本标准非等效采用美国 AMS 6278—1985《双真空冶炼优质航空轴承材料 4.1Cr-3.4Ni-4.2Mo-1.2V(0.11%~0.15%C)钢棒、锻件和管材》标准,其中冶炼方法、化学成分、晶粒度和淬硬性是等效采用该标准的有关规定。
本标准的附录A是标准的附录。
本标准由全国钢标准化技术委员会提出并归口。
本标准起草单位∶钢铁研究总院、洛阳轴承研究所、上海五钢(集团)有限公司、抚顺特殊钢(集团)有限责任公司、贵州虹山轴承总公司、洛阳轴承集团有限公司。
本标准主要起草人∶魏果能、雷建忠、沈顺德、颉军定、王 鹏、王文明、许 达。
一、范围
本标准规定了航空发动机用高温渗碳轴承钢的牌号、代号、尺寸及允许偏差、技术要求、包装、标志及质量证明书。
本标准适用于航空发动机轴承用高温渗碳轴承钢的热轧或锻制、冷拉圆钢(直条或盘状)和钢丝。
二、引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T 222—1984 钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差
GB/T 223.3—1988 钢铁及合金化学分析方法 二安替吡啉甲烷磷钼酸重量法测定磷量
GB/T 223.5—1997 钢铁及合金化学分析方法 还原型硅钼酸光度法测定酸溶硅含量
GB/T 223.11——1991 钢铁及合金化学分析方法 过硫酸铵氧化容量法测定铬量
GB/T 223.13—2000 钢铁及合金化学分析方法 硫酸亚铁铵滴定法测定钒含量
GB/T 223.19——1989 钢铁及合金化学分析方法 新亚铜灵-三氯甲烷萃取光度法测定铜量
GB/T 223.21——1994 钢铁及合金化学分析方法 5-Cl-PADAB分光光度法测定钴量
GB/T 223.22——1994 钢铁及合金化学分析方法 亚硝基R盐分光光度法测定钴量
GB/T 223.25——1994 钢铁及合金化学分析方法 丁二酮肟重量法测定镍量
GB/T 223.28—1994 钢铁及合金化学分析方法 α-安息香肟重量法测定钼量
GB/T 223.43—1994 钢铁及合金化学分析方法 钨量的测定
GB/T 223.53—1987 钢铁及合金化学分析方法 火焰原子吸收分光光度法测定铜量
GB/T 223.58——1987 钢铁及合金化学分析方法 亚砷酸钠-亚硝酸钠滴定法测定锰量
GB/T223.59-1987 钢铁及合金化学分析方法 锑磷钼蓝光度法测定磷量
GB/T 223.60—1997 钢铁及合金化学分析方法 高氯酸脱水重量法测定硅含量
GB/T 223.61——1988 钢铁及合金化学分析方法 磷钼酸铵容量法测定磷量
GB/T 223.62-1988 钢铁及合金化学分析方法 乙酸丁酯萃取光度法测定磷量
GB/T 223.63—1988 钢铁及合金化学分析方法 高碘酸钠(钾)光度法测定锰量
GB/T 223.64——1988 钢铁及合金化学分析方法 火焰原子吸收光谱法测定锰量
GB/T 223.65—1988 钢铁及合金化学分析方法 火焰原子吸收光谱法测定钴量
GB/T 223.67-1989 钢铁及合金化学分析方法 还原蒸馏-次甲基蓝光度法测定硫量
GB/T 223.71——1997 钢铁及合金化学分析方法 管式炉内燃烧后重量法测定碳含量
GB/T 223.72—1991 钢铁及合金化学分析方法 氧化铝色层分离-硫酸钡重量法测定硫量
GB/T 223.74——1997 钢铁及合金化学分析方法 非化合碳含量的测定
GB/T 224——1987 钢的脱碳层深度测定法
GB/T 226—1991 钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法
GB/T 231.1——2000 金属布氏硬度试验 第1部分 试验方法
GB/T 233——2000 金属材料顶锻试验方法
GB/T 702——1986 热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差
GB/T 905——1994 冷拉圆钢、方钢、六角钢尺寸、外形、重量及允许偏差
GB/T 908一1987 锻制圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差
GB/T1814——1979 钢材断口检验法
GB/T 2101——1989 型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定
GB/T 4336——1984 碳素钢和中低合金钢的光电发射光谱分析方法
GB/T10121——1988 钢材塔形发纹磁粉检验方法
GB/T11261—1989 高碳铬轴承钢化学分析方法 脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法测定氧量
GB/T 15711——1995 钢材塔形发纹酸浸检验方法
YB/T245—1964 滚珠及滚柱轴承用铬钢丝
YB/T5148—1993 金属平均晶粒度测定法
YB 4107——2000 航空发动机用高碳铬轴承钢
三、尺寸及允许偏差
钢材的尺寸及允许偏差,应符合下列标准∶
轧材∶直径为10~140mm按GB/T702—1986中1组的规定;
锻材∶直径为55~140mm按GB/T908——1987中1组的规定;
冷拉材:直径为8~30mm按GB/T905—1982中h11级的规定。经供需双方协商,可按其他级别交货;
