(高清版)GB∕T 37559-2019 大型鍛鋼件的正火與退火

ICS25.200Normalizingandannealingofheavysteelforgings國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會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)由全國熱處理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(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金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法GB/T231.1金屬材料布氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T6394金屬平均晶粒度測定方法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/T13298金屬顯微組織檢驗方法GB/T13324熱處理設(shè)備術(shù)語GB15735金屬熱處理生產(chǎn)過程安全、衛(wèi)生要求GB/T16923鋼件的正火與退火GB/T17358熱處理生產(chǎn)電耗計算和測定方法GB/T17394.1金屬材料里氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T19944熱處理生產(chǎn)燃料消耗計算和測定方法GB/T30824燃氣熱處理爐溫度均勻性測試方法GB/T30825—2014熱處理溫度測量GB/T32541—2016熱處理質(zhì)量控制體系JB/T5000.8重型機械通用技術(shù)條件第8部分：鍛件JB/T5000.15重型機械通用技術(shù)條件第15部分：鍛鋼件無損探傷3術(shù)語和定義GB/T7232、GB/T13324界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。均熱soaking工件在熱處理爐內(nèi)加熱達到保溫溫度開始，到工件表面溫度達到保溫溫度結(jié)束的過程。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抵熱處理車間，內(nèi)容包括但不限于表1要求。表1待處理工件資料序號主要內(nèi)容1材料數(shù)據(jù)待處理工件名稱、質(zhì)量(kg)、數(shù)量待處理工件的爐號確保每個工件爐號的唯一性待處理工件外形尺寸提供待處理工件的詳細外形尺寸，必要時應(yīng)附簡圖材料牌號若需兼顧力學(xué)性能，還應(yīng)提供實際化學(xué)成分硬度及其他力學(xué)性能無損檢測金相組織2前道加工制造方法鍛造注明冷鍛或熱鍛，必要時應(yīng)注明鍛造比焊接注明焊接部位，必要時應(yīng)附簡圖機械加工注明機械加工方法3熱處理狀態(tài)正火退火注明退火工藝類型淬火、回火用于返修件，注明原工藝表面處理表面處理工藝類型及表面處理部位4熱處理后校形冷?；驘嵝?，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熱處理后驗收要求4.3.1熱處理前應(yīng)明確工件在熱處理后應(yīng)達到的尺寸、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行檢驗，除上述要求外還應(yīng)明確取樣的位置、數(shù)量、加工方法、檢測項目及執(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氣氛爐或真空爐。5.1.2熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法應(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±15℃,其余應(yīng)滿足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)能實現(xiàn)升溫速度和冷卻速度的可調(diào)可控。5.2溫度測量與控制系統(tǒng)5.2.1熱處理爐儀表系統(tǒng)類型和技術(shù)要求應(yīng)不低于GB/T30825—2014中D類要求。5.2.2儀表精度和校驗周期應(yīng)滿足GB/T32541—2016中IV類設(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，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、噴霧等簡單的冷卻設(shè)備。冷卻設(shè)備應(yīng)盡可能使放置在強力流動空氣中的工件各方向冷卻均勻，其風(fēng)速和風(fēng)量應(yīng)滿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)及時進行高溫回火，工藝曲線如圖1所示。6.1.1.2對于以正火作為性能熱處理的工件，回火溫度及時間的設(shè)計要兼顧其力學(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，可等溫1h～2h;有效厚度為400mm～1000mm時碳鋼、低合金鋼可等溫2h～3h,高合金鋼可在此基礎(chǔ)上延長1h~2h;有效厚度超過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℃,等溫時間不短于低溫等溫時間。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)保持足夠長的時間，確保組織全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。保持時間應(yīng)包括均熱和奧氏體化保溫兩個過程。6.1.3.2均熱時間一般按奧氏體化保溫時間的一半來估算，必要時可在工件最厚截面處增設(shè)熱電偶，熱電偶溫度到達正火溫度后均溫過程結(jié)束。當(dāng)工件表面增加多支熱電偶時，應(yīng)在所有熱電偶溫度均達到正火溫度時均熱過程結(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來估算。