(高清版)GB∕T 37559-2019 大型锻钢件的正火与退火

ICS25.200Normalizingandannealingofheavysteelforgings国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会GB/T37559—2019 I 4待处理工件 5热处理设备 6热处理工艺 3 69安全卫生要求 610能源消耗要求 附录A(资料性附录)常用材料的正火(退火)和高温回火温度 IGB/T37559—2019本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由全国热处理标准化技术委员会(SAC/TC75)提出并归口。1GB/T37559—2019大型锻钢件的正火与退火本标准规定了大型锻钢件正火与退火技术要求与方法，其中包括待处理工件、热处理设备、热处理本标准适用于能源、冶金、运输等行业重型装备用大型锻钢件在炉内整体加热的正火与退火。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法GB/T231.1金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T6394金属平均晶粒度测定方法GB/T7232金属热处理工艺术语GB/T9452热处理炉有效加热区测定方法GB/T13298金属显微组织检验方法GB/T13324热处理设备术语GB15735金属热处理生产过程安全、卫生要求GB/T16923钢件的正火与退火GB/T17358热处理生产电耗计算和测定方法GB/T17394.1金属材料里氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T19944热处理生产燃料消耗计算和测定方法GB/T30824燃气热处理炉温度均匀性测试方法GB/T30825—2014热处理温度测量GB/T32541—2016热处理质量控制体系JB/T5000.8重型机械通用技术条件第8部分：锻件JB/T5000.15重型机械通用技术条件第15部分：锻钢件无损探伤3术语和定义GB/T7232、GB/T13324界定的以及下列术语和定义适用于本文件。均热soaking工件在热处理炉内加热达到保温温度开始，到工件表面温度达到保温温度结束的过程。2GB/T37559—20194待处理工件4.1工件资料工件资料应与待处理工件一起运抵热处理车间，内容包括但不限于表1要求。表1待处理工件资料序号主要内容1材料数据待处理工件名称、质量(kg)、数量待处理工件的炉号确保每个工件炉号的唯一性待处理工件外形尺寸提供待处理工件的详细外形尺寸，必要时应附简图材料牌号若需兼顾力学性能，还应提供实际化学成分硬度及其他力学性能无损检测金相组织2前道加工制造方法锻造注明冷锻或热锻，必要时应注明锻造比焊接注明焊接部位，必要时应附简图机械加工注明机械加工方法3热处理状态正火退火注明退火工艺类型淬火、回火用于返修件，注明原工艺表面处理表面处理工艺类型及表面处理部位4热处理后校形冷校或热校，校形程度4.2工件外观工件表面不应存在影响工件热处理质量的尖角、裂纹等缺陷。4.3热处理后验收要求4.3.1热处理前应明确工件在热处理后应达到的尺寸、硬度、力学性能以及金相组织等方面的要求。4.3.2如热处理后需在工件上取样进行检验，除上述要求外还应明确取样的位置、数量、加工方法、检测项目及执行标准等信息。5热处理设备5.1热处理炉5.1.1大型锻钢件加热时应选用符合要求的热处理炉，加热介质一般为气体，有特殊要求的工件可选用保护气氛炉或真空炉。5.1.2热处理炉有效加热区测定方法应符合GB/T9452或GB/T30824要求。5.1.3正火与退火用热处理炉有效加热区的温度均匀性应不超过±15℃,其余应满足GB/T16923及3GB/T37559—2019GB/T32541—2016规定的要求。5.1.4正火与退火用热处理炉应能实现升温速度和冷却速度的可调可控。