軸承鋼鍛制棒材、環(huán)件及毛坯 編制說明

《軸承鋼鍛制棒材、環(huán)件及毛坯》編制說明1、任務來源本項目是依據(jù)國標委發(fā)【2023】63號國家標準化管理委員會關于下達2023年第四批推薦性國家標準計劃及相關標準外文版計劃的通知，項目編號為20232310-T-605，項目名稱為“軸承鋼鍛制棒材、環(huán)件及毛坯”。本項目是修訂GB/T32959-2016《高碳鉻軸承鋼大型鍛制鋼棒》標準，由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會主管，歸口單位全國鋼標準化技術委員會。主要起草單位:大冶特殊鋼有限公司、冶金工業(yè)信息標準研究院。計劃完成時間為2025年4月。2、主要工作過程起草(草案、調(diào)研)階段:計劃下達后，2024年1月由大冶特殊鋼有限公司成立工作組，負責主要起草工作。工作組對國內(nèi)風電、大型工程機械等行業(yè)用大規(guī)格軸承鋼鍛材及環(huán)件的產(chǎn)品和技術現(xiàn)狀及發(fā)展情況進行全面調(diào)研，并廣泛搜集國內(nèi)外相關標準和技術資料，開展了大量地研究分析、資料查證工作，結合實際應用生產(chǎn)情況，進行了全面總結和歸納，在此基礎上對GB/T32959-2016《高碳鉻軸承鋼大型鍛制鋼棒》標準進行修訂升級。經(jīng)工作組及有關專家研討后，對標準草案進行了充分的討論和細致的修改，于2024年4月末形成了標準征求意見稿及其編制說明等，報全國鋼標委軸承鋼分技術委員會秘書處。征求意見階段:收集條意見，采納其中條意見，并對標準討論稿修改。審查階段:后期補充報批階段:后期補充3、主要參加單位和工作組成員及其所做的工作本標準由大冶特殊鋼有限公司、冶金工業(yè)信息標準研究院共同起草。主要成員:劉光輝、田浩、李德勝、余雷、費三林、徐詠梅、紀肖。所做的工作:劉光輝任工作組組長，主持全面協(xié)調(diào)工作，負責對各階段標準的審核;田浩為本標準主要執(zhí)筆人，負責本標準的具體起草與編制人員包括；田浩、李德勝、余雷、費三林等負責國內(nèi)外相關技術文獻和資料的收集、分析及資料查證，對產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、性能和使用經(jīng)驗進行總結和歸納，負責對國內(nèi)外產(chǎn)品和技術的現(xiàn)狀與發(fā)展情況進行全面調(diào)研，負責對各方面的意見及建議進行歸納、整理；徐詠梅、紀肖負責本標準的標準化審查工作。本標準在制定過程中，遵循“面向市場、服務產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推出、及時修訂、不斷完善”的原則，本著先進性、科學性、合理性和可操作性以及標準的目標、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性和規(guī)范性的原則來進行本標準的制定工作。本標準在起草過程中主要按GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的要求起草。在確定本標準主要技術指標時，綜合考慮生產(chǎn)企業(yè)的能力和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)濟、社會效益，充分體現(xiàn)了標準在技術上的先進性和合理性。三、主要內(nèi)容說明1、標準名稱本項目立項的目的為關鍵部件用大規(guī)格軸承鋼鍛材及環(huán)件提供材料標準支持，以解決材料國產(chǎn)化問題。項目主要是對GB/T32959-2016《高碳鉻軸承鋼大型鍛制鋼棒》標準進行升級修訂，以YB/T4572-2016《軸承鋼輾軋環(huán)件及毛坯》為基礎，將環(huán)件及毛坯部分增補到本標準中。