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GB/T 42537-2023

基本信息

标准号: GB/T 42537-2023

中文名称:特大型锻钢件的热处理规范

标准类别:国家标准(GB)

英文名称:Specification of heat treatment for super-scale steel forgings

标准状态:现行

发布日期:2023-05-23

实施日期:2023-05-23

出版语种:简体中文

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相关标签: 锻钢 热处理 规范

标准分类号

标准ICS号:冶金>>钢铁产品>>77.140.85钢铁锻件

中标分类号:机械>>加工工艺>>J32锻压

关联标准

出版信息

出版社:中国标准出版社

页数:20页

标准价格:38.0

相关单位信息

起草人:蒋新亮、李波、王晓芳、孙嫘、秦江、陈先毅、冯敬、徐文金、张国利、张智峰、宋国旺、王新昌、郭峰、牛玉温、石如星

起草单位:二重(德阳)重型装备有限公司、中国第一重型机械股份公司、上海电气上重铸锻有限公司、太原重工股份有限公司、中信重工机械股份有限公司

归口单位:全国大型铸锻件标准化技术委员会(SAC/TC 506)

提出单位:中国机械工业联合会

发布部门:国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会

标准简介

本文件规定了采用250 t以上钢锭锻制的特大型锻钢件热处理的技术要求和工艺方法。本文件适用于钢锭重量大于或等于250 t,锻件材质以Ni2、Ni3、Ni4系列转子材料,Cr2、Cr3、Cr4系列支承辊材料,12Cr2Mo1、12Cr2Mo1V容器材料,20MnNiMo核电材料等为典型代表的能源、冶金、石油化工等行业重型装备用特大型锻钢件的热处理,特大型锻钢件常用材质的化学成分见附录A,其他材质特大型锻件参考本文件实施热处理。


