冷镦钢热轧盘条 编制说明

1工作概况1.1任务来源国标委发[2023]63号“国家标准化管理委员会关于下达2023年第四批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知”，《冷镦钢热轧盘条》由江苏永钢集团有限公司、冶金工业信息标准研究院等单位起草，计划编号为20232284-T-605。冷镦钢是用于制造紧固件的基础钢铁材料。紧固件的使用已有两千多年的历史，种类高达50多万种。紧固件是广泛应用于机械、建筑、交通、能源、兵器、航空、航天等领域的极其重要的基础零部件。据紧固件行业协会统计，2021年紧固件产量达940万吨，冷镦钢总产量约为1050万吨；2022年紧固件产量达930万吨；用于制造紧固件的冷镦钢线材消费量约1000万吨；其中，用于生产8.8级及以上高强度紧固件的线材比例约为60%以上。2023年紧固件产量达1050万吨，全国冷镦钢线材生产量约1200万吨。中国海关数据显示，2023年全年紧固件出口总数量为约498万吨（4,978,819吨总金额为约111亿美元（11,105,303,224美元）。现行冷镦钢国家标准GB/T28906-2012《冷镦钢热轧盘条》、GB/T29087-2012《非调质冷镦钢热轧盘条》两个标准已实施12年，随着我国钢铁行业工艺水平和技术水平不断提升，标准应具有一定的灵活性和适应性，以便及时更新和优化。现标准中部分技术指标已落后淘汰；覆盖范围不足，部分钢种没有纳入标准；引用标准更新出现不适应，部分钢种已合并。为进一步规范冷镦钢盘条的各项技术指标要求，满足市场需求，促进冷镦钢产品高质量发展，对冷镦钢盘条国家标准启动修订。为贯彻落实国家战略发展与规划，加快推进新工艺新技术的应用，促进科技成果向标准转化，根据国标委关于开展2021年国家标准体系优化试点工作的要求，将GB/T28906-2012《冷镦钢热轧盘条》与GB/T29087-2012《非调质冷镦钢热轧盘条》进行合并，推动实现钢铁行业标准化由数量规模型向质量效益型转变。修订冷镦钢热轧盘条标准，对冷镦钢用热轧盘条标准进行升级，有针对性的满足紧固件对原材料的使用需求、规范国家紧固产品的技术质量要求。1.2标准编制的主要工作过程1）2024年×月，进行标准数据收集、国内外相关标准的对比分析；根据标准分析情况以及调研情况，形成标准（修订稿）和修订编制说明。2）2021年×月，完成标准征求意见稿，征求上级标准主管部门、生产和顾客行业代表企业及研究院所意见。1.3标准编制单位由江苏永钢集团有限公司、冶金工业信息标准研究院负责《冷镦钢热轧盘条》国家标准的修订起草工作，主要参加单位有：……、……等。2标准的制定原则“科学、合理、先进、适用”是国家标准制修订的大原则，在此基础上，具有本标准特色的具体原则如下：1)满足顾客要求的原则。以国内主要生产企业的企业标准、供货技术条件和团体标准为基础，结合国内钢铁企业的发展、生产流程优化及工艺技术装备进步情况以及紧固件行业的需要，参考国内外相关的标准，在GB/T28906-2012、GB/T29087-2012的基础上制定成本行业标准。主要参考的国内外标准有：（1）GB/T6478-2015冷镦及冷挤压用钢；（2）ISO4954-2021Steelsforcoldheadingandcoldextruding（冷镦和冷挤压用钢）；（3）EN10263-1：2017Steelrod,barsandwireforcoldheadingandcoldextrudsion.Part1：Generaltechnicaldeliveryconditions（冷镦和冷挤压盘条、钢棒和钢丝第1部分：通用交货技术条件）（4）EN10263-2：2017Steelrod,barsandwireforcoldheadingandcoldextrudsion.Part2：Technicaldeliveryconditionsforsteelsnotintendedforheattreatmentaftercoldworking（冷镦和冷挤压盘条、钢棒和钢丝第2部分：非热处理钢的交货技术条件）（5）EN10263-3：2017Steelrod,barsandwireforcoldheadingandcoldextrudsion.Part3：Technicaldeliveryconditionsforcasehardeningsteels（冷镦和冷挤压盘条、钢棒和钢丝第3部分：表面硬化钢交货技术条件）（6）EN10263-4：2017Steelrod,barsandwireforcoldheadingandcoldextrudsion.Part4：Technicaldeliveryconditionsforquenchingandtempering.