標準名稱更新為《軸承鋼鍛制棒材、環(huán)件及毛坯》。2、范圍GB/T32959-2016《高碳鉻軸承鋼大型鍛制鋼棒》適用于大型風電、工程機械、基礎建設等領域高端軸承套圈的制作。根據(jù)目前國內(nèi)外大規(guī)格軸承鋼鍛材需求情況，為了更好適應大型化高端軸承的需求，本次修訂新增了GCr18MnMo、GCr18MnMo1、GCr19SiMnMo三個淬透性強的高端牌號，主要是滿足更大尺寸規(guī)格套圈對鋼材淬透性的要求。同時增加軸承環(huán)件及毛坯部分。本文件適用于制作軸承套圈用公稱直徑400mm～1000mm高碳鉻軸承鋼鍛制鋼棒（以下簡稱鋼材）和外徑不小于500mm的環(huán)件及毛坯（以下簡稱環(huán)件），規(guī)格范圍保持原標準規(guī)定不變。本文件規(guī)定了高碳鉻軸承鋼鍛制棒材、環(huán)件及毛坯的訂貨內(nèi)容、尺寸、外形、重量、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、標志及質(zhì)量證明書。新增材料相關牌號，國內(nèi)外行業(yè)及相關標準如下表1。表1新增牌號國內(nèi)外相關標準及牌號對照序號1233、尺寸和外形3.1鍛制棒材（1）對剝皮鋼材進行了具體明確的定義，定義為車削剝皮鋼材。便于軸承制造廠根據(jù)需要選擇鋼材表面狀態(tài)。（2）根據(jù)實際使用情況和鋼廠實際生產(chǎn)情況，對鋼材尺寸公差進行了調(diào)整。與GB/T908保持一致，具體調(diào)整如下表。表2磨光鋼材的直徑及其允許偏差單位為毫米>500～800>800～10000000000000000000003.2環(huán)件參照YB/T4572-2016《軸承鋼輾軋環(huán)件及毛坯》標準，增加了環(huán)件及毛坯的尺寸及允許偏差。具體如下（1）環(huán)件毛坯交貨的尺寸及允許偏差由供需雙方協(xié)商確定。（2）環(huán)件粗車交貨的尺寸及允許偏差應符合下表的規(guī)定。經(jīng)供需雙方協(xié)商，并在合同中注明，也可按其他尺寸或偏差供貨。（3）環(huán)件精車交貨的尺寸及允許偏差應按供需雙方確認的圖紙或要求執(zhí)行。表3環(huán)件粗車交貨尺寸及允許偏差單位為毫米000>1500～2500000>2500～3000000>3000～5000000>50004、交貨狀態(tài)《軸承鋼輾軋環(huán)件及毛坯》標準的交付狀態(tài)交貨。5、技術要求5.1牌號和化學成分GCr15、GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo牌號保持原標準規(guī)定不變，化學成分主調(diào)元素控制不變。根據(jù)目前軸承制造廠對φ400mm以上大尺寸軸承鋼鍛材品種的需求，軸承鋼鍛材生產(chǎn)風電軸承、盾構機軸承向大型化方向發(fā)展，主軸承尺寸更大，套圈需要提高淬透性。因此，參照YB/T4826-2020《高淬透性高碳鉻軸承鋼》、ISO683-17：2023“Heat-treatedsteels.alloysteelsandfree-cuttingsteels-Part17:Ballandrollerbearingsteels”和客戶協(xié)議標準。增加了GCr18MnMo、GCr18MnMol和GCr19SiMnMo三個牌號和化學成分，這三個高碳鉻軸承鋼牌號在實際大型軸承制造中已得到很好的應用，因此納入很有必要。國內(nèi)外標準對各牌號中碳、鉬、硫、磷等合金元素含量的規(guī)定基本相同，各標準對牌號的化學成分存在的主要差異在于硅、鉻、錳等元素。本標準規(guī)定，牌號與我國標準YB/T4826—2020《高淬透性高碳鉻軸承鋼》一致?