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标准内容

ICS 77.140.85
CCSJ32
中华人民共和国国家标准
GB/T42537—2023
特大型锻钢件的热处理规范
Specification of heat treatment for super-scale steel forgings2023-05-23发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-05-23实施
规范性引用文件
术语和定义
基本要求
热处理设备
5.1加热设备
5.2冷却设备
相关工装辅具
6热处理工艺
热处理工艺内容
转子锻件
支承辊锻件
容器锻件
7热处理操作和过程控制
一般要求
7.2转子锻件
支承辊锻件
容器锻件
质量控制与检验
制造大纲
超声检测
8.3力学性能试验
8.4检测设备与操作人员要求
安全、卫生和环境保护要求
附录A(资料性)特大型锻钢件常用材质的化学成分附录B(资料性)
附录C(资料性)
附录D(资料性)
参考文献
转子锻件常用材质的热处理工艺参数特大型支承辊常用材质的热处理工艺参数容器锻件常用材质的热处理工艺参数GB/T42537—2023
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
GB/T42537—2023
第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国大型铸锻件标准化技术委员会(SAC/TC506)归口。本文件起草单位:二重(德阳)重型装备有限公司、中国第一重型机械股份公司、上海电气上重铸锻有限公司、太原重工股份有限公司、中信重工机械股份有限公司。本文件主要起草人:蒋新亮、李波、王晓芳、孙螺、秦江、陈先毅、冯敬、徐文金、张国利、张智峰、宋国旺、王新昌、郭峰、牛玉温、石如星。1范围
特大型锻钢件的热处理规范
GB/T42537—2023
本文件规定了采用250t以上钢锭锻制的特大型锻钢件热处理的技术要求和工艺方法本文件适用于钢锭重量大于或等于250t,锻件材质以Ni2、Ni3、Ni4系列转子材料,Cr2、Cr3、Cr4系列支承辊材料,12Cr2Mo1、12Cr2Mo1V容器材料,20MnNiMo核电材料等为典型代表的能源、冶金、石油化工等行业重型装备用特大型锻钢件的热处理,特大型锻钢件常用材质的化学成分见附录A,其他材质特大型锻件参考本文件实施热处理2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T7232
金属热处理工艺术语
GB/T13324
GB15735
热处理设备术语
金属热处理生产过程安全、卫生要求GB/T16924
GB/T27946
GB/T30822
GB/T32541
钢件的淬火与回火
热处理工作场所空气中有害物质的限值热处理环境保护技术要求
热处理质量控制体系
GB/T37559—2019大型锻钢件的正火与退火3术语和定义
GB/T7232GB/T13324和GB/T37559一2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件3.1
+super-scalesteelforgings
特大型锻钢件
单件采用250t以上钢锭锻制的钢质自由锻件。4基本要求
制造厂应有完善的质量保证体系,应具有生产过类似材料、相近尺寸的锻件的业绩或经过评审类似锻件的经验。
4.2热处理之前应对工艺方案进行评定。工艺方案包括工艺方法、吊装方法、使用的工艺装备及必要的辅具、必要的技术措施、安全措施及工艺参数等。工艺方案通常宜采用成熟的工艺参数,允许根据实际情况稍微调整
4.3为保证锻件质量的可控性,制造厂应具备特大型锻钢件的冶炼、锻造和热处理的能力1
GB/T42537—2023
5热处理设备
5.1加热设备
5.1.1制造厂应具有足够承载能力和尺寸的大型加热设备,并与产品等级需要相匹配。5.1.2特大型锻钢件用加热设备有效加热区的温度均匀性应不超过土15℃,其余应符合GB/T16924和GB/T32541的规定。
5.1.3加热设备应能实现升降温速度可调可控。5.1.4温度测量和控制系统应符合GB/T37559—2019中5.2的规定。5.2冷却设备
5.2.1制造厂应具有足够能力的大型淬火装置。适用的淬火冷却方式包括浸液、喷淋、喷雾、鼓风等。5.2.2为减小特大型锻钢件火热应力和提高性能均匀性,冷却装置应保证锻件在冷却过程中各位置得到尽量均匀的冷却效果,可采用旋转装置、水流搅拌装置、导流装置等辅助装置。5.3相关工装辅具
5.3.1为满足特大型锻钢件的加热和淬火,制造厂应具有足够承载能力的起吊装置,如行车、旋转装置、吊具等工装辅具
5.3.2为保证热处理过程的操作安全性,特大型锻钢件在加热过程中宜采用坐式或卧式支撑,不宜采用悬挂式。
6热处理工艺
热处理工艺内容