5.2温度测量与控制系统5.2.1热处理炉仪表系统类型和技术要求应不低于GB/T30825—2014中D类要求。5.2.2仪表精度和校验周期应满足GB/T32541—2016中IV类设备的规定。5.2.3温度传感器的选择和使用应符合GB/T30825—2014中规定。5.2.4用于测量工件温度的载荷热电偶应能与工件紧密接触；载荷热电偶应加以防护，不受炉温辐射和炉内气氛的影响。5.3冷却设备大型锻钢件的正火一般在静止空气中冷却，也可使用风机、喷雾等简单的冷却设备。冷却设备应尽可能使放置在强力流动空气中的工件各方向冷却均匀，其风速和风量应满足工艺要求的冷却速度。6热处理工艺6.1正火6.1.1用途6.1.1.1大型中低碳钢和低合金锻钢件一般采用正火去应力和细化组织，部分结构钢工件也可以用正火作为性能热处理，正火结束后应及时进行高温回火，工艺曲线如图1所示。6.1.1.2对于以正火作为性能热处理的工件，回火温度及时间的设计要兼顾其力学性能要求。温度/℃温度/℃等温保保温均热等温升温升温等温200-150保温缓冷时间/h图1大型锻钢件正火(+回火)工艺曲线6.1.2.1工件正火加热温度一般为Ac₁或Ac₃以上30℃~100℃。附录A给出了常用材料的正火以及高温回火温度。6.1.2.2加热时一般采用阶梯加热方式升温：a)在200℃~450℃低温段：工件的有效厚度≤400mm时，可等温1h～2h;有效厚度为400mm～1000mm时碳钢、低合金钢可等温2h～3h,高合金钢可在此基础上延长1h~2h;有效厚度超过1000mm的工件，可等温0.5h/100mm～1.0h/100mm。b)低温等温结束后，以20℃/h～80℃/h速度升温至弹塑性转变温度600℃~700℃,等温时间不短于低温等温时间。4GB/T37559—2019c)弹塑性转变温度等温结束后，快速升温至正火温度。6.1.3.1工件加热至正火温度应保持足够长的时间，确保组织全部转变为奥氏体。保持时间应包括均热和奥氏体化保温两个过程。6.1.3.2均热时间一般按奥氏体化保温时间的一半来估算，必要时可在工件最厚截面处增设热电偶，热电偶温度到达正火温度后均温过程结束。当工件表面增加多支热电偶时，应在所有热电偶温度均达到正火温度时均热过程结束。6.1.3.3一般情况下，有效厚度100mm的普通碳钢和合金钢锻件其奥氏体化保温时间按照0.8h~1.8h估算，有效厚度100mm的中高合金钢或马氏体不锈钢锻件可用1h～2h来估算。6.1.4.1大型锻钢件的正火冷却一般是在空气中进行，对于合金含量不高的大型锻钢件可适当采用鼓6.1.4.2大型锻钢件正火冷却时应对终冷温度进行控制。终冷温度应确保奥氏体在冷却过程充分转变，但不宜过低以避免工件发生开裂和形成白点。6.1.4.3工件冷却至终冷温度后应及时回火。回火参数可参照大型锻钢件的淬火与回火确定。6.2退火大型锻钢件常用的退火工艺的分类、工艺参数、效果以及应用可见表2。退火加热可参照6.1.2。分类工艺参数效果应用不完全退火加热温度：亚共析钢为Ac₁~Ac₃、过共析钢为Ac₁~Acm。保温时间：确保工件完全奥氏体化。冷却：空冷或炉冷细化晶粒、改善组织，降低硬度、消除工件内应力用于过共析钢工件和终锻温度控制得当未引起晶粒粗化的亚共析钢工件等温退火加热温度：Ac₁或Ac₃以上。等温温度、时间：根据所用钢种的TTT等温转变曲线，选用“鼻尖”处的温度以及所对应的珠光体转变时间。冷却：空气中冷却细化大型锻钢件锻造后的粗大组织，切断组织消除工件内部应力：降低硬度改善可加工性作为过冷奥氏体稳定性高的大型合金锻钢件的预备热处理球化退火加热温度：Ac₁或Ac₃以上20℃~30℃。等温温度、时间：根据所用钢种的TTT等温转变曲线，选用“鼻尖”处的温度以及所对应的珠光体转变时间。