GB∕T 39191-2020 不銹鋼和耐熱鋼件熱處理

ICS25.200J36不銹鋼和耐熱鋼件熱處理2020-10-11發(fā)布2021-05-01實(shí)施國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T39191—2020 1 13術(shù)語和定義 14常用不銹鋼和耐熱鋼分類 2 3 9 8質(zhì)量控制與檢驗(yàn) 9安全與環(huán)境衛(wèi)生 Ⅲ本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由全國熱處理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC75)提出并歸口。王廣生。1GB/T39191—2020不銹鋼和耐熱鋼件熱處理2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(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GB/T7232金屬熱處理工藝術(shù)語GB/T9452熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法GB/T17358熱處理生產(chǎn)電耗計(jì)算和測定方法GB/T20878不銹鋼和耐熱鋼牌號及化學(xué)成分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/T30825熱處理溫度測量GB/T32529熱處理清洗廢液回收及排放技術(shù)要求GB/T32541熱處理質(zhì)量控制體系JB/T10457液態(tài)淬火冷卻設(shè)備技術(shù)條件3術(shù)語和定義GB/T7232、GB/T20878界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砟軌蛎黠@提高強(qiáng)度的鋼。3.2通過熱處理不能明顯提高強(qiáng)度的鋼。3.3為改變沉淀硬化型不銹鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)而進(jìn)行的固溶處理。3.4為提高鋼的耐腐蝕性能以及形狀或尺寸的穩(wěn)定性進(jìn)行的熱處理。24常用不銹鋼和耐熱鋼分類素體型、馬氏體型、奧氏體-鐵素體型和沉淀硬化型不銹鋼。常用不銹鋼和耐熱鋼分類及新舊牌號對照見表1,表1中鋼的化學(xué)成分符合GB/T20878的規(guī)定。分類組織類型新牌號舊牌號不可熱處理強(qiáng)化鋼奧氏體型06Cr19Ni10#0Cr18Ni9#12Cr18Ni9*1Cr18Ni9°2Cr18Ni907Cr19Ni11Ti1Cr18Ni11Ti06Cr18Nil1Ti“0Cr18Nil1Tia06Cr18Ni11Nb20Cr18Nil1Nb?20Cr15Mn15Ni2N2Cr15Mn15Ni2N022Cr19Nil000Cr19Ni1012Cr18Mn9Ni5N1Cr18Mn8Ni5N14Cr23Ni1820Cr13Mn9Ni42Cr13Mn9Ni445Cr14Ni14W2Mo#4Cr14Nil4W2Mo"24Cr18Ni8W2*2Cr18Ni8W2°06Cr17Ni12Mo2?0Cr17Ni12Mo2#022Cr17Nil2Mo200Cr17Nil4Mo2鐵素體型奧氏體-鐵素體型12Cr21Ni5Ti1Cr21Ni5Ti可熱處理強(qiáng)化鋼馬氏體型06Cr130Cr1320Cr13°2Crl330Cr1340Cr134Crl3Y25Cr13Ni2Y2Cr13Ni28Cr1714Cr17Ni2*1Cr17Ni2°32Cr13Mo3Cr13Mo3表1(續(xù))分類組織類型新牌號舊牌號可熱處理強(qiáng)化鋼馬氏體型95Cr189Cr1890Cr18MoV9Cr18MoV102Cr17Mo9Cr18Mo32Cr13Mo3Cr13Mo13Cr14Ni3W2VB1Cr14Ni3W2VB13Cr11Ni2W2MoV"40Cr10Si2Mo24Cr10Si2Mo"158Cr12MoV"1Cr12MoV"14Cr12Ni2WMoVNb1Cr12Ni2WMoVNb沉淀硬化型04Cr13Ni8Mo2Al022Cr12Ni9Cu2NbTi05Cr15Ni5Cu4Nb一05Cr17Ni4Cu4Nb"0Cr17Ni4Cu4Nb*07Cr17Ni7Al207Cr15Ni7Mo2Al"07Cr12Ni4Mn5Mo3Al0Cr12Ni4Mn5Mo3Al09Cr17Ni5Mo3N06Cr17Ni7AITi06Cr15Ni25Ti2MoAIVB0Cr15Ni25Ti2MoAlVB“耐熱鋼或可作耐熱鋼使用。