热处理工艺应包括以下内容:
热处理工艺类别、采用的热处理设备名称、加热保温方法、待处理产品的产品编号及名称等;热处理规范(升温速度、保温温度和时间、降温速度和方法、进炉温度、出炉温度等);b)
热电偶的安装数量及布置方位、固定方法(如有);d)工件在炉中的放置位置、支垫方法和间距要求;e)
热处理后检验标准及其他要求。6.2转子锻件
6.2.1锻后热处理
锻后热处理采用正火加回火或其他经评审合格的热处理工艺。锻件应在正火温度下保持足够长的时间,以保证组织充分奥氏体化和均匀化,再以规定的方式冷却到相应的组织转变温度以下,随后进行回火,采用炉冷或空冷的方法进行冷却。转子锻件常用材质的正火和回火工艺参数见附录B。6.2.2性能热处理
原则上,锻件粗加工后应在垂直状态下进行性能热处理。根据材质的不同,性能热处理一般为淬火和回火,锻件采用浸液、喷淋等方式,直到锻件表面温度小于80℃为止。回火温度通常以相关产品标准或用户协议规定温度值为最低温度,原则为达到强度要求时,韧性最2
好的温度。回火期间,控制好保温时间及冷却速率,使残余应力达到最小。转子锻件常用材质的淬火和回火工艺参数见附录B。6.3支承辊锻件
6.3.1锻后热处理
GB/T42537—2023
对于特大型支承辑锻后热处理一般采用正火加球化退火加回火。正火温度下保持足够长的时间,以保证组织奥氏体化和均匀化;球化退火及去氢温度下的保温时间应足够长(去氢保温时间应根据钢中的实际氢含量设定),以得到韧性良好的球状珠光体组织,同时还能防止产生白点或氢脆,特大型支承辑辊锻件常用材质的锻后热处理工艺参数见附录C。6.3.2预备热处理
特大型支承辊应进行适当的预备热处理,方式通常为正火加回火或调质处理,以使得辑颈力学性能满足技术要求。特大型支承辊锻件常用材质的预备热处理工艺参数见附录C。6.3.3表面淬火
特大型支承辊应进行表面淬火处理,以得到满足使用要求的工作层。特大型支承辊锻件常用材质的表面淬火工艺参数见附录C。
6.4容器锻件
6.4.1锻后热处理
锻后热处理推荐为正火加回火。锻件应在正火温度下保持足够长的时间,以保证组织奥氏体化和均匀化,冷却到相应的组织转变温度以下,随后进行回火,回火后炉冷或空冷。容器锻件常用材质的锻后热处理工艺参数见附录D。6.4.2性能热处理
性能热处理为正火和回火。正火时允许水淬加速冷却,热处理工艺可根据化学成分、截面尺寸由制造厂决定。冷却速度以保证达到要求的力学性能为原则。容器锻件常用材质的性能热处理工艺参数见附录D。7热处理操作和过程控制
7.1一般要求
热处理操作和控制应按热处理工艺及工艺技术文件执行。在工件装炉前应对热处理设备、测量仪器、所需工装辅具进行检查确认,确认所用的测量和记录仪表的精度、量程是否符合工艺和产品标准的要求热处理操作人员应进行热处理记录(注明热处理炉号、工件号、热处理日期等)并签字,并由热处理质量检查人员审核确认。
7.2转子锻件
7.2.1锻后热处理
转子锻件毛坏入炉前应对毛坏表面质量情况进行检查。如有明显的锻造裂纹、重皮、折叠、缩孔等3
GB/T42537—2023
影响后续热处理质量的表面缺陷,应予以清除。转子锻件毛坏在炉内应合理摆放。垫铁高度应大于或等于500mm,每根坏料应至少采用4个垫铁(轴身2个,轴颈2个)支撑,并在间隙处加入铁,防止锻件毛坏松动和在处理过程中产生较大变形。如多根锻件毛坏同炉处理,毛坏间隙应大于或等于200mm,且坏料距炉门应大于或等于500mm。7.2.2性能热处理
转子人炉前应对表面质量情况进行认真检查,如发现有裂纹、黑皮等表面缺陷应予以清除在井式炉处理时,转子吊装应垂直。回火保温阶段,每班应至少检查两次热电偶孔的密封情况。特殊情况下,在台车炉处理时,转子应放置在有效加热区内,并绘制实际的装炉草图及外接热电偶的布置位置。
浸水率火时,水应循环,水温应小于或等于35℃7.3支承辊锻件
7.3.1锻后热处理
支承辊锻件毛坏人炉前应对毛坏表面质量情况进行检查。如有明显的锻造裂纹、重皮、折叠、缩孔等影响后续热处理质量的表面缺陷,应予以清除。支承辊锻件毛坏还在炉内应合理摆放。垫铁高度应大于或等于500mm,并在间隙处加入楔铁,防止锻件毛坏松动。如多根锻件毛坏同炉处理,毛坏间隙应大于或等于200mm,且坏料距炉门应大于或等于500mm。7.3.2预备热处理
支承辊入炉前应对表面质量情况进行认真检查,如发现有裂纹、黑皮等表面缺陷应予以清除。:通常采用高度大于或等于500mm垫铁,工件装炉,置于炉有效加热区,并注意烧嘴位置。同时,工件摆放应塞紧、垫平,并绘制实际的装炉草图及外接热电偶的布置位置。7.3.3表面淬火
支承辊表面火宜在大型差温(有效加热区直径大于或等于1800mm,长度大于或等于3500mm)炉加热,推荐大型鼓风喷雾或喷水装置上进行淬火。点炉前检查:对表面质量情况进行认真检查,如发现有裂纹、黑皮等表面缺陷应予以清除;对差温炉及喷淬装置进行全面检查,确保设备运行状态良好。7.4容器锻件
7.4.1锻后热处理