冷却：空气中冷却细化大型锻钢件锻造后的粗大组织，切断组织拓宽工件的淬火温度范围，减小淬火时畸变开裂倾向，淬火后可以得到较细的马氏体片作为大型过共析钢工件以及大型合金工具钢工件锻造完成后的预备热处理；对于具有明显网状碳化物的工件，应先进行正火消除碳化物网，再进行球化退火均匀化退火加热温度：Ac₁以上150℃~200℃;保温时间：根据工件有效厚度以及材料牌号确定。冷却：空冷或者炉冷使合金元素扩散均匀，减弱枝晶偏析可在锻前加热时适当延长保温时间，既可以达到均匀化退火的目的，也可以利用锻造以及之后的热处理过程细化过度长大的晶粒5GB/T37559—2019表2(续)分类工艺参数效果应用去应力退火加热温度：Ac₁以下150℃~200℃。保温时间：一般工件有效厚度为100mm时为1.6h～3.6h。冷却：空冷、炉冷或者限速炉冷去除工件内部应力，稳定工件尺寸，防止畸变开裂用于去除由于经过锻造、热处理、切削加工或者焊接而引起工件内部应力6.3.2.2装炉时工件应平稳放置于热处理炉的有效加热区域内，若使用燃气炉时应避免火焰直接对工6.3.2.4工件的起吊设备及工装应保证操作安全性。生产前，应进行试吊以确保操作时的安全性。设计时应考虑起吊设备及工装对工件冷却效果的影响。6.3.3.2所有记录应由相关操作人员在操作结束后签字确认。6.3.3.3所有记录应留存以保证工件质量问题的可追溯性。7热处理质量与检验热处理结束后应对工件的表面进行目视检查，表面应无裂纹及伤痕。必要时按有关标准进行渗透、磁粉或超声波探伤检验。试方法和验收要求。工件表面硬度检验应根据规定分别按照GB/T231.1或GB/T17394.1要求进行。6GB/T37559—20197.1.4无损检测需进行无损检测的工件可按照JB/T5000.15执行，若合同中另有规定的按合同要求执行。行测试。其中拉伸试验按照GB/T228.1要求执行，冲击试验按照GB/T229要求执行。合同中另有规定的按合同要求执行。需要进行金相检验的工件，可按照GB/T13298、GB/T6394进行显微组织检验和晶粒度评定。合同中另有规定的按合同要求执行。7.2检测设备与检测人员7.2.1工件质量检测所采用的设备应符合相关规定。7.2.2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，并在有效期限内。7.2.3工件所有检测项目的检测人员应具有专业资格证书。7.3.1.1若工件力学性能初试结果不符合要求，允许在靠近不合格试样的相邻位置取双倍试样进行该7.3.2.2重新热处理后工件应重新取样进行力学性能检验。8校形8.1工件宜在正火冷却过程中进行校形。8.2当工件采用正火及回火作为性能热处理时，若在回火后需校形，校形过程应该在比最终回火温度至少低55℃温度内进行。校形结束后，应在比最终回火温度低30℃~55℃的温度下进行去应力处理。8.3试样的截取和性能的测试应在校形后的去应力过程结束后进行。9安全卫生要求正火与退火的安全卫生按照GB15735的有关规定执行。7GB/T37559—2019正火与退火工艺的能源消耗定额应符合GB/T17358和GB/T19944的有关规定。根据要求可按每批或每炉开具报告单。报告单应包括下列内容：b)产品名称或代号；c)工艺类型或工艺代号；d)工件的数量及质量；e)操作者姓名或代号；f)品质检验结果；h)品质检验员姓名或代号；i)加工单位名称；8(资料性附录)常用材料的正火(退火)和高温回火温度表A.1为常用材料的正火(退火)和高温回火温度。表A.1常用材料的正火(退火)和高温回火温度序号钢种Ac₁/℃Acm/℃M,/℃正火或退火温度/℃高温回火温度/℃单独生产配炉考虑去氢考虑性能14802450344045678920Cr40Cr41020Mn240043520CrMo40030CrMo34CrMo35CrMo42CrMo50CrMo34CrMol9序号钢种Ac₁/℃Acm/℃M,/℃单独生产配炉考虑去氢考虑性能序号钢种Ac₁/℃Acm/℃M,/℃正火或退火温度/℃高温回火温度/℃单独生产配炉考虑去氢考虑性能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