5.2可熱處理強(qiáng)化鋼5.2.1.1要求消除加工應(yīng)力、降低硬度和提高塑性以及為了改善鋼的切削加工性能和獲得最佳組織的45.2.1.3對于重要用途的沉淀硬化不銹鋼工件應(yīng)進(jìn)行去氫處理以消除氫脆的影響。5.2.2.3要求得到良好的綜合力學(xué)性能和一定的耐腐蝕性能的工件，應(yīng)進(jìn)行淬火+高溫回火處理。十冷處理或冷變形十時(shí)效等調(diào)整熱處理。5.2.3.1當(dāng)不銹鋼或耐熱鋼件熱處理后其力學(xué)性能未滿足要求時(shí)，可進(jìn)行重復(fù)熱處理。但重復(fù)淬火或固溶處理次數(shù)應(yīng)不超過兩次。工件的補(bǔ)充回火不作為重復(fù)熱處理。5.3.1由可熱處理強(qiáng)化不銹鋼和耐熱鋼構(gòu)成的熔焊組合件，根據(jù)工件圖樣的要求，可進(jìn)行淬火+回火或去應(yīng)力退火。5.3.2由不可熱處理強(qiáng)化的不銹鋼和耐熱鋼構(gòu)成的熔焊組合件，要求改善焊縫區(qū)域組織和耐腐蝕性能5.3.3由可熱處理強(qiáng)化與不可強(qiáng)化的不銹鋼和耐熱鋼構(gòu)成的熔焊組合件，當(dāng)要求以耐腐蝕性能為主時(shí)，應(yīng)進(jìn)行固溶處理十低溫回火；當(dāng)要求以力學(xué)性能為主時(shí)，應(yīng)進(jìn)行淬火+低溫回火或中溫回火處理。5.4.1常用不銹鋼和耐熱鋼熱處理工藝方法見表2。5.4.4常用沉淀硬化不銹鋼件熱處理工藝與性能見表5。常用不銹鋼熱處理工藝奧氏體型不銹鋼及耐熱鋼穩(wěn)定化退火、去應(yīng)力退火、固溶處理奧氏體-鐵素體型不銹鋼去應(yīng)力退火、固溶處理馬氏體型不銹鋼及耐熱鋼完全退火、不完全退火、去應(yīng)力退火、淬火、回火、冷處理沉淀硬化型不銹鋼去應(yīng)力退火、固溶處理、冷處理、時(shí)效5序號組織類型鋼號不完全退火正火去應(yīng)力退火或高溫回火加熱溫度/℃冷卻方式硬度/HBW加熱溫度/℃冷卻方式硬度/HBW加熱溫度/℃冷卻方式硬度/HBW1鐵素體型空冷或緩冷2馬氏體型06Cr13800～900緩冷3730~780空冷850～900420Cr13870～900爐冷空冷530Cr13640Cr137Y25Cr13Ni2840～860爐冷206～2858913Crl1Ni2W2MoV900～1010空冷14Cr12Ni2WMoVNb°空冷13Cr14Ni3W2VB930～950空冷95Cr18880～920爐冷90Cr18MoV880～920爐冷——40Cr10Si2Mo等溫退火：1000℃~1040℃,保溫1h,隨爐冷卻至750℃,保溫3h～4h,空冷820～920緩冷或約快冷32Cr13Mo870～900爐冷空冷158Cr12MoV840～880爐冷206～25468Cr17820～920緩冷85Cr17820～920緩冷800～920緩冷去應(yīng)力退火的加熱溫度可以適當(dāng)降低。b爐冷至600℃以下空冷。允許不經(jīng)正火只進(jìn)行回火。d正火并回火。6序號組織類型鋼號加熱冷卻方式MPa溫度/℃冷卻方式硬度/HBW溫度/℃冷卻方式1馬氏體型1000~油冷或空冷780～980580～650油冷或水冷254～302580～650油冷或水冷880～1080560～620285～341560～620980～1180550～580254～362550～5801080～1270520～560341～388520～560>1270空冷<300空冷220Cr13980~油冷或空冷690～880640～690油冷或空冷229~269650~690油或空冷880～1080560～640254～285600～650980～1180540～590285～341570～6001080～1270520～560341～388540～5701180～1370500～540388～445510～540>1370<350空冷<350330Cr13980~油冷或空冷880～1080580～620油冷或水冷254～285620～680油冷或水冷980～1180560～610285~341580～6101080～1270550～600341～388550～6001180～1370540～590388～445520～5701270～1470530～570445～514500～530>1470空冷