冷鐓鋼熱軋盤條 編制說明

1工作概況1.1任務來源國標委發(fā)[2023]63號“國家標準化管理委員會關于下達2023年第四批推薦性國家標準計劃及相關標準外文版計劃的通知”，《冷鐓鋼熱軋盤條》由江蘇永鋼集團有限公司、冶金工業(yè)信息標準研究院等單位起草，計劃編號為20232284-T-605。冷鐓鋼是用于制造緊固件的基礎鋼鐵材料。緊固件的使用已有兩千多年的歷史，種類高達50多萬種。緊固件是廣泛應用于機械、建筑、交通、能源、兵器、航空、航天等領域的極其重要的基礎零部件。據(jù)緊固件行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2021年緊固件產量達940萬噸，冷鐓鋼總產量約為1050萬噸；2022年緊固件產量達930萬噸；用于制造緊固件的冷鐓鋼線材消費量約1000萬噸；其中，用于生產8.8級及以上高強度緊固件的線材比例約為60%以上。2023年緊固件產量達1050萬噸，全國冷鐓鋼線材生產量約1200萬噸。中國海關數(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）?，F(xiàn)行冷鐓鋼國家標準GB/T28906-2012《冷鐓鋼熱軋盤條》、GB/T29087-2012《非調質冷鐓鋼熱軋盤條》兩個標準已實施12年，隨著我國鋼鐵行業(yè)工藝水平和技術水平不斷提升，標準應具有一定的靈活性和適應性，以便及時更新和優(yōu)化。現(xiàn)標準中部分技術指標已落后淘汰；覆蓋范圍不足，部分鋼種沒有納入標準；引用標準更新出現(xiàn)不適應，部分鋼種已合并。為進一步規(guī)范冷鐓鋼盤條的各項技術指標要求，滿足市場需求，促進冷鐓鋼產品高質量發(fā)展，對冷鐓鋼盤條國家標準啟動修訂。為貫徹落實國家戰(zhàn)略發(fā)展與規(guī)劃，加快推進新工藝新技術的應用，促進科技成果向標準轉化，根據(jù)國標委關于開展2021年國家標準體系優(yōu)化試點工作的要求，將GB/T28906-2012《冷鐓鋼熱軋盤條》與GB/T29087-2012《非調質冷鐓鋼熱軋盤條》進行合并，推動實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)標準化由數(shù)量規(guī)模型向質量效益型轉變。修訂冷鐓鋼熱軋盤條標準，對冷鐓鋼用熱軋盤條標準進行升級，有針對性的滿足緊固件對原材料的使用需求、規(guī)范國家緊固產品的技術質量要求。1.2標準編制的主要工作過程1）2024年×月，進行標準數(shù)據(jù)收集、國內外相關標準的對比分析；根據(jù)標準分析情況以及調研情況，形成標準（修訂稿）和修訂編制說明。2）2021年×月，完成標準征求意見稿，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。1.3標準編制單位由江蘇永鋼集團有限公司、冶金工業(yè)信息標準研究院負責《冷鐓鋼熱軋盤條》國家標準的修訂起草工作，主要參加單位有：……、……等。2標準的制定原則“科學、合理、先進、適用”是國家標準制修訂的大原則，在此基礎上，具有本標準特色的具體原則如下：1)滿足顧客要求的原則。以國內主要生產企業(yè)的企業(yè)標準、供貨技術條件和團體標準為基礎，結合國內鋼鐵企業(yè)的發(fā)展、生產流程優(yōu)化及工藝技術裝備進步情況以及緊固件行業(yè)的需要，參考國內外相關的標準，在GB/T28906-2012、GB/T29087-2012的基礎上制定成本行業(yè)標準。主要參考的國內外標準有：（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：調質型鋼的交貨技術條件）（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）標準體系一致的原則。本標準在與國際標準ISO4954-2021《冷鐓和冷擠壓鋼》體系關鍵指標協(xié)調一致的基礎上，進行具有我國汽車緊固件用冷鐓盤條的標準創(chuàng)新；3）引用基礎標準的原則。在本標準的適用范圍內，盡量引用國家基礎標準，發(fā)揮基礎標準的功能。標準的編寫內容、格式應符合GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》標準的統(tǒng)一規(guī)定和要求。4）符合國情的原則。按國內生產和驗收的判定級別或合格與否的規(guī)定。3主要技術內容說明本標準以國家標準GB/T28906-2012冷鐓鋼熱軋盤條、GB/T29087-2012非調質冷鐓鋼熱軋盤條為基礎標準，以及與GB/T6478-2015相比主要變化的條款及內容進行說明，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)國內冷鐓鋼熱軋盤條生產實際情況，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、最小卷重比例進行了規(guī)定。3.3牌號和化學成分本標準與GB/T28906-2012冷鐓鋼熱軋盤條、GB/T29087-2012非調質冷鐓鋼熱軋盤條、GB/T6478-2015冷鐓及冷擠壓用鋼中四類冷鐓鋼的牌號和化學成分不同之處對比如下（以下說的序號為本標準中的序號）：3.3.1非熱處理型盤條（對應GB/T6478-2015、GB/T28906-2012的表1）由于雜質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調質型盤條（對應GB/T6478-2015、GB/T28906-2012的表3）a）以GB/T6478-2015的表3為基礎，S含量上限從0.025%降至0.020%。