国家标准 GB/T37559一2019 大型锻钢件的正火与退火 NormalizingandannealingofheaVysteelforgings 2019-06-04发布 2020-01-01实施国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T37559一2019 目次前言范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义待处理工件热处理设备热处理工艺热处理质量与检验校形安全卫生要求 10能源消耗要求 1 产品报告单附录A(资料性附录》常用材料的正火(退火)和高温回火温度
GB/37559一2019 前言本标准按照GB/T1.1一2009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)提出并归口本标准起草单位:上海电气上重铸锻有限公司,北京机电研究所有限公司、上海交通大学、湖北三环锻造有限公司、贵州航宇科技发展股份有限公司、上海材料研究所、洛阳中重铸锻有限责任公司、江苏丰东热处理及表面改性工程技术研究有限公司、常州新区河海热处理工程有限公司、西安福莱特热处理有限公司本标准主要起草人:程莉、张智峰、徐跃明、顾剑锋、韩利战、代合平、谢撰业、卢军、石如星、史有森、殷和平、郭巧玲
GB/37559一2019 大型锻钢件的正火与退火范围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、热处理工艺、热处理质量与检验、校形、安全卫生要求,能源消耗要求、产品报告单本标准适用于能源、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 231.1金属材料布氏硬度试验第1部分:试验方法 GB 6394金属平均晶粒度测定方法 7232金属热处理工艺术语 GB 9452热处理炉有效加热区测定方法 GB 13298金属显微组织检验方法 GB GB 13324热处理设备术语 GB15735金属热处理生产过程安全、卫生要求 GB 6923钢件的正火与退火 GB 17358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 19944热处理生产燃料消耗计算和测定方法 GB GB/T30824燃气热处理炉温度均匀性测试方法 GB/T308252014热处理温度测量 GB/T325412016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 3.1 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醒
GB/T37559一2019 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项目主要内容待处理工件名称,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材料牌号若需兼顾力学性能,还应提供实际化学成分数据硬度及其他力学性能无损检测金相组织锻造注明冷锻或热锻,必要时应注明锻造比前道加工 2 焊接注明焊接部位,必要时应附简图制造方法机械加工注明机械加工方法正火退火注明退火工艺类型热处理状态淬火、回火用于返修件,注明原工艺表面处理工艺类型及表面处理部位表面处理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士15C,其余应满足GB/T16923及
GB/37559一2019 GB/T32541一2016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/T30825一2014中D类要求 5.2.2仪表精度和校验周期应满足GB/T32541一2016中类设备的规定 5.2.3温度传感器的选择和使用应符合GB/T30825一2014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 s/sto0-1oo 600-700 200-150 然冷却等温升温均保温缓冷升淋升温等温等温时间/h 图1大型锻钢件正火(十回火)工艺曲线 6.1.2加热 6.1.2.1工件正火加热温度一般为Ac或Ac以上30C100C 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200450C低温段工件的有效厚度<400mm时,可等温1h2h;有效厚度为 400mm1000 mm时碳钢、低合金钢可等温2h3h,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/100mml.0h/100mm. b 低温等温结束后,以20/h80/h速度升温至弹塑性转变温度600笔700C,等温时间不短于低温等温时间
GB/T37559一2019 弹塑性转变温度等温结束后,快速升温至正火温度 6.1.3均热,保温 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100 1的普通碳钢和合金钢锻件其奥氏体化保温时间按照0.8h mm .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1h2h来估算 6.1.4冷却 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风,、喷雾等方式来调节冷却速度大型载钢件正冷却时应对终冷温度进行挖制终冷温度应确保奥民体在冷却过程充分转 6.1.4.2 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悴火与回火确定 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 表2退火的分类、工艺参数、效果及应用工艺参数分类效果应用加热温度亚共析钢为Ae1一Ae、过共析钢用于过共析钢工件和终锻为Ac1Acm 细化晶粒、改善组织,降温度控制得当未引起晶粒不完全退火保温时间;确保工件完全奥氏体化低硬度,消除工件内应力粗化的亚共析俐工件冷却:空冷或炉冷加热温度:Ac或Ac以上细化大型锻钢件锻造后等温温度.时间;根据所用钢种的TT等温的粗大组织,切断组织作为过冷奥氏体稳定性高等温退火的大型合金锻钢件的预备转变曲线,选用“鼻尖”处的温度以及所对应遗传; 的珠光体转变时间消除工件内部应力热处理冷却:空气中冷却降低硬度改善可加工性细化大型锻钢件锻造后作为大型过共析钢工件以加热温度;Ae，或Ae以上20笔一30亿的粗大组织切断组织及大型合金工具钢工件锻等温温度、,时间:根据所用钢种的TTT等温遗传; 造完成后的预备热处理; 球化退火转变曲线,选用“鼻尖”处的温度以及所对应拓宽工件的淖火温度范对于具有明显网状碳化物围,减小火时畸变开裂的珠光体转变时间的工件,应先进行正火消除冷却;空气中冷却倾向火后可以得到较碳化物网,再进行球化退火细的马氏体片可在锻前加热时适当延长加热温度;Ae以上150C一200C; 保温时间,既可以达到均匀保温时间;根据工件有效厚度以及材料牌号使合金元素扩散均匀,减均匀化退火化退火的目的,也可以利用确定弱枝品偏析锻造以及之后的热处理过冷却;空冷或者炉冷程细化过度长大的晶粒
