ICS25.200J36不銹鋼和耐熱鋼件熱處理2020-10-11發布2021-05-01實施國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T39191—2020 1 13術語和定義 14常用不銹鋼和耐熱鋼分類 2 3 9 8質量控制與檢驗 9安全與環境衛生 Ⅲ本標準按照GB/T1.1—2009給出的規則起草。本標準由全國熱處理標準化技術委員會(SAC/TC75)提出并歸口。王廣生。1GB/T39191—2020不銹鋼和耐熱鋼件熱處理2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T7232金屬熱處理工藝術語GB/T9452熱處理爐有效加熱區測定方法GB/T17358熱處理生產電耗計算和測定方法GB/T20878不銹鋼和耐熱鋼牌號及化學成分GB/T27946熱處理工作場所空氣中有害物質的限值GB/T30822熱處理環境保護技術要求GB/T30825熱處理溫度測量GB/T32529熱處理清洗廢液回收及排放技術要求GB/T32541熱處理質量控制體系JB/T10457液態淬火冷卻設備技術條件3術語和定義GB/T7232、GB/T20878界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1通過適當的熱處理能夠明顯提高強度的鋼。3.2通過熱處理不能明顯提高強度的鋼。3.3為改變沉淀硬化型不銹鋼的馬氏體轉變點而進行的固溶處理。3.4為提高鋼的耐腐蝕性能以及形狀或尺寸的穩定性進行的熱處理。24常用不銹鋼和耐熱鋼分類素體型、馬氏體型、奧氏體-鐵素體型和沉淀硬化型不銹鋼。常用不銹鋼和耐熱鋼分類及新舊牌號對照見表1,表1中鋼的化學成分符合GB/T20878的規定。分類組織類型新牌號舊牌號不可熱處理強化鋼奧氏體型06Cr19Ni10#0Cr18Ni9#12Cr18Ni9*1Cr18Ni9°2Cr18Ni907Cr19Ni11Ti1Cr18Ni11Ti06Cr18Nil1Ti“0Cr18Nil1Tia06Cr18Ni11Nb20Cr18Nil1Nb?20Cr15Mn15Ni2N2Cr15Mn15Ni2N022Cr19Nil000Cr19Ni1012Cr18Mn9Ni5N1Cr18Mn8Ni5N14Cr23Ni1820Cr13Mn9Ni42Cr13Mn9Ni445Cr14Ni14W2Mo#4Cr14Nil4W2Mo"24Cr18Ni8W2*2Cr18Ni8W2°06Cr17Ni12Mo2?0Cr17Ni12Mo2#022Cr17Nil2Mo200Cr17Nil4Mo2鐵素體型奧氏體-鐵素體型12Cr21Ni5Ti1Cr21Ni5Ti可熱處理強化鋼馬氏體型06Cr130Cr1320Cr13°2Crl330Cr1340Cr134Crl3Y25Cr13Ni2Y2Cr13Ni28Cr1714Cr17Ni2*1Cr17Ni2°32Cr13Mo3Cr13Mo3表1(續)分類組織類型新牌號舊牌號可熱處理強化鋼馬氏體型95Cr189Cr1890Cr18MoV9Cr18MoV102Cr17Mo9Cr18Mo32Cr13Mo3Cr13Mo13Cr14Ni3W2VB1Cr14Ni3W2VB13Cr11Ni2W2MoV"40Cr10Si2Mo24Cr10Si2Mo"158Cr12MoV"1Cr12MoV"14Cr12Ni2WMoVNb1Cr12Ni2WMoVNb沉淀硬化型04Cr13Ni8Mo2Al022Cr12Ni9Cu2NbTi05Cr15Ni5Cu4Nb一05Cr17Ni4Cu4Nb"0Cr17Ni4Cu4Nb*07Cr17Ni7Al207Cr15Ni7Mo2Al"07Cr12Ni4Mn5Mo3Al0Cr12Ni4Mn5Mo3Al09Cr17Ni5Mo3N06Cr17Ni7AITi06Cr15Ni25Ti2MoAIVB0Cr15Ni25Ti2MoAlVB“耐熱鋼或可作耐熱鋼使用。