<350空冷440Cr131000~油冷或空冷980～1180590～640油冷或水冷285～341600～650油冷空冷570～620341～388570～6101180～1370550～600388～445530～5801270～1470540～580——1370～1570300～357445～514300～370空冷>1570<350空冷<3505Y25Cr13Ni2油冷或空冷880～1080580～680油冷或水冷269～302580～680油冷或水冷980～1180540～630285～362540～6301080～1270520～580302～388520～5801180～1370500~540362～445500～540900～9301370～1570空冷44HRC<300空冷7表4(續(xù))序號組織類型鋼號淬火或固溶處理按強(qiáng)度選擇的回火或時(shí)效按硬度選擇的回火或時(shí)效加熱溫度/℃冷卻方式抗拉強(qiáng)度/MPa回火或時(shí)效溫度“/℃冷卻方式硬度/HBW回火或時(shí)效溫度a/℃冷卻6馬氏體型950~1040油冷油冷或水冷油或空冷880～1080980~1180480~-5401.080~1270480～547空冷空冷713Crl1Ni2W2MoV990～1010油冷或空冷空冷空冷880～108084Crl2Ni2WMoVN1油冷或空冷空冷空冷880～1080913Cr14Ni3W2VB油冷或空冷空冷空冷95Cr18b油冷空冷90Cr18Moyb油冷空冷4Cr10Si2Mo油冷或空冷空冷奧氏體型06Cr19Ni10空冷或水冷水冷空冷或水冷空冷或水冷20Cr13Mn9Ni4空冷或水冷45Cr14Ni14W2Mo水冷620～-680空冷810～83024Cr18Ni8W2水冷空冷810～83006Cr18Nil1Ti920～115006Cr18NillNb980~115012Cr18Mn8Ni5N空冷或水冷14Cr23Ni18空冷或水冷8表4(續(xù))序號組織類型鋼號淬火或固溶處理按強(qiáng)度選擇的回火或時(shí)效按硬度選擇的回火或時(shí)效加熱溫度/℃冷卻方式抗拉強(qiáng)度/MPa回火或時(shí)效溫度3/℃冷卻方式硬度/HBW回火或時(shí)效溫度3/℃冷卻方式奧氏體-鐵素體型12Cr21Ni5T950～1050空冷或水冷在保證強(qiáng)度和硬度的前提下，回火溫度可適當(dāng)調(diào)整。h當(dāng)采用上限淬火溫度時(shí)，可進(jìn)行冷處理，并低溫回火。表5常用沉淀硬化型不銹鋼及耐熱鋼熱處理工藝及性能序號鋼號固溶熱處理按強(qiáng)度選擇按硬度選擇抗拉強(qiáng)度/MPa回火或時(shí)效硬度/HBW回火或時(shí)效105Cr17Ni4Cu4Nb°1030℃~1050℃,空冷或水冷580℃~620℃,空冷30~35HRC600℃~620℃,空冷550℃~580℃,空冷35～40HRC550℃~580℃,空冷>1080500℃~550℃,空冷38～43HRC500℃~550℃,空冷>1180480℃~500℃,空冷41～45HRC460℃~500℃,空冷207Cr17Ni7Al1050℃~1070℃,空冷或水冷一1050℃~1070℃,空冷或水冷+760℃×1.5h,空冷+565℃×1.5h,空冷>11401050℃~1070℃,空冷或水冷+950℃×10min,空冷十冷處理(—70℃×8h),恢復(fù)至室溫后再加熱510℃×(30min~60min),空冷>12509GB/T39191—2020表5(續(xù))序號鋼號固溶熱處理按強(qiáng)度選擇按硬度選擇抗拉強(qiáng)度/MPa回火或時(shí)效硬度/HBW回火或時(shí)效307Cr15Ni7Mo2Al1050℃~1070℃,空冷或水冷1050℃~1070℃,空冷或水冷+760℃×1.5h,空冷+565℃×1.5h,空冷1050℃~1070℃,空冷或水冷+950℃×10min,空冷十冷處理(—70℃×8h),恢復(fù)至室溫后再加熱510℃×(0.5h~1h),空冷如工件需冷變形時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高固溶溫度，進(jìn)行調(diào)整熱處理，然后再進(jìn)行回火處理。經(jīng)1050℃~1070℃加熱后可進(jìn)行冷變形。6.1.1不銹鋼和耐熱鋼工件可以用空氣電阻爐、保護(hù)氣氛爐、真空爐等加熱。對于成品工件、薄壁工件、螺栓等，應(yīng)在保護(hù)氣氛爐或真空爐中加熱。