《工程機械用高強度耐磨鋼板》國家標準編制說明

1、工程機械用高強度耐磨鋼板國家標準編制說明標準編制組一、任務來源根據全國鋼標準化技術委員會 200801號“關于下達全國鋼標委2008年第一批國家標準制修訂項目計劃的通知”,由濟鋼集團有限公司和冶金信息標準研究院共同起草制定工程機械用高強度耐磨鋼板國家標準,項目編號為“20077255-T-65”。標準編制工作計劃濟鋼于2008年初結合產品開發(fā)進行了起草標準的數據收集、情況調研、問題分析等準備工作,至年底前,形成國家標準(草案。2008年5月份:發(fā)出了標準征求意見稿-征求上級標準主管部門、生產和顧客行業(yè)代表企業(yè)及研究院所意見,根據反饋意見的匯總處理結果,確定征求意見(二稿或(討論稿。2008年8

2、月份:針對國家標準征求意見(二稿的反饋意見,進行必要的修改工作,形成國內外同類產品標準水平對比分析和意見匯總處理表,必要的數據分析等。2008年910月份:召開標準討論會議。2008年四季度:根據預審會意見,修改、形成國家標準審定稿,并協調召開標準審定會議。根據審定會議意見,完成GBXXXX-200×工程機械用高強度耐磨鋼板國家標準報批稿。二、制定標準的目的耐磨鋼板廣泛應用于工作條件特別惡劣,要求高強度,高耐磨性能的工程、采礦、建筑、農業(yè)、水泥生產、港口、電力以及冶金等機械產品上。如推土機,裝載機,挖掘機,自卸車及各種礦山機械、抓斗、堆取料機、輸料彎曲結構等。多年來一直困擾著工業(yè)界人

3、士的一個重大問題就是磨損,尤其是接觸巖石、礦料等受磨擦、撞擊、沖刷的結構。據統(tǒng)計,工業(yè)發(fā)達的國家,機械裝備及其零件的磨損所造成的經濟損失占國民經濟總產值4%左右。因此,解決磨損和延長機械設備及其部件的使用壽命成為工業(yè)界人士在設計、制造和使用各種機械設備所需要考慮的首要問題。從國民經濟的角度考慮,研制工程機械用高強度耐磨鋼是非常必要的,在國外已有企業(yè)進行生產高強度耐磨鋼并應用,如日本住友公司、JFE、瑞典SSAB和SWEBOR,德國蒂森克盧伯,MITTAL等已生產出耐磨壽命比普通鋼高出4倍左右的耐磨鋼材。國內多數使用NM360400,國際上NM400550,年消耗在3060萬噸。根據國內外高強度

4、耐磨鋼發(fā)展情況看,高強度耐磨鋼標準應成為一個較為完整的通用化、系列化的標準體系。從我國目前現有的高強度耐磨鋼技術現狀來看,全部為產品技術協議,而且數量太少。雖然在部分企業(yè)形成了系列化并且正朝著通用化的方向發(fā)展,但從整個高強度耐磨鋼體系來看還很不完善,特別缺少通用標準。由于管理體制和運行機制等方面的原因,企業(yè)材料研制工作與標準化工作脫節(jié),造成納標滯后。這對于高強度耐磨鋼規(guī)范生產、推廣使用極為不利。因為設計者認為沒上標準的材料,是不成熟的,選材就有一定風險,一般不會選用,這嚴重影響了新材料的推廣使用。高強度耐磨鋼標準應形成一個具有我國特色的統(tǒng)一體系,對今后高強度耐磨鋼標準的完善,推動高強度耐磨鋼的

5、研制、應用會起到關鍵作用。因此按照國家推薦標準體系編制的要求,編制一個既能充分反映我國高強度耐磨鋼發(fā)展水平和需求,又先進科學、實用合理的標準體系,為今后高強度耐磨鋼標準修訂完善奠定的良好基礎,將有利于高強度耐磨鋼規(guī)范生產及推廣使用。三、制訂標準的主要技術依據耐磨鋼標準的制訂工作啟動于2007年8月,首先根據市場需求和市場調研,在搜集國內外資料的基礎上,確定低合金高強度耐磨鋼為本標準的技術路線,從科學、實用、節(jié)約成本、資源的角度出發(fā),低合金高強耐磨是必然趨勢。濟鋼開發(fā)了JAR360FJAR500F出口耐磨鋼,出口Bis52J/53J,Bis21J,國內市場JGNM360JGNM500,B24S等

6、;搜集的資料主要有:日本、德國、瑞典、美國、澳大利亞等國的先進企業(yè)標準,重點參考了德國、瑞典、日本的耐磨鋼的技術條件,結合我國技術情況,并以此為依據,促進國內的耐磨鋼生產企業(yè)的盡快成熟。目前,國內外尚未有發(fā)表的國家標準,因此制訂本標準的意義十分重大。傳統(tǒng)的耐磨鋼一般是指在沖擊載荷下發(fā)生沖擊硬化的高錳鋼,主要目的是在使用過程中可以受沖擊應力作用以后有很強的硬化能力,但對沖擊載荷不大的工況,由于不能充分得到加工硬化,其硬度和耐磨無法提高。制訂本標準的主要貢獻是突破傳統(tǒng)的高錳鋼概念,研制適應機械行業(yè)各種作業(yè)條件下的耐磨損抗沖擊的低合金高強度金屬材料,規(guī)范行業(yè)生產,促進國內產品質量水平的提高,為機械行