5.2可熱處理強化鋼5.2.1.1要求消除加工應力、降低硬度和提高塑性以及為了改善鋼的切削加工性能和獲得最佳組織的45.2.1.3對于重要用途的沉淀硬化不銹鋼工件應進行去氫處理以消除氫脆的影響。5.2.2.3要求得到良好的綜合力學性能和一定的耐腐蝕性能的工件，應進行淬火+高溫回火處理。十冷處理或冷變形十時效等調整熱處理。5.2.3.1當不銹鋼或耐熱鋼件熱處理后其力學性能未滿足要求時，可進行重復熱處理。但重復淬火或固溶處理次數應不超過兩次。工件的補充回火不作為重復熱處理。5.3.1由可熱處理強化不銹鋼和耐熱鋼構成的熔焊組合件，根據工件圖樣的要求，可進行淬火+回火或去應力退火。5.3.2由不可熱處理強化的不銹鋼和耐熱鋼構成的熔焊組合件，要求改善焊縫區域組織和耐腐蝕性能5.3.3由可熱處理強化與不可強化的不銹鋼和耐熱鋼構成的熔焊組合件，當要求以耐腐蝕性能為主時，應進行固溶處理十低溫回火；當要求以力學性能為主時，應進行淬火+低溫回火或中溫回火處理。5.4.1常用不銹鋼和耐熱鋼熱處理工藝方法見表2。5.4.4常用沉淀硬化不銹鋼件熱處理工藝與性能見表5。常用不銹鋼熱處理工藝奧氏體型不銹鋼及耐熱鋼穩定化退火、去應力退火、固溶處理奧氏體-鐵素體型不銹鋼去應力退火、固溶處理馬氏體型不銹鋼及耐熱鋼完全退火、不完全退火、去應力退火、淬火、回火、冷處理沉淀硬化型不銹鋼去應力退火、固溶處理、冷處理、時效5序號組織類型鋼號不完全退火正火去應力退火或高溫回火加熱溫度/℃冷卻方式硬度/HBW加熱溫度/℃冷卻方式硬度/HBW加熱溫度/℃冷卻方式硬度/HBW1鐵素體型空冷或緩冷2馬氏體型06Cr13800～900緩冷3730~780空冷850～900420Cr13870～900爐冷空冷530Cr13640Cr137Y25Cr13Ni2840～860爐冷206～2858913Crl1Ni2W2MoV900～1010空冷14Cr12Ni2WMoVNb°空冷13Cr14Ni3W2VB930～950空冷95Cr18880～920爐冷90Cr18MoV880～920爐冷——40Cr10Si2Mo等溫退火：1000℃~1040℃,保溫1h,隨爐冷卻至750℃,保溫3h～4h,空冷820～920緩冷或約快冷32Cr13Mo870～900爐冷空冷158Cr12MoV840～880爐冷206～25468Cr17820～920緩冷85Cr17820～920緩冷800～920緩冷去應力退火的加熱溫度可以適當降低。b爐冷至600℃以下空冷。允許不經正火只進行回火。d正火并回火。6序號組織類型鋼號加熱冷卻方式MPa溫度/℃冷卻方式硬度/HBW溫度/℃冷卻方式1馬氏體型1000~油冷或空冷780～980580～650油冷或水冷254～302580～650油冷或水冷880～1080560～620285～341560～620980～1180550～580254～362550～5801080～1270520～560341～388520～560>1270空冷<300空冷220Cr13980~油冷或空冷690～880640～690油冷或空冷229~269650~690油或空冷880～1080560～640254～285600～650980～1180540～590285～341570～6001080～1270520～560341～388540～5701180～1370500～540388～445510～540>1370<350空冷<350330Cr13980~油冷或空冷880～1080580～620油冷或水冷254～285620～680油冷或水冷980～