GB/T 42537-2023 特大型锻钢件的热处理规范（正式版）

GB/T42537—2023特大型锻钢件的热处理规范国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T42537—2023 Ⅲ 1 13术语和定义 1 1 25.1加热设备 25.2冷却设备 2 26热处理工艺 26.1热处理工艺内容 26.2转子锻件 26.3支承辊锻件 36.4容器锻件 37热处理操作和过程控制 37.1一般要求 37.2转子锻件 37.3支承辊锻件 47.4容器锻件 48质量控制与检验 58.1制造大纲 58.2超声检测 58.3力学性能试验 58.4检测设备与操作人员要求 5 5附录A(资料性)特大型锻钢件常用材质的化学成分 6附录B(资料性)转子锻件常用材质的热处理工艺参数 7附录C(资料性)特大型支承辊常用材质的热处理工艺参数 9附录D(资料性)容器锻件常用材质的热处理工艺参数 ⅢGB/T42537—2023本文件按照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》的规定起草。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。1GB/T42537—2023特大型锻钢件的热处理规范本文件规定了采用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。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，注日期的引用文本文件。GB/T7232金属热处理工艺术语GB/T13324热处理设备术语GB/T16924钢件的淬火与回火GB/T27946热处理工作场所空气中有害物质的限值GB/T30822热处理环境保护技术要求GB/T32541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/T7232、GB/T13324和GB/T37559—2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1单件采用250t以上钢锭锻制的钢质自由锻件。4基本要求4.1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2GB/T42537—20235热处理设备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±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5.2.2为减小特大型锻钢件淬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应包括以下内容：c)热电偶的安装数量及布置方位、固定方法(如有);e)热处理后检验标准及其他要求。6.2转子锻件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转子锻件常用材质的正火和回火工艺参数见附录B。3GB/T42537—2023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支承辊锻件对于特大型支承辊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，以使得辊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容器锻件常用材质的锻后热处理工艺参数见附录D。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转子锻件转子锻件毛坯入炉前应对毛坯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4影响后续热处理质量的表面缺陷，应予以清除。转子锻件毛坯在炉内应合理摆放。垫铁高度应大于或等于500mm,每根坯料应至少采用4个垫铁(轴身2个，轴颈2个)支撑，并在间隙处加入楔铁，防止锻件毛坯松动和在处理过程中产生较大变形。如多根锻件毛坯同炉处理，毛坯间隙应大于或等于200mm,且坯料距炉门应大于或等于500mm。7.2.2性能热处理转子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。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。浸水淬火时，水应循环，水温应小于或等于35℃。7.3支承辊锻件支承辊锻件毛坯入炉前应对毛坯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。支承辊锻件毛坯在炉内应合理摆放。垫铁高度应大于或等于500mm,并在间隙处加入楔铁，防止锻件毛坯松动。如多根锻件毛坯同炉处理，毛坯间隙应大于或等于200mm,且坯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。支承辊表面淬火宜在大型差温(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。及喷淬装置进行全面检查，确保设备运行状态良好。7.4容器锻件容器锻件毛坯在炉内应合理摆放。垫铁高度应大于或等于500mm,毛坯间隙应大于或等于200mm,且坯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5GB/T42537—20238质量控制与检验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。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。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。6(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特大型锻钢件常用材质化学成分%材料牌号化学成分(质量分数)来源CMnPSNiMoV其他元素22Cr2Ni3MoV0.20~0.40~1.50~2.80~0.40~采用真空碳脱氧时：Si≤0.10;Al≤0.010;Sn≤0.015;Sb≤0.0015(目标值);As≤0.02025Cr2Ni4MoV0.15~1.50~3.25~0.20~0.05~采用真空碳脱氧时：Si≤0.1030Cr2Ni4MoV0.20~3.25~0.25~Al≤0.010;Sn≤0.015;Sb≤0.0015(日标值);As≤0.02040Cr3MoV0.35~0.50~3.00~40Cr4MoV0.40~3.00~0.50~—45Cr4NiMoV0.40~0.40~3.50~0.40~0.05~0.30~NB/T470080.30~2.00~0.90~0,25~Nb≤0.070;Ti≤0.030;B≤0.002NB/T4700820MnNiMo0.17~NB/T470087温度/℃GB/T42537—2023温度/℃(资料性)转子锻件常用材质的热处理工艺参数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。均热保温冷却升温均热保温时间/h截面厚度/mm正火保温时间/h回火保温时间/h图B.1转子锻件常用材质的正火和回火工艺参数8冷却保温25Cr2Ni4MoV、30Cr2Ni4MoV材质的转子锻件可参照本曲线进行设计。9温度/℃温度/℃特大型支承辊常用材质的热处理工艺参数特大型支承辊常用材质的锻后热处理工艺参数见图C.1,预备热处理工艺参数见图C.2,表面淬火热处理工艺参数见图C.3。冷却升温保温冷却保温冷却升温时间/h截面厚度/mm正火保温时间/h球化温度1保温时间/h球化温度2保温时间/h图C.1特大型支承辊常用材质的锻后热处理工艺参数冷却升温保温冷却截面厚度/mm正火保温时间/h回火保温时间/h1600～1800640～60>1800～2100960～80>2100～240080～100图C.2特大型支承辊常用材质的预备热处理工艺参数GB/T42537—2023截面厚度/mm淬火保温时间/h回火保温时间/h47940Cr4MoV材质的特大型支承辊可参照本曲线进行设计。图C.3特大型支承辊常用材质的表面淬火热处理工艺参数温度/℃(资料性)容器锻件常用材质的热处理工艺参数容器锻件常用材质的锻后热处理工艺参数见图D.1,性能热处理工艺参数见图D.2。正火温度正火温度空冷至150℃-400℃升温均热保温冷却升温均热保温时间/h截面厚度/mm淬火保温时间/h回火保温时间/h图D.1容器锻件常用材质的锻后热处理工艺参数空冷至升温均热保温≤150℃升温时问/h300～5006～146～1412Cr2Mol、12Cr2MolV材质的容器锻件可参照本曲