7、業(yè)提供資源節(jié)約型材料,減少機器及設備的重量和相應的成本。四、標準的主要技術內容1標準名稱的確定:根據本標準的用途及化學成分的設計原則,標準名稱定為:工程機械用高強度耐磨鋼板。2 適用范圍本標準鋼板適用于礦山、建筑以及農業(yè)等工程機械用耐磨損結構部件。本標準適用于厚度6mm80mm的鋼板。3 訂貨內容本標準規(guī)定了訂貨內容,明確用戶須提供的信息,以保證訂貨準確性和產品滿足顧客的個性化要求并通過ERP系統(tǒng)去實現。 因此,訂貨時,需方應提供下列信息:a標準號;b牌號;c規(guī)格;d尺寸、外形精度要求;e重量;f交貨狀態(tài);g用途;h特殊要求。本標準中的牌號分為NM300、NM360、NM400、NM450 、

8、NM500 、NM550和NM600六個級別,能夠適應用戶的需求。4 牌號表示方法已有的企業(yè)高強度耐磨鋼產品技術條件中,其產品牌號命名不規(guī)范。參考國外企業(yè)標準情況并結合我國實際,針對我國高強度耐磨鋼牌號多為引進牌號,目前使用比較混亂的問題,應該采用我國牌號的命名方法,加以統(tǒng)一,推廣使用通用標準中的牌號,促進我國高強度耐磨鋼的規(guī)范發(fā)展,實現高強度耐磨鋼標準通用化、系列化。根據耐磨鋼的產品特點和用戶在選材方面的貫例,耐磨鋼牌號采用漢語拼音和布氏硬度(HB數值的組合方式。如:NM450,NM為“耐磨”漢語拼音的首位字母,“450”為布氏硬度值。5 尺寸、外形、重量及允許偏差鋼板的尺寸、外形、重量及允

9、許偏差符合GB/T709-2006的規(guī)定,該標準的四類厚度偏差類別可供用戶選擇。為增加標準的靈活性,最大限度滿足用戶要求,體現標準的最大自由度原則,本標準規(guī)定經供需雙方協議,可供應其他尺寸、外形偏差的鋼板。6 冶煉方法本標準將冶煉方法規(guī)定為轉爐或電爐冶煉,并進行LF爐外精煉和VD或RH 脫氣處理。主要目的是可根據用戶的具體需求來確定是否采用先進的生產方式達到用戶滿意的產品。7 交貨狀態(tài)該產品特點決定了產品的交貨狀態(tài),要想達到理想的綜合性能,合理的交貨狀態(tài)是至關重要的,耐磨鋼可以通過科學的調質工藝,獲得良好的強韌組合性能,也可提高鋼的硬度值,達到耐磨的目的。本標準根據耐磨鋼板等級的設計規(guī)定了熱軋

10、、控軋、淬火+回火等交貨狀態(tài)。8 化學成分用于工程機械傳統(tǒng)的耐磨鋼一般為高錳鋼,雖然高錳鋼具有加工硬化性,但在其使用過程中受沖擊應力作用以后有很強的硬化能力,所以只能在大的沖擊載荷下發(fā)揮其作用,而對于沖擊載荷不大的工況而言其硬度的耐磨性無法提高,而且高錳鋼加工硬化后,其屈服強度并不高,在較大力的作用下,工件有時也會產生開裂,難以達到預期的使用壽命。因此與高錳鋼相比,近年來,低合金耐磨鋼用于制作中小型機械材料,也同樣在工程機械領域應用,延伸并擴大了高錳鋼的使用范圍,已被機械行業(yè)認可,并成為趨勢。(1 C含量:本標準化學成分設計的關鍵在于產品的硬度是否能保證材料的耐磨性,而鋼的淬透性及硬度取決于含

11、碳量。本標準化學成分的設計特點同時充分考慮了硬度與耐磨和焊接、成型、沖擊韌性等因素,采用較低的碳含量,使鋼通過淬火后獲得較高的硬度的同時,鋼板具有足夠的塑性和韌性,以滿足工程機械的綜合力學性能。(2合金元素及含量:本標準合金元素除C、Mn、Si之外,還采用Cr、Mo、B、Ni等作為主要合金元素。確保材料具有良好的淬透性、淬硬性和綜合力學性能,主要目的是提高鋼的耐磨性。Ti的加入可起到細化晶粒的作用。本標準重點參考了日本、瑞典、德國等企業(yè)標準的成分設計。(3有害元素的控制本標準對有害元素P、S含量提出的嚴格的限定。除NM360級別以外,其它牌號限定在0.010%以內。表1 本標準規(guī)定的各牌號化學