1180560～610285~341580～6101080～1270550～600341～388550～6001180～1370540～590388～445520～5701270～1470530～570445～514500～530>1470空冷<350空冷440Cr131000~油冷或空冷980～1180590～640油冷或水冷285～341600～650油冷空冷570～620341～388570～6101180～1370550～600388～445530～5801270～1470540～580——1370～1570300～357445～514300～370空冷>1570<350空冷<3505Y25Cr13Ni2油冷或空冷880～1080580～680油冷或水冷269～302580～680油冷或水冷980～1180540～630285～362540～6301080～1270520～580302～388520～5801180～1370500~540362～445500～540900～9301370～1570空冷44HRC<300空冷7表4(續)序號組織類型鋼號淬火或固溶處理按強度選擇的回火或時效按硬度選擇的回火或時效加熱溫度/℃冷卻方式抗拉強度/MPa回火或時效溫度“/℃冷卻方式硬度/HBW回火或時效溫度a/℃冷卻6馬氏體型950~1040油冷油冷或水冷油或空冷880～1080980~1180480~-5401.080~1270480～547空冷空冷713Crl1Ni2W2MoV990～1010油冷或空冷空冷空冷880～108084Crl2Ni2WMoVN1油冷或空冷空冷空冷880～1080913Cr14Ni3W2VB油冷或空冷空冷空冷95Cr18b油冷空冷90Cr18Moyb油冷空冷4Cr10Si2Mo油冷或空冷空冷奧氏體型06Cr19Ni10空冷或水冷水冷空冷或水冷空冷或水冷20Cr13Mn9Ni4空冷或水冷45Cr14Ni14W2Mo水冷620～-680空冷810～83024Cr18Ni8W2水冷空冷810～83006Cr18Nil1Ti920～115006Cr18NillNb980~115012Cr18Mn8Ni5N空冷或水冷14Cr23Ni18空冷或水冷8表4(續)序號組織類型鋼號淬火或固溶處理按強度選擇的回火或時效按硬度選擇的回火或時效加熱溫度/℃冷卻方式抗拉強度/MPa回火或時效溫度3/℃冷卻方式硬度/HBW回火或時效溫度3/℃冷卻方式奧氏體-鐵素體型12Cr21Ni5T950～1050空冷或水冷在保證強度和硬度的前提下，回火溫度可適當調整。h當采用上限淬火溫度時，可進行冷處理，并低溫回火。表5常用沉淀硬化型不銹鋼及耐熱鋼熱處理工藝及性能序號鋼號固溶熱處理按強度選擇按硬度選擇抗拉強度/MPa回火或時效硬度/HBW回火或時效105Cr17Ni4Cu4Nb°1030℃~1050℃,空冷或水冷580℃~620℃,空冷30~35HRC600℃~620℃,空冷550℃~580℃,空冷35～40HRC550℃~580℃,空冷>1080500℃~550℃,空冷38～43HRC500℃~550℃,空冷>1180480℃~500℃,空冷41～45HRC460℃~500℃,空冷207Cr17Ni7Al1050℃~1070℃,空冷或水冷一1050℃~1070℃,空冷或水冷+760℃×1.5h,空冷+565℃×1.5h,空冷>11401050℃~1070℃,空冷或水冷+950℃×10min,空冷十冷處理(—70℃×8h),恢復至室溫后再加熱510℃×(30min~60min),空冷>12509GB/T39191—2020表5(續)序號鋼號固溶熱處理按強度選擇按硬度選擇抗拉強度/MPa回火或時效硬度/HBW回火或時效307Cr15Ni7Mo2Al1050℃~1070℃,空冷或水冷1050℃~1070℃,空冷或水冷+760℃×1.5h,空冷+565℃×1.5h,空冷1050℃~1070℃,空冷或水冷+950℃×10min,空冷十冷處理(—70℃×8h),恢復至室溫后再加熱510℃×(0.5h~1h),空冷如工件需冷變形時，應適當提高固溶溫度，進行調整熱處理，然后再進行回火處理。