GB/37559一2019 表2(续》分类工艺参数效果应用加热温度:Ac以下150200C 用于去除由于经过锻造将热保温时间一般工件有效厚度为 100mm时去除工件内部应力,稳定去应力退火处理,切削加工或者焊接而为1.6h3.6h 工件尺寸,防止畸变开裂引起工件内部应力冷却;空冷,炉冷或者限速炉冷 6.3工艺过程控制 6.3.1操作人员热处理操作人员应经过培训,具有相应证书 6.3.2操作要求 6.3.2.1工件热处理前需对表面进行检查清理以确保不存在影响热处理质量的表面缺陷 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件加热有效厚度相近的工件可以同炉热处理,但工件的摆放应使炉气在其内外表面流动畅通,加热均匀,防止过热 6.3.2.3针对工件形状特点和性能要求,设置合理的装炉方式和工装,控制工件的热处理畸变 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 6.3.2.5工件在规定温度保温结束后,应按工艺规定方式进行冷却当工件出炉后在空气中冷却时,应将工件垫高、垫平,保证工件四周及上下空气流通,若需鼓风或喷雾应保证工件均匀冷却 6.3.3 记录生产时对所用生产设备、温度记录、工件放置位置,起吊方式等均应做好详细记录 6.3.3.1 所有记录应由相关操作人员在操作结束后签字确认 6.3.3.2 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热处理质量与检验 7.1检验项目与方法 7.1.1表面检查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 7.1.2表面硬度若采购方有规定,工件表面硬度应满足技术文件要求技术文件中需注明表面硬度的检测位置,测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 7.1.3尺寸检查热处理后应使用相应的仪器和量具测量工件尺寸,工件尺寸需满足工件最终交货尺寸
GB/T37559一2019 7.1.4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 7.1.5力学性能需要进行力学性能检验的工件可按照JB/T5000.8要求的项目、取样位置、取样数量对工件取样进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 7.1.6金相检验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工件质量检测所采用的设备应符合相关规定 7.2.1 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 7.2.2 工件所有检测项目的检测人员应具有专业资格证书 7.2.3 7.3复验与重新热处理 7.3.1复验 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项的复验,复验结果应全部满足要求合同中另有规定的按合同要求执行 7.3.1.2检验过程中若发现白点、内部裂纹,工件不能交付使用 7.3.2重新热处理 7.3.2.1若力学性能复验仍不合格,允许重新热处理 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 7.3.2.3重新热处理的次数一般不超过两次,合同中另有规定的按合同要求执行校形 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55C温度内进行校形结束后,应在比最终回火温度低30C55C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
GB/37559一2019 0能源消耗要求正火与退火工艺的能源消耗定额应符合GB/T17358和GB/T19944的有关规定产品报告单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 a 炉号; b 产品名称或代号; 工艺类型或工艺代号; d 工件的数量及质量; 操作者姓名或代号; 品质检验结果; 检测或评判依据; g h品质检验员姓名或代号; 加工单位名称; j报告日期:年、月、日
GB/T37559一2019 附录 A 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)和高温回火温度正火或退火温度/ 高温回火温度/C Ac 或 Ae/ M./ 序号钢种心 Acm 单独生产配炉考虑去氧考虑性能 08 725 870 480 910930890930620660580660 15 225 870 450 900920 880920 620660580660 20 735 855 870910 62066o580一66o 440 880900 25 735 840 870890 87090062066058066o 860一88o 850~890620660o580660 30 732 813 380 35 725 805 360 850870 840870620~66o580~660 40 724 790 340 840860 830~86062066o580660 724 780 350 830850 820850620660580~660 5o0 72o 765 320 820840 810840 620660580660 730 760 320 62066o580660 55 8l0830 810840 10 1m 20Cr 740 815 390 880~900 870~920630~66o 12 30C 755 810 350 860880 850890630660 13 40C 730 780 330 840860 830880630660 14 50Cn 721 771 830850 820860630660 820840 820~85063066o590660 15 55Cr 755 875 890910 890920630660590一660 16 16Mn 410 2oMn2 720 1 840 400 880900 870910 630660580670 18 30Mn 730 800 320 85087o 840880630660580~670o 19 50Mnm 723 760 320 820840 810~850630~660580670 15CrMo 900~920 890~92063066o590660 20 745 845 435 21 20CrMo 730 825 400 890900 880~91063066o590660 22 30CrMo 730 795 385 860880 850~890630660 23 800 330 840880630660 34CrMo 730 850一870 35CrMo 790 850870 630一66o680720 24 740 340 840一880 42CrMo 820900 830~87063066o680~700 25 730 800 310 26 50CrMo 745 775 300 840一86o 840~88o630660 21 34CrMol 755 800 350 860880 850900630一66o
GB/37559一2019 表A.1(续》正火或退火温度/C 高温回火温度/C 或 Ac 序号钢种 Ac/C M./C Acm/C 单独生产配炉考虑去氢考虑性能 20CrMol 910~930 630660 28 736 869 SCPH22) 29 24CrMolo 770 835 880一900 880一910630一66o 360 12Cr2Mo1 930~950 92096o630~700640~690 30 780 870 465 (2.25CrlMo) 31 Cr5Mo 780” 850 450 920~94o 900950630700700~760 32 12CrlMoV 774803 882914 400430 960980 960990630700720760 24CrMoV 770 3 835 4l0 900950 880950 630700680740 24CrMoV55) 34 35CrMoV 755775 835855 900920 630660 770~705 84088o 970~990 680700 35 30(Cr2MoV 340 36 30CrlMolV 805 845 395 1020~l040 710730 37 760 360 940960 930970 630700 