；瘜W成分稍作調(diào)整，主要元素控制與ISO683-17：2023一致。同時，考慮到實際應用中，為改善大鍛材偏析情況，已經(jīng)有部分客戶提出GCr19SiMnMo鋼C含量下限按0.90%，因此本標準GCr19SiMnMo鋼C含量下限優(yōu)化為0.90%。大規(guī)格軸承鋼鍛材主要用于制作重大準備軸承，對產(chǎn)品質(zhì)量要求高。因此P、S、Ti含量均參照GB/T18254-2016《高碳鉻軸承鋼》中高級優(yōu)質(zhì)鋼級別做修改。參照GB/T18254-2016《高碳鉻軸承鋼》氧含量要求，將真空脫氣軸承鋼氧含量要求加嚴調(diào)整為不大于0.0012%。參照鐵路軸承鋼標準和目前協(xié)議標準客戶要求增加電渣重熔軸承鋼氧含量要求為不大于0.0020%?？紤]到軸承鋼鍛材用于主軸承用軸承均為大尺寸的鋼產(chǎn)品，為防止鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生白點缺陷，因此對氫含量作了要求(≤0.0002%）。國內(nèi)外標準中各牌號對應的化學成分調(diào)研情況，主要參照GB/T18254高級優(yōu)質(zhì)鋼、YB/T4826-2020和ISO683-17：2023。國內(nèi)外標準中各牌號對應的化學成分和殘余元素分別見表5和表5牌號及主要化學成分C表6鋼中殘余元素標準化學成分(質(zhì)量分數(shù))/%NiCuPSCaO4HTiAlAsAs+Sn+SbPb不大于YB/T4826—20200.250.250.0250.015 0.0012 0.00550.050.040.0750.002ISO683-17:2023 0.30.0250.0150.00150.0012 0.0030.05 本標準0.250.250.020.015 a)0.00020.0030.050.040.0750.002a)真空脫氣鋼應不大于0.0012%。b)電渣重熔鋼應不大于0.0020%綜合上述考慮制定了本文件中的牌號和化學成分，如表7和表8。表7牌號和化學成分C表8鋼中殘余元素含量PSH5.2成品的化學成分允許偏差鋼材上均存在元素偏析，導致成品成分與熔煉成分明有顯差異，成分允許偏差與GB/T32959-2016《高碳鉻軸承鋼大型鍛制鋼棒》保持不變。成品化學成分允許偏差符合表9的規(guī)定。表9圓鋼的成品化學分析允許偏差CPS+++++0.00050+0.01005.3冶煉方法經(jīng)調(diào)研國外材料主要采用模鑄工藝生產(chǎn)，電渣重熔主要利用真空脫氣鋼作母料而進行的第二次冶煉過程，可有效去除鋼中的大尺寸夾雜物和改善成分偏析，能保證產(chǎn)品穩(wěn)定可靠，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼的常用方法，但生產(chǎn)效率低和成本高。用戶為了降低成本，也有選用真空脫氣模鑄鋼材制作，現(xiàn)在實際供應的軸承鋼鍛材采用當前最先進的真空脫氣和電渣重熔兩種冶煉方法生產(chǎn)，并澆注成鋼錠及電渣錠產(chǎn)品，再鍛造、碾環(huán)生產(chǎn)使用。為了滿足各軸承用戶的實際需求，本文件規(guī)定鋼應采用真空脫氣或電渣重熔均可，同時為保證鋼材質(zhì)量，要求電渣重熔需要氣體保護電渣且只能一支電極煉一支鋼錠，不可采用交換電極冶煉。5.4制造工藝依據(jù)實際經(jīng)驗及實際客戶需求，制定“鋼材鍛造比：Φ≤700mm的鋼材鍛造比≥3；Φ>700mm的鋼材鍛造比≥2.5。也可雙方協(xié)商?！?.5交貨硬度5.5.1國內(nèi)外對硬度的要求查詢國內(nèi)外標準，各鋼種均對退火硬度有要求，如表10。表10國內(nèi)外標準硬度要求5.5.2鍛制圓鋼退火目的主要是消除熱應力和適合鋸切下料。