（冷镦和冷挤压盘条、钢棒和钢丝第4部分：调质型钢的交货技术条件）（7）JISG3507-1：2010冷镦用碳素钢第1部分：盘条（8）JISG3508-1：2010冷镦用含硼钢第1部分：线材（9）JISG4053：2016机械制造用合金钢（10）ASTMA29/A29M-20StandardSpecificationforGeneralRequirementsforSteelBars,CarbonandAlloy,Hot-Wrought（热锻及冷加工碳素钢和合金钢棒）（11）ASTMA510/A510M-18StandardSpecificationforGeneralRequirementsforWireRodsandCoarseRoundWire,CarbonSteel,andAlloySteel（碳素钢盘条和粗拔圆钢丝一般要求）（12）EN10269：2013SteelsandNickelAlloysforFastenerswithSpecifiedElevatedand/orLowTemperatureProperties2）标准体系一致的原则。本标准在与国际标准ISO4954-2021《冷镦和冷挤压钢》体系关键指标协调一致的基础上，进行具有我国汽车紧固件用冷镦盘条的标准创新；3）引用基础标准的原则。在本标准的适用范围内，尽量引用国家基础标准，发挥基础标准的功能。标准的编写内容、格式应符合GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》标准的统一规定和要求。4）符合国情的原则。按国内生产和验收的判定级别或合格与否的规定。3主要技术内容说明本标准以国家标准GB/T28906-2012冷镦钢热轧盘条、GB/T29087-2012非调质冷镦钢热轧盘条为基础标准，以及与GB/T6478-2015相比主要变化的条款及内容进行说明，具体如下：3.1规范性引用文件增加：GB/T3098.1-2010紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱。3.2分类与牌号表示方法参照国标GB/T6478分类与牌号表示方法。3.2尺寸、外形、重量及允许偏差3.2.1尺寸及允许偏差根据国内冷镦钢热轧盘条生产实际情况，一般采取正公差轧制，特别是8、10、12、14、16、18、20及以上等双规格盘条，拉拔碱面率一般较小，为有利于用户使用，故增加正公差轧制表格。3.2.2重量及允许偏差根据热轧盘条的重量要求，对盘条的单卷重量以及最小卷重、最小卷重比例进行了规定。3.3牌号和化学成分本标准与GB/T28906-2012冷镦钢热轧盘条、GB/T29087-2012非调质冷镦钢热轧盘条、GB/T6478-2015冷镦及冷挤压用钢中四类冷镦钢的牌号和化学成分不同之处对比如下（以下说的序号为本标准中的序号）：3.3.1非热处理型盘条（对应GB/T6478-2015、GB/T28906-2012的表1）由于杂质P、S含量对成型和服役性能有不利的影响，因此参考ISO4954-2021，将1~11钢号的P含量上限从0.030%降至0.025%，S含量上限从0.030%降至0.020%。3.3.2表面硬化型盘条（对应GB/T6478-2015、GB/T28906-2012的表2）S含量的上限从0.025%分别降至0.020%。3.3.3调质型盘条（对应GB/T6478-2015、GB/T28906-2012的表3）a）以GB/T6478-2015的表3为基础，S含量上限从0.025%降至0.020%。b）增加10个牌号：增加了ML38，对应JIS3507-2010的SWRCH38K；增加了ML50，对应JISG3507-2010的SWRCH50K；增加了ML40Mn2，对应GB/T3077-2015的40Mn2；增加了ML45Mn2，对应GB/T3077-2015的45Mn2；增加了ML30CrMnSi，对应GB/T3077-2015的30CrMnSi；增加了ML15CrMo，对应JISG4053-2008的SCM415；增加了ML42CrMo，对应JISG4053-2018的SCM440；增加了中国汽车工程学会团体标准CSAE99-2019《汽车紧固件用耐热钢技术条件》的三个耐热型钢材牌号：ML42CrMoV、ML35CrMoV、ML20CrMoV。c）参考ASTMA29/A29M-20中对于Si的协商要求。对于钢材的冷变形率较大的情况，可以允许双方协商控制Si的质量分数不大于0.10%。d）删除ML25Mn不使用的牌号,合并为ML25。e）增加可以为了提高淬透性以及力学性能，添加一定Cr元素的要求。f）增加了为提高冷镦性能，可以添加一定的铝的要求。3.3.4含硼调质型盘条（对应GB/T6478-2015、GB/T28906-2012的表4）a）S含量的上限从0.025%降至0.020%。b）新增6个牌号：增加ML23B，对应ASTMA29-20中的10B23；增加ML28B，对应ISO4954:2018中的28B2；增加ML33B，对应ASTMA29-20中的10B33；增加ML38B，对应ASTMA29-20中的10B38；增加ML45B，对应ASTMA29-20中的10B45；增加ML20CrB，对应ASTMA29-20中的51B20；增加ML25CrB。c）参考ASTMA29/A29M-20中对于Si的协商要求。对于钢材的冷变形率较大的情况，可以允许双方协商控制Si的质量分数不大于0.10%。d）增加可以为了提高淬透性以及力学性能，添加一定Cr元素的要求。