6.1.4.1大型鍛鋼件的正火冷卻一般是在空氣中進行，對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應(yīng)對終冷溫度進行控制。終冷溫度應(yīng)確保奧氏體在冷卻過程充分轉(zhuǎn)變，但不宜過低以避免工件發(fā)生開裂和形成白點。6.1.4.3工件冷卻至終冷溫度后應(yīng)及時回火。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、工藝參數(shù)、效果以及應(yīng)用可見表2。退火加熱可參照6.1.2。分類工藝參數(shù)效果應(yīng)用不完全退火加熱溫度：亞共析鋼為Ac?~Ac?、過共析鋼為Ac?~Acm。保溫時間：確保工件完全奧氏體化。冷卻：空冷或爐冷細化晶粒、改善組織，降低硬度、消除工件內(nèi)應(yīng)力用于過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”處的溫度以及所對應(yīng)的珠光體轉(zhuǎn)變時間。冷卻：空氣中冷卻細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”處的溫度以及所對應(yīng)的珠光體轉(zhuǎn)變時間。冷卻：空氣中冷卻細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，減小淬火時畸變開裂傾向，淬火后可以得到較細的馬氏體片作為大型過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；對于具有明顯網(wǎng)狀碳化物的工件，應(yīng)先進行正火消除碳化物網(wǎng)，再進行球化退火均勻化退火加熱溫度：Ac?以上150℃~200℃;保溫時間：根據(jù)工件有效厚度以及材料牌號確定。冷卻：空冷或者爐冷使合金元素擴散均勻，減弱枝晶偏析可在鍛前加熱時適當(dāng)延長保溫時間，既可以達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程細化過度長大的晶粒5GB/T37559—2019表2(續(xù))分類工藝參數(shù)效果應(yīng)用去應(yīng)力退火加熱溫度：Ac?以下150℃~200℃。保溫時間：一般工件有效厚度為100mm時為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，防止畸變開裂用于去除由于經(jīng)過鍛造、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)，若使用燃氣爐時應(yīng)避免火焰直接對工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)進行試吊以確保操作時的安全性。設(shè)計時應(yīng)考慮起吊設(shè)備及工裝對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。6.3.3.3所有記錄應(yīng)留存以保證工件質(zhì)量問題的可追溯性。7熱處理質(zhì)量與檢驗熱處理結(jié)束后應(yīng)對工件的表面進行目視檢查，表面應(yīng)無裂紋及傷痕。必要時按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行滲透、磁粉或超聲波探傷檢驗。試方法和驗收要求。工件表面硬度檢驗應(yīng)根據(jù)規(guī)定分別按照GB/T231.1或GB/T17394.1要求進行。6GB/T37559—20197.1.4無損檢測需進行無損檢測的工件可按照JB/T5000.15執(zhí)行，若合同中另有規(guī)定的按合同要求執(zhí)行。行測試。其中拉伸試驗按照GB/T228.1要求執(zhí)行，沖擊試驗按照GB/T229要求執(zhí)行。合同中另有規(guī)定的按合同要求執(zhí)行。需要進行金相檢驗的工件，可按照GB/T13298、GB/T6394進行顯微組織檢驗和晶粒度評定。合同中另有規(guī)定的按合同要求執(zhí)行。7.2檢測設(shè)備與檢測人員7.2.1工件質(zhì)量檢測所采用的設(shè)備應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。7.2.2工件質(zhì)量檢測所采用的計量類設(shè)備應(yīng)有計量部門檢定合格的證書，并在有效期限內(nèi)。7.2.3工件所有檢測項目的檢測人員應(yīng)具有專業(yè)資格證書。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行該7.3.2.2重新熱處理后工件應(yīng)重新取樣進行力學(xué)性能檢驗。8校形8.1工件宜在正火冷卻過程中進行校形。8.2當(dāng)工件采用正火及回火作為性能熱處理時，若在回火后需校形，校形過程應(yīng)該在比最終回火溫度至少低55℃溫度內(nèi)進行。校形結(jié)束后，應(yīng)在比最終回火溫度低30℃~55℃的溫度下進行去應(yīng)力處理。8.3試樣的截取和性能的測試應(yīng)在校形后的去應(yīng)力過程結(jié)束后進行。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具報告單。報告單應(yīng)包括下列內(nèi)容：b)產(chǎn)品名稱或代號；c)工藝類型或工藝代號；d)工件的數(shù)量及質(zhì)量；e)操作者姓名或代號；f)品質(zhì)檢驗結(jié)果；h)品質(zhì)檢驗員姓名或代號；i)加工單位名稱；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鋼種Ac?/℃Acm/℃M,/℃正火或退火溫度/℃高溫回火溫度/℃單獨生產(chǎn)配爐考慮去氫考慮性能14802450344045678920Cr40Cr41020Mn240043520CrMo40030CrMo34CrMo35CrMo42CrMo50CrMo34CrMol9序號鋼種Ac?/℃Acm/℃M,/℃單獨生產(chǎn)配爐考慮去氫考慮性能序號鋼種Ac?/℃Acm/℃M,/℃正火或退火溫度/℃高溫回火溫度/℃單獨生產(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