本標準高碳鉻軸承鋼原牌號軟化退火硬度按原標準要求不變，即不大于245HBW，新增三個牌號退火硬度參照國內(nèi)外標準和實際生產(chǎn)情況為不大于260HBW。5.5.3環(huán)件原牌號硬度要求不變，新增牌號硬度參照國內(nèi)外標準和實際生產(chǎn)情況規(guī)定如表11。表11圓鋼的退火硬度5.6低倍組織5.6.1低倍組織取樣參照YB/T4826-2020《高淬透性高碳鉻軸承鋼》和GB/T18254-2016《高碳鉻軸承鋼》規(guī)定。5.6.2國內(nèi)外標準對圓鋼低倍組織的要求表12國內(nèi)外標準對圓鋼低倍組織的要求標準低倍要求檢測標準ASTMA485-2017S2.R2.C2ASTME381ISO683-17:2023協(xié)商YB/T4826-2020GB/T18254-2016高級優(yōu)質(zhì)鋼中心疏松1.0級，一般疏松1.0級，錠型偏析1.0級；GB/T18254-2016原標準未對低倍作具體要求，考慮≥400mm真空脫氣鍛材規(guī)格較大，結合客戶實際使用需求，低倍組織要求規(guī)定如下表：表13低倍組織直徑Φ（mm）一般疏松中心疏松錠型偏析不大于400≤Φ＜5002.0500≤Φ＜6002.02.0600≤Φ＜7002.52.0700≤Φ≤8003.03.02.0注：直徑Φ≥600mm～800mm的鋼材，可不檢驗低倍組織，以超聲檢測代替；直徑Φ>800mm~1000mm的鋼材，以超聲檢測代替低倍組織檢驗。5.6.3環(huán)件可不檢驗低倍組織，或雙方協(xié)商。5.7宏觀夾雜物國內(nèi)外標準對宏觀夾雜物的要求如表14，國外主要采用磁粉探傷檢測夾雜物長度，國內(nèi)主要采用塔型、藍脆斷口方法檢測，但這些方法僅檢測面積上的夾雜物長度，采用高頻超聲探傷檢測方法僅作為特殊要求提出，這種方法應用較晚。表14國內(nèi)外標準對宏觀夾雜物的要求標準宏觀夾雜物要求ASTMA485-2017協(xié)商磁粉方法：單個夾雜物總長度不超過200mm/m2ISO683-17：2023協(xié)商YB/T4826-2020GB/T18254-2016發(fā)藍斷口：不大于2.5mm/dm2，單條長度不大于3mm特殊要求：高頻超聲檢測考慮到鍛制棒材生產(chǎn)產(chǎn)品的要求高，對鋼中宏觀夾雜物采用水浸法超聲探傷檢測，根據(jù)實際情況制定了水浸超聲探傷檢測宏觀夾雜物的要求：按GB/T38683水浸超聲波探傷方法檢驗，UT影像缺陷密度≤10mm/dm3，單個缺陷影像長度不得超過5.0mm。5.8非金屬夾雜物非金屬夾雜物取樣參照YB/T4826-2020《高淬透性高碳鉻軸承鋼》和GB/T18254-2016《高碳鉻軸承鋼》規(guī)定。國內(nèi)外軸承鋼標準對非金屬夾雜物的要求見表15表15國內(nèi)外軸承鋼標準對非金屬夾雜物的要求ABCDASTMA485-2017-00真空脫氣高碳軸承鋼進行非金屬夾雜物檢驗.其非金屬夾雜物級別要求按GB/T18254-2016中高碳鉻軸承鋼的高級優(yōu)質(zhì)鋼級別制定。而電渣重熔高碳鉻軸承鋼的夾雜物的DS相對要好，規(guī)定電渣重熔高碳軸承鋼的DS不大于1.5級，這符合鋼材質(zhì)量實際情況。按照按GB/T18254-2016中非金屬夾雜物檢驗分類進行了描述，便于其檢驗方法統(tǒng)一，規(guī)定每爐鋼的圓鋼應進行非金屬夾雜物檢驗.按GB/T10561中的A法進行評級.非金屬合格級別保持原標準不變。其檢驗結果應符合表16規(guī)定:表16非金屬夾雜物合格級別ABCDDS合格級別，不大于，級005.9碳化物不均勻性5.9.1國內(nèi)外高碳鉻軸承鋼標準對碳化物不均勻性的要求在國內(nèi)外標準中部分有對高碳鉻軸承鋼中碳化物不均勻性的要求，如表17。