12、成分化學成分(質量分數 /%C Si Mn P S Cr Ni Mo Ti Bt a Als CEV 牌號不大于 不小于 不大于0.0060.010 0.450.0060.010 0.480.0060.010 0.550.0060.010 0.600.0060.010 0.650.0060.010 0.720.0060.010 0.76a Bt表示全硼含量。9力學性能工程機械高強度耐磨鋼產品應具有高硬度、高韌性、高強度、低碳和低合金等內在特性,以保證“高耐磨、易加工、省材料、降成本”目標的實現。參照日本、瑞典等標準,標準中設計了NM300、NM360、NM400、NM450、NM500、NM5

13、50及NM600七個耐磨等級。便于用戶選材。在保證高硬度的同時,保持良好的沖擊韌性,以抵御外來沖擊載荷據資料報道 NM360 與普通鋼板相比，有不低于兩倍的耐磨性能，NM400 則不 低于 2.5 倍的耐磨性能；NM550 則不低于 4 倍的耐磨性能。 耐磨鋼把高強度、 高硬度、可焊接、易折彎這些特性融合在一起，具有優(yōu)異的力學性能和良好的耐 磨性，能適應不同工況的多種挖掘條件。本標準制訂的耐磨鋼是工程機械材料研 究的一大進步。 表2 厚度 牌 號 NM300 NM360 NM400 NM450 NM500 NM550 NM600 a 本標準規(guī)定的力學性能 a 抗拉強度 Rm 延伸率a A50

14、% 14 12 10 7 20沖擊功(縱 向 a Akv / J 24 24 24 24 布氏硬度 HBW 270330 330390 370430 420480 470 530 570 mm 680 680 680 680 670 670 660 MP a 1000 1100 1200 1250 抗拉強度、延伸率、沖擊功作為性能的特殊要求，如顧客未在合同注明，則只保證布氏 硬度。 10 11 表面質量 本標準中對表面質量的規(guī)定采用 GB/T 3274，具有操作性較強的特點。 檢驗規(guī)則 本標準規(guī)定檢驗項目的復驗和驗收規(guī)則應符合 GB/T 17505 的規(guī)定。 附件 1 表 1 本標準與國外牌號

15、性能對比 標準 牌 號 厚度 mm 抗拉強度 Rm MP a 延伸 率 A50 % 14 12 12 7 / / / 10 10 10 10 / / 沖擊功(縱向 溫度， 24 -20 -20 -20 / / / -20 -20 -20 -40 -40 -40 硬度 HBW AkV / J 270330 24 24 24 / / / 20 20 20 35 30 24 270330 340390 370430 420480 470 530 570 360430 430480 450520 425475 450540 520570 560640 425475 450540 1300 8100 1

16、650 12 8 50 25 400 500 NM300 NM360 NM400 本標準 NM450 NM500 NM550 NM600 SB40 SB45 SB50 瑞典 Hardox450 Hardox500 Hardox550 Hardox600 美國 mitta 德國迪林 根 dillidur 680 680 680 680 670 670 660 550 550 550 550 550 550 1030 550 550 1000 1100 1200 1250 / / / 1250 1500 1700 1400 / / 400F 500F 400V 500V 附件 2 表 2 本標準與

17、國外牌號成分對比 國家及標 準 牌號 C Si Mn Cr Mo Ni 不大于 本標準 NM300 NM360 NM400 NM450 NM500 NM550 NM600 瑞典 SB 40 SB 45 SB 50 0.23 0.25 0.30 0.35 0.38 0.38 0.38 0.23 0.26 0.30 0.23 0.29 0.35 0.48 0.20 0.25 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.50 0.50 0.50 0.70 0.70 0.70 0.70 0.55 0.55 1.60 1.60 1.60 1.70 1.70 1.70 1.9

18、0 1.30 1.30 1.30 1.60 1.60 1.60 1.00 1.60 1.60 0.70 0.80 1.00 1.10 1.20 1.20 1.50 0.40 0.60 0.80 1.00 1.00 1.50 1.20 .40/1.2 .40/1.2 0.40 0.50 0.50 0.55 0.65 0.70 0.70 0.35 0.35 0.35 0.25 0.60 0.80 0.80 / / 0.50 0.50 0.70 0.80 1.00 1.00 1.00 0.50 0.50 0.50 0.25 1.00 1.20 2.50 / 0.004 0.004 .005/.020

19、 .005/.020 0.030 0.030 0.030 0.030 / / 0.00050.006 0.00050.006 0.00050.006 0.00050.006 0.00050.006 0.00050.006 0.00050.006 0.005 0.005 0.005 0.004 0.004 0.004 0.050 0.050 0.050 0.050 0.050 0.050 0.050 0.050 0.050 0.050 / / / 0.025 0.025 0.025 0.025 0.020 0.020 0.020 0.030 0.030 0.030 0.025 0.025 0.015 0.015 0.015 0.010 0.010 0.010 0.010 0.010 0.015 0.015 0.015 0.010 0.010 0.010 Bt Ti P S Alt 不小 于 0.010 0.010 0.010 0.010 0.010 0.010