38CrMoAI 885 17MoV 745 91o 950一97o 930一970 630一710 640~710 38 440 20MnMo 880~900 870900630~66o580~660 39 730 845 380 40 18MnMoND 736 850 370 900~920 90095o630~660580~660 41 20SiMn 732 840 900~920 880930630~660580~660 42 35SiMn 750 830 330 880900 870900630660 43 42SiMn 765 810 300 860~890 860900630660 785 280 50siMn 760 840860 830870 630660 44 35CrMnMo 776 870890 630~660 45 18 860890 40CrMnMo 735 78o 840~86o 830~870630~660 46 32Cr2MnMo 733 793 278 88091o 870910630660 47 48 20Cr2Mn2Mo 761 828 310 880910 880920630660 49 18CrMnMoB 741 840 370 880900 880910630660 30CrMn2MoB 880~900 870900630660 50 724 815 51 42MnMoV 718 796 320 870890 630一660 3oMn2MoV 695 832 2 290 880一900 630一660 34Mn2MoB 734 800 850~87o 630660 538 870~890 630660 42SiMnMoV 748 832 54 880~900 630660 55 37SiMn2MoV 729 823 305 56 37SiMn2MoWV 722 836 290 880~900 630660 7 50SiMnMoB 737 772 230 820~840 630~660 730 820 360 920940 900940 630660 58 20CrMnT
GB/T37559一2019 表A.1(续) 正火或退火温度/C 高温回火温度/ 或 Ac 序号钢种 Aei/ M./C Acm/C 单独生产考虑去氢考虑性能配炉 12CrN2 375405 880~900 880~940630660 59 715 830 20Cr2Ni4 705 765 395 890一91o 880920630660630一650 60 67 S15Cr2Ni2 735 825 410 880900 880940630660 S17Cr2Ni2Mo 880一900 880~940630~66o 62 730 820 400 63 S30Cr2Ni2Mo 740 810 320 850870 850~88o63066o 6 34CrNilMo 730 810 330 850870 84088o630~660 65 34CrNi2Mo 700 780 300 850870 840~900630660 34CrNi3Mo 705 750 290 850870 840880 630660 66 67 40CrNi 730 770 305 84086o 830~870630~66o670~69o 68 50CrNi 735 755 300 830~850 820~860630~66o 69 40CrNiMo 76o 790 308 840860 830~870630~66o670700 40CrN2Mo 774 70 732 290 840860 830870 630660 4340 71 18Cr2Ni4W 695 800 310 920940 900~950630~660650700 15CrNiMoW 725 72 820 440 940960 640660 H102F 73 25Cr2NiMoV 735 835 384 940960 630660 74 25CrNi3MoV 739 804 339 840860 840880630660 26Cr2i4Mov 75 705 800 330 880900 870900630650 5CrMnMo 700 760 220 84086o 83087o630660 76 5CrNiMo 730 780 230 840~86o 830~870630660 7m7 78 5CrNiw 735 260 840860 830870630660 79 5SiMn2W 706 777 840860 830860630660 80 55SiMnMoV 764 788 840860 830860630660 81 5CrSiMnMoV 870890 773 820 630一660 840880630660 82 3Cr2w8V 800 850 380 840一860 6Cr4Mo3Ni2wV 737 822 180 860890 640680 83 84 4Cr5MoSiV 853 912 310 860890 4Cr5MoSiV 860~890 850890630~670 85 850 910 335 6Crw2Si 780~800 630~66o 86 770 810 280 87 60SiMnMo 699 761 264 810830 820850630~660 88 60CrMnMo 700 805 210 830850 820~860630~660600680 89 753 773 250 830850 820860630660 60CrMnMol 10
GB/37559一2019 表A.1(续》正火或退火温度/C 高温回火温度/C 或 Ac 序号钢种 Ac/C M./C Acm/C 单独生产配炉考虑去氢考虑性能 50CrNiMo 752 776 270 830870 90 840860 630一660 991 780~800 650670 9Cr 740 230 92 9Cr2 740 840 270 780800 650670 93 9Cr2Mo 780 880 175 780800 650670 94 9Cr2w 740750 230240 780~800 650670 95 9CrV 740 185 780~800 650~670 940960 96 70Cr3Mo 785 825 195 650670 780~800 97 825 1rl3 340 10001050 640680 98 2Crl3 81o 1000~1050 640680 300 99 3Cr13 81o 870 290 1000~1050 64068o 100 22Cr12MolV 740850 210 1040~106o 650~670 101 T7 725 765 280 750~770 750780630660650~700 102 T8 730 750 235 750~770 750780630660650~700 rl0 750~770 103 730 800 215 750一780 630一660 T12 820 750780 750770 630一660 104 730 200 GCr15 900 185 45 105 780800 630一660650一700 106 GCr15SMn 770 872 210 780~800 630~660650700 107 16CrNi2Mo 720 790 400 840860 830870630~660 28Cr5Mo 890~91o 880~91o630~660 108 770 850 420 109 20Ni3Mo 690 790 380 840~860 830870630~660 l10 20Ni2Mo 690 840 430 880~900 870910630~660 注:Ae表示加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度.Ae表示加热时铁素体全部转变为奥民体终了温度.Ac 表示加热时二次渗碳体全部溶人奥氏体的终了温度,M，表示马氏体转变起始温度