钢丝∶钢丝按YB/T245—1964中表1的规定。
四、技术要求
4.1 牌号和化学成分∶
4.1.1 钢的牌号和化学成分(成品分析)应符合表1的规定。
4.1.2 钢中氧含量应不大于15×10-6。
4.2 冶炼方法
钢应采用真空感应加真空自耗(双真空)方法冶炼。
4.3 交货状态
钢材应以退火状态交货。
4.4 力学性能
4.4.1 钢材交货状态的布氏硬度应符合表2的规定。
4.4.2 淬硬性
钢材热处理后的洛氏硬度不小于35HRC(三点平均)。
4.5 断口
钢材断口必须均匀细致,无白点、缩孔及外来夹杂物。
4.6 低倍
4.6.1 低倍组织
4.6.1.1 钢材的横向低倍酸浸试片上不允许有缩孔、皮下气泡、白点、翻皮及内裂。
4.6.1.2 酸浸低倍组织级别应符合下列要求
直径不大于140mm的钢材,其中心疏松、一般疏松和偏析,按YB4107—2000附录B第一、二级别图评定,其合格级别均不得超过1.0级。
小于30mm的钢材,供方可在坯或材上进行低倍检验。
4.6.2 发纹
钢材应用塔形试样检验发纹,单条发纹长度应不大于0.6mm。
4.7 高倍
4.7.1 非金属夹杂物
非金属夹杂物按YB4107—2000附录B第四、五、六级别图进行评级,其合格级别应符合表3的规定。
直径不大于10mm钢材的氧化物、硫化物夹杂物级别>0.5~1.0级时,供需双方协商解决。
4.7.2 晶粒度
钢材的晶粒度为5级或更细,允许有不大于10%的3级晶粒存在。
4.8 表面质量
钢材表面不得有裂纹、折叠和结疤。
4.8.1 供热加工用的热轧或锻制钢材发现上述缺陷时,应予清除干净,其清理深度从实际尺寸算起∶直径小于80mm时,不得超过公称尺寸公差之半;直径不小于80mm时,不得超过公称尺寸公差。
4.8.2 供切削加工用的热轧或锻制钢材,表面允许有局部上述缺陷,其深度从公称尺寸算起∶直径小于80mm时,不得超过公称尺寸公差之半;直径不小于80mm时,不得超过公称尺寸公差。
4.8.3 供顶锻用的冷拉钢材,不得有上述缺陷,表面须光滑、干净、无氧化皮。
4.8.4 供车削零件用的冷拉钢材,表面允许有深度从公称尺寸算起不得超过直径1%的划痕、麻点、凹坑存在。
4.8.5 钢丝的表面质量按YB/T245规定执行。
五、试验方法
钢材的检验项目、取样数量、取样部位及试验方法应符合表4规定。
5.1 尺寸、外形
钢材尺寸测量,采用能保证测量精确度的卡尺或样板进行。
5.2 化学分析
钢的化学分析用试样按GB/T 222规定采取,化学分析方法按GB/T 223或GB/T4336规定。仲裁时,按GB/T223规定执行。
5.3 氧含量
钢中氧含量分析按GB/T11261规定。直径不小于20mm的钢材在半径1/2处取样,直径小于20mm钢材在中心处取样。
5.4 硬度
布氏硬度在去除钢材脱碳后,按GB/T231,1规定测定。
5.5 淬硬性
钢材按本标准5.9.1条的热处理工艺进行处理后,再进行检验。
5.6 断口
断口可在钢材的一面或两面开槽,然后折断进行检验。
5.7 低倍组织
直径不小于30mm的钢材用正火或退火的试片酸浸后检验低倍组织,酸浸是在30%~50%盐酸水溶液中进行,温度为60~70℃,浸蚀时间为30~40min。
直径小于30mm的钢材仅检查断口,供方可不作低倍组织检验,但须保证符合4.6.1的要求。
5.8 塔形检验发纹
钢材塔形车削发纹检验方法按GB/T15711规定。经供需双方协议也可按GB/T10121规定。
5.9 非金属夹杂物
5.9.1 检验非金属夹杂物的试样应先按下列规定进行淬火和回火。
淬火加热温度为110℃,每毫米保温1.5min,在油中冷却。回火温度560℃左右,回火时间2h。
5.9.2 检验非金属夹杂物在纵向试样(沿轧制方向)的面上,按最严重视场放大100倍检验非金属夹杂物的抛光试样,厚度为10~12mm,长度等于试料自边缘至中心的距离,每个试样于磨光前可截取2~4 块。
5.9.3 点状不变形夹杂物的检验,在检验非金属夹杂物时,如发现点状不变形夹杂物时,不应列在氧化物或硫化物评级范围内,须另行评定;但小于1级的点状不变形夹杂物仍应纳入一般氧化物或硫化物内进行评定。
点状不变形夹杂物的检验,在最严重视场放大100~125倍进行。
5.10 晶粒度
钢材的晶粒度的检验方法按YB/T5148规定。
热处理要求∶试样采取在中性气氛或中性盐浴适当的保护下进行处理,以减少氧化皮,防止试样渗碳或脱碳。热处理后的硬度不低于35HRC。热处理制度∶试样通过任何适当方法加热到1095~1105℃均透,在590~620℃盐浴炉中淬火保温2min,然后空冷到室温,或者直接空冷到室温,然后在525~550℃保温2h回火。
5.11 表面质量
钢材的表面质量用目视检查加探伤或目视检查加酸洗方法检验。
六、检验规则
6.1 检查与验收
钢材的质量由供方质量部门进行出厂检验。需方有权在钢材上按本标准规定进行验收。
6.2 组批规则
钢材应成批检验及验收。每批应由同一炉号、同一批号和同一热处理炉次的钢材组成。
6.3 复验和判定规则
每批钢材检验结果,当脱碳层、淬火硬度、退火硬度、晶粒度及碳化物不均匀性不合格时,供方可重新进行处理,并作为新的一批钢材重新检验,或逐支进行检查,合格者可以交货。当非金属夹杂物、发纹、低倍、断口不合格时不得交货。
七、包装、标志及质量证明书
钢棒、钢丝的包装、标志及质量证明书分别按GB/T 2101和YB/T 245规定。
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