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| 标准编号 | GB/T 39191-2020 (GB/T39191-2020) | | 中文名称 | 不锈钢和耐热钢件热处理 | | 英文名称 | Heat Treatment for Stainless Steel and Heat Resistant Steel Parts | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J36 | | 国际标准分类 | 25.200 | | 字数估计 | 18,145 | | 发布日期 | 2020-10-11 | | 实施日期 | 2021-05-01 | | 标准依据 | 国家标准公告2020年第21号 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 39191-2020: 不锈钢和耐热钢件热处理
GB/T 39191-2020 英文名称: Heat treatment for stainless steel and heat resistant steel parts
1 范围
本标准规定了不锈钢和耐热钢件常用材料、热处理方法及工艺、热处理设备、工艺过程、质量控制与检验、安全与环境卫生、能源消耗等方面的要求。
本标准适用于装备制造业用不锈钢和耐热钢件的热处理,其他行业也可参照执行。
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/T 7232 金属热处理工艺 术语
GB/T 9452 热处理炉有效加热区测定方法
GB 15735 金属热处理生产过程安全、卫生要求
GB/T 17358 热处理生产电耗计算和测定方法
GB/T 20878 不锈钢和耐热钢 牌号及化学成分
GB/T 27946 热处理工作场所空气中有害物质的限值
GB/T 30822 热处理环境保护技术要求
GB/T 30825 热处理温度测量
GB/T 32529 热处理清洗废液回收及排放技术要求
GB/T 32541 热处理质量控制体系
JB/T 10457 液态淬火冷却设备技术条件
3 术语和定义
GB/T 7232、GB/T 20878界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
可热处理强化钢
通过适当的热处理能够明显提高强度的钢。
3.2
不可热处理强化钢
通过热处理不能明显提高强度的钢。
3.3
调整热处理
为改变沉淀硬化型不锈钢的马氏体转变点而进行的固溶处理。
3.4
稳定化处理
为提高钢的耐腐蚀性能以及形状或尺寸的稳定性进行的热处理。
注:稳定化处理包括稳定化退火、稳定化回火处理。
4 常用不锈钢和耐热钢分类
不锈钢和耐热钢按热处理分为不可热处理强化钢和可热处理强化钢,按组织类型分为奥氏体型、铁素体型、马氏体型、奥氏体-铁素体型和沉淀硬化型不锈钢。常用不锈钢和耐热钢分类及新旧牌号对照见表1,表1中钢的化学成分符合GB/T 20878的规定。
5 热处理方法及工艺
5.1 不可热处理强化钢
5.1.1 对于要求提高耐腐蚀性能和塑性、消除冷作硬化的工件,应进行固溶处理。
5.1.2 对于形状复杂不宜进行固溶处理的工件,可进行去应力退火。
5.1.3 含钛或铌的不锈钢件,为了获得稳定的耐腐蚀性能,可进行稳定化退火。
5.1.4 对用于冷加工硬化的奥氏体不锈钢弹性件,为稳定尺寸,可进行稳定化回火处理。
5.2 可热处理强化钢
5.2.1 预备热处理
5.2.1.1 要求消除加工应力、降低硬度和提高塑性以及为了改善钢的切削加工性能和获得最佳组织的工件,可进行退火、两级退火或多级退火处理。
5.2.1.2 要求改善原始组织的工件,可进行正火+高温回火的预备热处理。
5.2.1.3 对于重要用途的沉淀硬化不锈钢工件应进行去氢处理以消除氢脆的影响。
5.2.2 最终热处理
5.2.2.1 要求提高强度、硬度和耐腐蚀性能的工件,应进行淬火+低温回火处理。
5.2.2.2 要求较高的强度和弹性极限,对耐腐蚀性能要求不高的工件,应进行淬火+中温回火处理。
5.2.2.3 要求得到良好的综合力学性能和一定的耐腐蚀性能的工件,应进行淬火+高温回火处理。
5.2.2.4 要求得到良好综合力学性能和耐腐蚀性能的沉淀硬化型不锈钢工件,可进行固溶+时效、固溶+冷处理或冷变形+时效等调整热处理。
5.2.3 重复热处理
