮性能880～900880～940630～66020Cr2Ni4890～910880～920630～660630～650S15Cr2Ni2880～900880～940630～660S17Cr2Ni2Mo880～900880～940630～660S30Cr2Ni2Mo850～870850～880630～66034CrNilMo850～870840～880630～66034CrNi2Mo850～870840～900630～66034CrNi3Mo850～870840～880630～66040CrNi840～860830～870630～660670～690830～850820～860630～66040CrNiMo840～860830～870630～660670～70040CrNi2Mo840～860830～870630～660920～940900～950630～660650～700940～960640～66025Cr2NiMoV940～960630～66025CrNi3MoV