大型锻钢件的正火与退火GB/T37559-2019

随着现代工业的不断发展，大型锻钢件在机械制造、核电设备、船舶制造等领域得到了广泛应用。而在生产制造中，对于大型锻钢件的热处理技术有着严格要求。

大型锻钢件的热处理标准

GB/T37559-2019《大型锻钢件的热处理技术》是我国钢铁行业颁布的针对大型锻钢件热处理的标准。该标准规定了大型锻钢件的加热和冷却速率、温度控制以及正火和退火等方面的内容。在生产过程中，必须按照该标准进行操作，以确保大型锻钢件的质量和使用寿命。

大型锻钢件的正火处理

正火是指将大型锻钢件加热到一定温度，保持一定时间后冷却的过程。正火可以改善大型锻钢件的组织结构、提高其强度和韧性，从而提高其使用寿命。

具体来说，大型锻钢件的正火处理包括以下几个步骤：

加热：将大型锻钢件放入加热炉中进行加热，加热速率应根据规定控制。
保温：在达到规定温度后，保持一定时间使大型锻钢件内部充分固溶。
冷却：将大型锻钢件从加热炉中取出，进行冷却处理。冷却方式应根据要求选择。

大型锻钢件的退火处理

退火是指将大型锻钢件加热到一定温度，然后缓慢冷却的过程。退火可以消除大型锻钢件的内部应力，改善其塑性和加工性能，从而提高其加工质量。

大型锻钢件的退火处理步骤如下：

加热：将大型锻钢件放入加热炉中进行加热，加热速率应控制在规定范围内。
保温：在达到规定温度后，保持一定时间使大型锻钢件内部充分固溶。
冷却：将大型锻钢件从加热炉中取出，缓慢冷却至室温。冷却速率应根据规定控制。

总结

大型锻钢件的正火和退火处理是确保其质量和使用寿命的重要工艺环节。在生产过程中，必须严格按照GB/T37559-2019的要求进行操作，以确保大型锻钢件的质量和使用寿命。只有严格遵守标准和技术要点，才能生产出高质量的大型锻钢件，满足工业领域对于强度、韧性、抗疲劳性等方面的严格要求。

通过本文的介绍，相信读者对大型锻钢件的热处理技术有了更深入的了解，同时也明确了在生产过程中必须遵循的标准和技术要点。希望本文对您有所帮助。