容器锻件毛坏人炉前应对毛坏表面质量情况进行检查。如有裂纹、重皮、折叠、缩孔、夹渣等表面缺陷,应予以清除。
容器锻件毛坏在炉内应合理摆放。垫铁高度应大于或等于500mm,毛坏间隙应大于或等于200mm,且坏料距炉门应大于或等于500mm。7.4.2性能热处理
按工艺要求装炉。工件宜采用立装,通常采用高度大于或等于500mm垫铁,工件装炉,置于炉膛有效加热区,并注意烧嘴位置。同时,工件摆放应塞紧、垫平,防止加热过程变形,并确定好起吊位置,绘制实际的装炉草图及外接热电偶的布置位置。操作时应保证炉膛温度均匀,不应出现局部加热不足或过热,均热要求锻件温度与炉膛温度一致才4
能保温。
8质量控制与检验
8.1制造大纲
GB/T42537—2023
需方有要求时,制造厂应编制制造大纲,制造天纲为一份生产锻件的详细的制造、检验和试验操作规程的计划书,应包含锻件制造流程、制造工艺和制造设备等。8.2
2超声检测
特大型锻钢件应在锻后热处理后、调质处理或预备热处理前按产品标准要求进行超声检测,检测结果应符合产品标准要求。
特大型锻钢件应在性能热处理之后按产品标准要求进行超声检测,检测结果应符合产品标准要求。如果发现将在最终产品中出现的不符合产品标准要求的信号,应由供需双方协商后续处置方案。3力学性能试验
性能热处理后,制造厂按相关产品标准要求对锻件进行力学性能试验,试验结果应符合产品标准要求。
检测设备与操作人员要求
工件质量检测所采用的计量类设备应有计量部门检定合格的证书,且在有效期限内,热处理操作人员应具备相应的热处理知识和具有相关设备操作证并应经过专业培训和考核。制造厂应评估热处理操作人员的水平并按照人员水平安排相应的热处理工作9
安全、卫生和环境保护要求
热处理生产过程的安全、卫生应符合GB15735的规定。热处理工作场所空气中有害物质的限值应符合GB/T27946的规定。
热处理生产过程中产生的气体和液体等的排放和处理应符合GB15735、GB/T30822的规定5
GB/T42537—2023
附录A
(资料性)
特大型锻钢件常用材质的化学成分特大型锻钢件常用材质的化学成分见表A,1。表A.1
材料牌号
22Cr2Ni3MoV
25Cr2Ni4MoV
30Cr2Ni4MoV
40Cr3MoV
40Cr4MoV
45Cr4NiMoV
12Cr2Mo1
12Cr2Mo1V
20MnNiMo
特大型锻钢件常用材质化学成分化学成分(质量分数)
0.012≤0.012
0.350.0150.018
0.008《0.30
其他元素
采用真空碳脱氧时:
Si≤0.10AI≤0.010
Sn≤0.015;Sb≤0.0015
(目标值);As≤0.020
采用真空碳脱氧时:
Si≤0.10
A/≤0.010;Sn≤0.015;
Sb0.0015(目标值);
As≤0.020
Nb0.070;Ti≤0.030;
JB/T11024
JB/T8708
JB/T8707
JB/T4120
JB/T4120
JB/T4120
NB/T47008
NB/T47008
NB/T47008
附录B
(资料性)
转子锻件常用材质的热处理工艺参数GB/T42537—2023
转子锻件常用材质的正火和回火工艺参数见图B.1,淬火和回火工艺参数见图B.2正火温度
截面厚度/mm
1500~1600
>1600~1700
>1700~1800
>1800~1900
>1900~2000
>2000~2100
>21002200
>2200~2300bzxZ.net
>2300~2400
>2400~2500
>2500~2600
>26002700
>2700~2800
>2800~2900
>2900~3000
空冷室
150℃--300℃
时间/h
正火保温时间/h
固火温度
25Cr2Ni4MoV、30Cr2Ni4MoV材质的转子锻件可参照本曲线进行设计。图B.1
回火保温时间/h
90~105
95~110
100~115
105~120
110~130
转子锻件常用材质的正火和回火工艺参数7
GB/T42537-2023
有效厚度/mm
1500~1600
>1600~1700
>17001800
>1800~1900
>1900~2000
>20002100
>2100~2200
>2200~2300
>2300~2400
>2400~2500
>2500~2600
>2600~2700
>2700~2800
>2800~2.900
>2900~3000
率火温度
喷水冷印
工件温度
时间/h
淬火保温时间/h
85~110
90~115
95~120
100~125
回火温度
25Cr2Ni4MoV、30Cr2Ni4MoV材质的转子锻件可参照本曲线进行设计。图B.2
回火保温时间/h
90~105
95~110
100~115
105~120
110~130
转子锻件常用材质的淬火和回火工艺参数
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