經1050℃~1070℃加熱后可進行冷變形。6.1.1不銹鋼和耐熱鋼工件可以用空氣電阻爐、保護氣氛爐、真空爐等加熱。對于成品工件、薄壁工件、螺栓等，應在保護氣氛爐或真空爐中加熱。沉淀硬化型不銹鋼成品件淬火(固溶)處理應使用真空爐。6.1.2加熱爐有效加熱區溫度應按GB/T9452的方法進行測定。淬火和回火用加熱爐應不低于Ⅲ類爐，沉淀硬化型不銹鋼和耐熱鋼時效處理用加熱爐應不低于Ⅱ類爐。溫度均勻性檢驗周期應符合GB/T30825和GB/T32541中的有關規定。6.1.3加熱爐溫度監控系統應符合GB/T3254報警的溫度儀表。6.1.4加熱爐的儀表類型及系統準確度要求和校驗周期應符合GB/T32541中的有關規定。6.1.5保護氣氛加熱爐中的氣氛應能調節和控制。保護氣氛進入加熱爐時，不應直接沖刷工件及對工件產生不良影響。當溫度低于770℃時，可以使用氮氣作為保6.1.6真空爐的壓升率在真空度高于0.13Pa的狀態下，應小于1.33Pa/h;爐內真空度和氣氛應能根據熱處理工藝的要求進行調節。6.2冷卻設備6.2.1冷卻設備應符合JB/T10457的規定。6.2.2冷卻裝置的容積應保證在連續生產條件下具有足夠的冷卻能力。6.2.3冷卻裝置應配備冷卻循環系統以及攪拌裝置(禁止用壓縮空氣攪拌),必要時應配備加熱裝置。6.2.4冷卻裝置內應安裝測溫儀表，其分辨率不大于5GB/T39191—20206.2.5冷卻裝置內的油溫應控制在20℃~80℃,水溫應保持在10℃~40℃。7工藝過程7.1.1熱處理前應檢查零件材料，確認技術要求和熱處理工藝并選擇合理的熱處理設備及工藝材料，其過程應符合GB/T32541的要求。7.1.2真空熱處理綁扎零件的鐵絲應去掉鍍鋅層。7.1.3真空淬火油首次加入或每次補充添加新油后應進行脫氣。7.2.1清洗和清理不應對工件產生有害影響。7.2.4不銹鋼和耐熱鋼工件尤其是熔焊組合件，熱處理后不宜采用酸洗的方法清洗，可根據工件要求和表面狀況采用水溶性清洗劑或碳氫清洗劑進行清洗，廢液回收或排放應符合GB/T32529的規定。7.2.5用噴砂或噴丸的方法進行清理。7.3裝爐7.3.2對熱處理過程中容易產生變形的工件應采用專用夾具。7.3.4回火時裝爐溫度不應超過規定的回火溫度。7.4.1對形狀復雜或截面有急劇變化以及有效厚度較大的工件應控制升溫速率，必要時進行預熱，以a)一段預熱：800℃~850℃;b)兩段預熱：500℃~650℃和800℃~850℃。7.4.2工件加熱應有足夠的保溫時間，保溫起始時間是從工作區最后一支記錄熱電偶達到設定溫度下限開始計算。a)在單層散放情況下保溫時間按工件的有效厚度或條件厚度計算，見表6;而有效厚度或條件厚b)密集堆放時保溫時間應根據工件最大堆積有效厚度或條件厚度計算，當裝爐量對熱傳導有較c)對保溫時間有特殊要求的工件按圖紙技術要求執行。GB/T39191—2020表6保溫時間加熱設備保溫時間/min正火、淬火或固溶處理不完全退火、去應力退火或高溫回火鈑材、焊接件棒材、鍛件鈑材、焊接件、棒材、鍛件空氣電爐(保護氣氛爐)(5～10)min十(10～30)min十>300℃,(60～80)min+(1～3)min/mm×δ≤750℃,120min～180min真空爐≤750℃,(10～15)min+(3～4)min/mm×δ(60～80)min+(3～4)min/mm×δ>750℃,(10～15)min