5.2.3.1 当不锈钢或耐热钢件热处理后其力学性能未满足要求时,可进行重复热处理。但重复淬火或固溶处理次数应不超过两次。工件的补充回火不作为重复热处理。
5.2.3.2 淬火状态或低温回火后的马氏体不锈钢和耐热钢,重复淬火前应进行预热、退火或高温回火。
5.3 熔焊组合件
5.3.1 由可热处理强化不锈钢和耐热钢构成的熔焊组合件,根据工件图样的要求,可进行淬火+回火
或去应力退火。
5.3.2 由不可热处理强化的不锈钢和耐热钢构成的熔焊组合件,要求改善焊缝区域组织和耐腐蚀性能以及较充分地消除应力时,可进行固溶处理。对于形状复杂不宜进行固溶处理的熔焊组合件,可采用去应力退火。
5.3.3 由可热处理强化与不可强化的不锈钢和耐热钢构成的熔焊组合件,当要求以耐腐蚀性能为主
时,应进行固溶处理+低温回火;当要求以力学性能为主时,应进行淬火+低温回火或中温回火处理。
对于形状复杂的熔焊组合件,可进行去应力退火或高温回火。
5.4 常用不锈钢和耐热钢件的热处理工艺
5.4.1 常用不锈钢和耐热钢热处理工艺方法见表2。
5.4.2 常用不锈钢及耐热钢件退火、正火及高温回火工艺与性能,见表3。
5.4.3 常用不锈钢和耐热钢件淬火、固溶和回火、时效处理工艺与性能见表4。
5.4.4 常用沉淀硬化不锈钢件热处理工艺与性能见表5。
6 设备
6.1 加热设备
6.1.1 不锈钢和耐热钢工件可以用空气电阻炉、保护气氛炉、真空炉等加热。对于成品工件、薄壁工件、螺栓等,应在保护气氛炉或真空炉中加热。沉淀硬化型不锈钢成品件淬火(固溶)处理应使用真空炉。
6.1.2 加热炉有效加热区温度应按GB/T 9452的方法进行测定。淬火和回火用加热炉应不低于Ⅲ类炉,沉淀硬化型不锈钢和耐热钢时效处理用加热炉应不低于Ⅱ类炉。温度均匀性检验周期应符合GB/T 30825和GB/T 32541中的有关规定。
6.1.3 加热炉温度监控系统应符合GB/T 32541中的有关规定,每个加热区都应配备自动控制、记录和报警的温度仪表。
6.1.4 加热炉的仪表类型及系统准确度要求和校验周期应符合GB/T 32541中的有关规定。
6.1.5 保护气氛加热炉中的气氛应能调节和控制。保护气氛进入加热炉时,不应直接冲刷工件及对工件产生不良影响。当温度低于770℃时,可以使用氮气作为保护气氛,但不应使用从氨中分解出的氮作为保护气氛;温度高于770℃时,不应使用氮气作为保护气氛进行退火或固溶处理。
6.1.6 真空炉的压升率在真空度高于0.13Pa的状态下,应小于1.33Pa/h;炉内真空度和气氛应能根
据热处理工艺的要求进行调节。
6.2 冷却设备
6.2.1 冷却设备应符合JB/T 10457的规定。
6.2.2 冷却装置的容积应保证在连续生产条件下具有足够的冷却能力。
6.2.3 冷却装置应配备冷却循环系统以及搅拌装置(禁止用压缩空气搅拌),必要时应配备加热装置。
6.2.4 冷却装置内应安装测温仪表,其分辨率不大于5℃。
6.2.5 冷却装置内的油温应控制在20℃~80℃,水温应保持在10℃~40℃。
6.3 清洗设备
清洗设备应能满足工件清洗质量的要求,同时还应具备满足环保要求的装置。
7 工艺过程
7.1 生产前准备
7.1.1 热处理前应检查零件材料,确认技术要求和热处理工艺并选择合理的热处理设备及工艺材料,其过程应符合GB/T 32541的要求。
7.1.2 真空热处理绑扎零件的铁丝应去掉镀锌层。
7.1.3 真空淬火油首次加入或每次补充添加新油后应进行脱气。
7.2 清洗和清理
7.2.1 清洗和清理不应对工件产生有害影响。
7.2.2 工件及夹具在热处理前均应先清洗油污、残盐、油漆等污物,并进行烘干。
7.2.3 在真空炉中首次使用的夹具,应预先在低于工件所要求的真空度下进行除气净化处理。
7.2.4 不锈钢和耐热钢工件尤其是熔焊组合件,热处理后不宜采用酸洗的方法清洗,可根据工件要求和表面状况采用水溶性清洗剂或碳氢清洗剂进行清洗,废液回收或排放应符合GB/T 32529的规定。
7.2.5 用喷砂或喷丸的方法进行清理。
7.3 装炉
7.3.1 工件应放置在加热炉的有效加热区内。
7.3.2 对热处理过程中容易产生变形的工件应采用专用夹具。
7.3.3 料盘、料筐或夹具应使用不锈钢或耐热钢制作。
7.3.4 回火时装炉温度不应超过规定的回火温度。
7.4 加热
7.4.1 对形状复杂或截面有急剧变化以及有效厚度较大的工件应控制升温速率,必要时进行预热,以减少变形和防止开裂,预热方法......
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