b）增加10個牌號：增加了ML38，對應JIS3507-2010的SWRCH38K；增加了ML50，對應JISG3507-2010的SWRCH50K；增加了ML40Mn2，對應GB/T3077-2015的40Mn2；增加了ML45Mn2，對應GB/T3077-2015的45Mn2；增加了ML30CrMnSi，對應GB/T3077-2015的30CrMnSi；增加了ML15CrMo，對應JISG4053-2008的SCM415；增加了ML42CrMo，對應JISG4053-2018的SCM440；增加了中國汽車工程學會團體標準CSAE99-2019《汽車緊固件用耐熱鋼技術條件》的三個耐熱型鋼材牌號：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的質量分數(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含硼調質型盤條（對應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個牌號：增加ML23B，對應ASTMA29-20中的10B23；增加ML28B，對應ISO4954:2018中的28B2；增加ML33B，對應ASTMA29-20中的10B33；增加ML38B，對應ASTMA29-20中的10B38；增加ML45B，對應ASTMA29-20中的10B45；增加ML20CrB，對應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的質量分數(shù)不大于0.10%。d）增加可以為了提高淬透性以及力學性能，添加一定Cr元素的要求。e）增加了如果淬透性和力學性能滿足要求，硼含量下限放寬要求。f）增加了Ti/N比的建議要求。3.3.4非調質型盤條（對應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）修訂化學成分含量。d）修訂力學性能范圍。3.3.5殘余鉬的要求結合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力學性能綜合根據(jù)相關廠家提供的力學實際數(shù)據(jù)以及相關標準情況，再次在標準審定稿對GB/T6478中缺失的部分牌號性能進行補齊，具體如下：參考ISO4954-2021以及相關廠家實績，對表6中鋼材的力學性能進行調整，并增加ML06Al、ML10、ML12、ML12Al等相關鋼種的力學性能要求。參考ISO4954-2021對表7的部分鋼種的力學性能進行補齊。（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企業(yè)均僅進行1/2冷鐓，且下游客戶也多采用1/2冷鐓進行入廠驗收，因此本標準的冷鐓要求與原標準保持一致，不做改動。3.6脫碳層執(zhí)行GB/T6478-2015要求。3.7晶粒度參考相關標準，對非熱處理型、表面硬化型、調質型（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。非調質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（J9≥28HRC）差異較大，經(jīng)過確認GB/T6478-2001標準中ML35Mn(對應2018版標準的ML35)淬透性指標J9≤28HRC，與本標準以及ISO4954-2018一致，綜合上述信息可以認定GB/T6478-2015標準中ML35性能應該為筆誤造成。此外，參考ISO4954-2018以及相關鋼廠實際性能指標，對原標準中的淬末端淬透性要求進行調整完善。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表面硬化型和調質型（包括含硼鋼）的末端淬透性a3579 ———————————— 表中未列牌號，供方報實測值，并在質量證明3.11表面質量盤條表面允許有深度不超公差之半的個別劃痕和麻點，以及深度不超0.10mm的個別發(fā)3.12氧化鐵皮根據(jù)供需雙方協(xié)商，可檢驗氧化皮重量，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）熱處理試樣的力學性能⑵增加附錄C將氧化皮作為特殊質量要求。⑶對附錄B中牌號對照表的標準號及牌號進行了更新。4主要驗證情況⑴對比ISO4954:2021、GB/T6478-2015《冷鐓和冷擠壓用鋼》，GB/T28906-2012調質型牌號及化學成分已不一致。⑵對比ASTMA510/A510M-18《碳素鋼盤條和粗拔圓鋼絲一般要求》，相關行業(yè)習慣使用該類含硼鋼系列。⑶對比GB/T3077-2015《合金結構鋼》、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，相關行業(yè)習慣使用該類合金鋼。⑷對比GB/T5953.1-2009《冷鐓鋼絲第一部分：熱處理型冷鐓鋼絲》，標準中包含ML30CrMnSi、ML42CrMo等鋼種，也是考慮到相關行業(yè)習慣使用該類合金鋼，對鋼的牌號及化學成分（熔煉分析）要求應符合合同注明的相關標準，目前只能使用GB/T3077-2015《合金結構鋼》。⑸代表性鋼種ML45Mn2驗證本標準是永鋼集團有限公司執(zhí)行企業(yè)標準的基礎上，結合我國冷鐓鋼盤條的生產和使用經(jīng)驗而制定完成的。工作組通過ML45Mn2冷鐓鋼盤條生產在線檢測、出廠檢驗、用戶的入廠檢驗和使用經(jīng)驗，對ML45Mn2冷鐓鋼盤條的主要性能指標進行了驗證。對于ML45Mn2冷鐓鋼，客戶需要調質熱處理工藝后取樣分析，力學性能應符合表12的規(guī)定。表12ML45Mn2熱處理后力學性能要求性能等級抗拉強度Rm屈服Rp0.2斷面收縮率Z延伸率A-40℃KU2≥1000試驗結果驗證見表13、14。取熱軋態(tài)盤條，進行850℃淬火，保溫時間為30min，油冷；當回火溫度500~550℃時，強度滿足12.9級(Rm≥1220MPa，Rp0.2≥1100MPa)高性能螺栓的要求；當回火溫度550~600℃時，強度滿足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，韌脆轉變溫度(FATT)為-40℃以下。表13ML45Mn2熱處理后拉伸性能測定結果鋼種回火溫度(℃)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(℃)實驗溫度(℃)沖