表17國內(nèi)外高碳鉻軸承鋼標準對碳化物不均勻性的要求標準碳化物組織要求檢測標準ISO683-17：2023碳化物分布：協(xié)商ISO5949ASTMA485-2017協(xié)商GB/T18254-2016高級優(yōu)質(zhì)鋼(1)網(wǎng)狀:不超第7評級圖GB/T18254-201680mm≤Φ≤15060mm≤Φ≤150mm:≤3.0級;mm:≤3.5級mm:≤2.0級;mm:≤2.5級5.9.2GB/T18254-2016《高碳鉻軸承鋼》制定了高碳鉻軸承鋼圓鋼的碳化物帶狀、碳化物網(wǎng)狀、碳化物液析的級別要求，原標準未做規(guī)定。本標準棒材碳化物液析的尺寸規(guī)格及級別相對GB/T18254-2016標準部分加嚴，考慮到鍛材規(guī)格較大，后續(xù)軸承廠還需鍛造加工，因此碳化物網(wǎng)狀不作要求，碳化物帶狀做如下規(guī)定。具體要求如下下表：表18碳化物不均勻性直徑規(guī)格Φ（mm）碳化物液析碳化物帶狀400≤Φ＜600≤1.0≤3.5600≤Φ＜800≤1.5≤4.0800≤Φ＜1000≤2.0≤4.05.9.3環(huán)件碳化物網(wǎng)狀、帶狀和液析合格級別由供需雙方協(xié)商確定。5.10顯微組織鍛材軟化退火交付，不檢測顯微組織。環(huán)件參照YB/T4572-2016《軸承鋼輾軋環(huán)件及毛坯》標準要求，規(guī)定球化退火交貨的環(huán)件的顯微組織應為細小、均勻、完全球化的珠光體組織：a)壁厚不大于60mm的環(huán)件，其合格級別2級～4級；b)壁厚大于60mm的環(huán)件，其合格級別由供需雙方協(xié)商。5.11脫碳層5.11.1國內(nèi)外軸承鋼標準對脫碳和缺陷的要求表19國內(nèi)外軸承鋼標準對脫碳和缺陷的要求標準脫碳和缺陷要求檢測標準ISO683-17：2023協(xié)商ISO3887ASTMA485-2017熱軋退火棒：≤25.4：≤0.38mm；25.4-50.8：≤0.56mm50.8-76.2：≤0.76mm；76.2-101.6:≤1.14mm；101.6-127：≤1.65mmASTME1077YB/T4826-2020GB/T18254-201620-150mm:1%D>150：協(xié)商GB/T224高碳鉻軸承鋼表面脫碳對其滾動面存在硬度影響，硬度的不均勻性會導致失效，原標準未做規(guī)定，本文件根據(jù)YB/T4826-2020和GB/T18254-2016高碳鉻軸承鋼標準制定了圓鋼的表面每邊總脫碳層深度應不大于公稱直徑的1.0%，最大不得大于5mm；車削剝皮狀態(tài)交貨的鋼材表面每邊總脫碳層深度不超過1.0mm的要求。5.12晶粒度5.12.1國內(nèi)外標準對中碳軸承鋼和高碳鉻軸承鋼的晶粒度要求表20國內(nèi)外標準對中碳軸承鋼和高碳鉻軸承鋼的晶粒度要求標準晶粒度要求檢測標準熱處理工藝ISO683-17：2023無--ASTMA485-20178級及更細ASTME112≤843℃淬火YB/T4826-2020GB/T18254-2016高級優(yōu)質(zhì)鋼無--5.12.2高碳鉻軸承鋼鍛制后，軸承廠還需后續(xù)進一步加工及熱處理。國內(nèi)標準中對高碳鉻軸承鋼均沒有晶粒度檢測要求，僅能參考國外標準ASTMA485-03對高碳鉻軸承鋼圓鋼的晶粒度要求來制定，規(guī)定高碳鉻軸承鋼鍛造圓鋼的奧氏體平均晶粒度應為7級及更細。高碳鉻軸承鋼為本質(zhì)細晶粒鋼，晶粒度可達8級，因此規(guī)定鋼廠保證合格，可不檢測。5.13超聲檢測5.13.1國內(nèi)外軸承鋼標準中均無無損探傷的具體要求，主要雙方協(xié)商，本標準根據(jù)實際應用情況規(guī)定如下。表21鋼材超聲檢測合格質(zhì)量等級>400～800>800～1000環(huán)件應按GB/T6402進行超聲檢測，真空脫氣環(huán)件不超過