e）增加了如果淬透性和力学性能满足要求，硼含量下限放宽要求。f）增加了Ti/N比的建议要求。3.3.4非调质型盘条（对应GB/T6478-2015、GB/T29087-2012的表4）a）S、P含量的上线别为0.020%、0.025%。b）增加MFT12。c）修订化学成分含量。d）修订力学性能范围。3.3.5残余钼的要求结合ISO4954-2021及ASTMA29/A29M-20，对第7.1.5条增加：残余钼含量不大于0.06%。3.4冶炼方法由于冷镦钢要求较高，增加了必须炉外精炼的要求。3.5力学性能综合根据相关厂家提供的力学实际数据以及相关标准情况，再次在标准审定稿对GB/T6478中缺失的部分牌号性能进行补齐，具体如下：参考ISO4954-2021以及相关厂家实绩，对表6中钢材的力学性能进行调整，并增加ML06Al、ML10、ML12、ML12Al等相关钢种的力学性能要求。参考ISO4954-2021对表7的部分钢种的力学性能进行补齐。（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冷顶锻目前主流钢铁生产企业均仅进行1/2冷镦，且下游客户也多采用1/2冷镦进行入厂验收，因此本标准的冷镦要求与原标准保持一致，不做改动。3.6脱碳层执行GB/T6478-2015要求。3.7晶粒度参考相关标准，对非热处理型、表面硬化型、调质型（包括含硼钢）钢材的奥氏体晶粒度提出不粗于6.0级的要求。非调质冷镦钢铁素体晶粒度不粗于11.0级。3.8非金属夹杂物不变3.9低倍根据下游紧固件行业使用要求，将酸浸低倍组织中一般疏松、中心疏松、中心（或锭型）偏析应各不大于2.0级。3.10末端淬透性ML35末端淬透性（J9≤28HRC）与GB/T6478-2015中指标（J9≥28HRC）差异较大，经过确认GB/T6478-2001标准中ML35Mn(对应2018版标准的ML35)淬透性指标J9≤28HRC，与本标准以及ISO4954-2018一致，综合上述信息可以认定GB/T6478-2015标准中ML35性能应该为笔误造成。此外，参考ISO4954-2018以及相关钢厂实际性能指标，对原标准中的淬末端淬透性要求进行调整完善。代表牌号推荐的淬火温度和距淬火端部不同距离处的洛氏硬度值见表11。表11表面硬化型和调质型（包括含硼钢）的末端淬透性a3579 ———————————— 表中未列牌号，供方报实测值，并在质量证明3.11表面质量盘条表面允许有深度不超公差之半的个别划痕和麻点，以及深度不超0.10mm的个别发3.12氧化铁皮根据供需双方协商，可检验氧化皮重量，合格要求由双方协商确定，测定方法参见附录C。3.1.3附录⑴增加附录A（资料性）热处理试样的力学性能⑵增加附录C将氧化皮作为特殊质量要求。⑶对附录B中牌号对照表的标准号及牌号进行了更新。4主要验证情况⑴对比ISO4954:2021、GB/T6478-2015《冷镦和冷挤压用钢》，GB/T28906-2012调质型牌号及化学成分已不一致。⑵对比ASTMA510/A510M-18《碳素钢盘条和粗拔圆钢丝一般要求》，相关行业习惯使用该类含硼钢系列。⑶对比GB/T3077-2015《合金结构钢》、ISO4954：2021《冷镦和冷挤压用钢》、ASTMA29/A29M-16《热锻及冷加工碳素钢和合金钢棒》，包含45Mn2、30CrMnSi、42CrMo牌号，相关行业习惯使用该类合金钢。⑷对比GB/T5953.1-2009《冷镦钢丝第一部分：热处理型冷镦钢丝》，标准中包含ML30CrMnSi、ML42CrMo等钢种，也是考虑到相关行业习惯使用该类合金钢，对钢的牌号及化学成分（熔炼分析）要求应符合合同注明的相关标准，目前只能使用GB/T3077-2015《合金结构钢》。⑸代表性钢种ML45Mn2验证本标准是永钢集团有限公司执行企业标准的基础上，结合我国冷镦钢盘条的生产和使用经验而制定完成的。工作组通过ML45Mn2冷镦钢盘条生产在线检测、出厂检验、用户的入厂检验和使用经验，对ML45Mn2冷镦钢盘条的主要性能指标进行了验证。对于ML45Mn2冷镦钢，客户需要调质热处理工艺后取样分析，力学性能应符合表12的规定。表12ML45Mn2热处理后力学性能要求性能等级抗拉强度Rm屈服Rp0.2断面收缩率Z延伸率A-40℃KU2≥1000试验结果验证见表13、14。取热轧态盘条，进行850℃淬火，保温时间为30min，油冷；当回火温度500~550℃时，强度满足12.9级(Rm≥1220MPa，Rp0.2≥1100MPa)高性能螺栓的要求；当回火温度550~600℃时，强度满足10.9级高性能螺栓的要求。ML45Mn2钢具有优异的低温冲击性能，在-101℃,冲击功均大于30J，韧脆转变温度(FATT)为-40℃以下。表13ML45Mn2热处理后拉伸性能测定结果钢种回火温度(℃)Rm(MPa)Rp0.2(MPa)A5(%)Agt(%)ML45Mn250016.007.6055017.308.6057018.358.6560019.759.10表14ML45Mn2热处理后的冲击性能钢号回火温度(℃)实验温度(℃)冲