沉淀硬化型不銹鋼成品件淬火(固溶)處理應(yīng)使用真空爐。6.1.2加熱爐有效加熱區(qū)溫度應(yīng)按GB/T9452的方法進(jìn)行測定。淬火和回火用加熱爐應(yīng)不低于Ⅲ類爐，沉淀硬化型不銹鋼和耐熱鋼時(shí)效處理用加熱爐應(yīng)不低于Ⅱ類爐。溫度均勻性檢驗(yàn)周期應(yīng)符合GB/T30825和GB/T32541中的有關(guān)規(guī)定。6.1.3加熱爐溫度監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)符合GB/T3254報(bào)警的溫度儀表。6.1.4加熱爐的儀表類型及系統(tǒng)準(zhǔn)確度要求和校驗(yàn)周期應(yīng)符合GB/T32541中的有關(guān)規(guī)定。6.1.5保護(hù)氣氛加熱爐中的氣氛應(yīng)能調(diào)節(jié)和控制。保護(hù)氣氛進(jìn)入加熱爐時(shí)，不應(yīng)直接沖刷工件及對工件產(chǎn)生不良影響。當(dāng)溫度低于770℃時(shí)，可以使用氮?dú)庾鳛楸?.1.6真空爐的壓升率在真空度高于0.13Pa的狀態(tài)下，應(yīng)小于1.33Pa/h;爐內(nèi)真空度和氣氛應(yīng)能根據(jù)熱處理工藝的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。6.2冷卻設(shè)備6.2.1冷卻設(shè)備應(yīng)符合JB/T10457的規(guī)定。6.2.2冷卻裝置的容積應(yīng)保證在連續(xù)生產(chǎn)條件下具有足夠的冷卻能力。6.2.3冷卻裝置應(yīng)配備冷卻循環(huán)系統(tǒng)以及攪拌裝置(禁止用壓縮空氣攪拌),必要時(shí)應(yīng)配備加熱裝置。6.2.4冷卻裝置內(nèi)應(yīng)安裝測溫儀表，其分辨率不大于5GB/T39191—20206.2.5冷卻裝置內(nèi)的油溫應(yīng)控制在20℃~80℃,水溫應(yīng)保持在10℃~40℃。7工藝過程7.1.1熱處理前應(yīng)檢查零件材料，確認(rèn)技術(shù)要求和熱處理工藝并選擇合理的熱處理設(shè)備及工藝材料，其過程應(yīng)符合GB/T32541的要求。7.1.2真空熱處理綁扎零件的鐵絲應(yīng)去掉鍍鋅層。7.1.3真空淬火油首次加入或每次補(bǔ)充添加新油后應(yīng)進(jìn)行脫氣。7.2.1清洗和清理不應(yīng)對工件產(chǎn)生有害影響。7.2.4不銹鋼和耐熱鋼工件尤其是熔焊組合件，熱處理后不宜采用酸洗的方法清洗，可根據(jù)工件要求和表面狀況采用水溶性清洗劑或碳?xì)淝逑磩┻M(jìn)行清洗，廢液回收或排放應(yīng)符合GB/T32529的規(guī)定。7.2.5用噴砂或噴丸的方法進(jìn)行清理。7.3裝爐7.3.2對熱處理過程中容易產(chǎn)生變形的工件應(yīng)采用專用夾具。7.3.4回火時(shí)裝爐溫度不應(yīng)超過規(guī)定的回火溫度。7.4.1對形狀復(fù)雜或截面有急劇變化以及有效厚度較大的工件應(yīng)控制升溫速率，必要時(shí)進(jìn)行預(yù)熱，以a)一段預(yù)熱：800℃~850℃;b)兩段預(yù)熱：500℃~650℃和800℃~850℃。7.4.2工件加熱應(yīng)有足夠的保溫時(shí)間，保溫起始時(shí)間是從工作區(qū)最后一支記錄熱電偶達(dá)到設(shè)定溫度下限開始計(jì)算。a)在單層散放情況下保溫時(shí)間按工件的有效厚度或條件厚度計(jì)算，見表6;而有效厚度或條件厚b)密集堆放時(shí)保溫時(shí)間應(yīng)根據(jù)工件最大堆積有效厚度或條件厚度計(jì)算，當(dāng)裝爐量對熱傳導(dǎo)有較c)對保溫時(shí)間有特殊要求的工件按圖紙技術(shù)要求執(zhí)行。GB/T39191—2020表6保溫時(shí)間加熱設(shè)備保溫時(shí)間/min正火、淬火或固溶處理不完全退火、去應(yīng)力退火或高溫回火鈑材、焊接件棒材、鍛件鈑材、焊接件、棒材、鍛件空氣電爐(保護(hù)氣氛爐)(5～10)min十(10～30)min十>300℃,(60～80)min+(1～3)min/mm×δ≤750℃,120min～180min真空爐≤750℃,(10～15)min+(3～4)min/mm×δ(60～80)min+(3～4)min/mm×δ>750℃,(10～15)min