ICS25.200 J36 中华人民共和国国家标准 GB/T32539—2016 高 温 渗 碳 Hightemperaturecarburizing 2016-02-24发布 2016-09-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—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。 本标准负责起草单位:天龙科技炉业(无锡)有限公司、北京机电研究所、天津创真金属科技有限公 司、爱协林热处理系统(北京)有限公司、内蒙古第一机械制造集团有限公司、西安福莱特热处理有限 公司。 本标准参加起草单位:南京高速齿轮制造有限公司热处理分厂、上海振华重工集团(南通)传动机械 有限公司、浙江尚鼎工业炉有限公司、北京恒智友科技开发中心。 本标准起草人:湛宪宪、李俏、姜敬东、殷汉奇、赵文军、毛润辉、薛元强、刘臻、褚浩、杨鸿飞、叶玉芳、 毕革平、蔡红、徐跃明。 ⅠGB/T32539—2016 高 温 渗 碳 1 范围 本标准规定了钢件在950℃以上高温气体渗碳的常用钢种、设备、工艺、质量检验、能源消耗及安全 卫生要求等。 本标准适用于钢件的气体高温渗碳。 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/T230.1 金属材料洛氏硬度试验 第1部分:试验方法 (A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标 尺) GB/T1182 产品几何技术规范(GPS) 几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注 GB/T3077 合金结构钢 GB/T4340.1 金属材料 维氏硬度试验 第1部分:试验方法 GB/T4341 金属肖氏硬度试验方法 GB/T5216 保证淬透性结构钢 GB5226.1 机械安全 机械电气设备 第1部分:通用技术条件 GB5959.4 电热装置的安全 第4部分:对电阻加热装置的特殊要求 GB/T6394 金属平均晶粒度测定法 GB/T7232 金属热处理工艺 术语 GB/T9450 钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核 GB/T9452 热处理炉有效加热区测定方法 GB/T10067.1 电热装置基本技术条件 第1部分:通用部分 GB/T10067.4 电热装置基本技术条件 第4部分:间接电阻炉 GB15735 金属热处理生产过程安全卫生要求 GB/T15822.1 无损检测 磁粉检测 第1部分:总则 GB/T16924 钢件的淬火与回火 GB/T17358 热处理生产电耗计算和测定方法 GB/T19944 热处理生产燃料消耗定额及其计算和测定方法 GB/T25744 钢件渗碳淬火回火金相检验 3 术语和定义 GB/T7232和GB/T10067.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 高温渗碳 hightemperaturecarburizing 在950℃以上温度进行的渗碳。 1GB/T32539—2016 3.2 碳黑极限 sootlimit 渗碳气氛在对应温度下开始析出碳黑时的碳势。 4 待处理工件 4.1 材料 采用高温渗碳的工件应优先选用晶粒长大耐受温度较高的细晶粒钢,常用钢种见表1。 表1 高温渗碳常用钢种 钢种类别 钢号 合金结构钢 GB/T307720CrMnTi,20CrMnMo,12CrMoV,25Cr2MoVA,25Cr2Mo1VA,12CrNi2,12CrNi3, 12Cr2Ni4,20CrNi,20CrNi3,20Cr2Ni4,20CrNiMo,18CrNiMnMoA,18Cr2Ni4WA, 25Cr2Ni4WA 保证淬透性结构钢 GB/T521612Cr2Ni4H,20CrNi3H,16CrMnH,20CrMnH,22CrMoH,20CrNiMoH,20CrMnMoH, 15CrMnBH,17CrMnBH,20Cr2Ni4H,20CrNi2MoH,15CrMoH,20CrMoH,20MnVBH, 20MnTiBH 其他钢种15CrNi3Mo,17CrNiMo6,18CrNiMo7-6,20Cr3MoWVAH,20Cr2Ni4WAH,17Cr2Ni2MoH, 18CrMnNiMoAH,G20CrNi2MoH 4.2 加工状态 根据表2所列项目注明待处理工件的加工状态,并保存相关记录。 表2 待处理工件的加工状态 项目 备注 (1)材料数据 牌号 化学成分a 炼钢炉号a 硬度及其他力学性能a 淬透性a 金相组织a 晶粒度、脱碳层、非金属夹杂物、显微组织 (2)处理前的加工制造方法 铸造 锻造 轧制 挤压 冲压 拉拔 旋压 焊接 气割 机械加工 注明铸造工艺,必要时应注明金相组织 注明冷锻、热锻,必要时应注明锻造比 注明冷轧、热轧 注明冷挤压、热挤压 注明冷、热冲压状态 注明冷、热拉拔 注明冷、热旋压 注明焊接方法 注明气割方法 注明机械加工方法及切削量 2GB/T32539—2016 表2(续) 项目 备注 (3)处理前的热处理状态 正火 完全退火 球化退火 去应力退火 淬火回火(调质)需要时,注明加热温度、保温时间和冷却方法 (4)矫正及其程度a注明冷矫正或热矫正 a可根据工件的具体要求,部分或全部省略。 4.3 外观、质量、形状、尺寸、精度 工件的外观、质量、形状、尺寸、精度偏差要求应符合GB/T1182的规定,记录应予以保存,见表3。 表3 待处理工件的外观、质量、形状、尺寸、精度记录 项目 备注 (1)外观 裂纹、划痕、锈蚀、黑皮等 (2)质量a以千克作为计量单位 (3)工件的形状a 特殊形状 厚度差异 孔的形状及位置用简图表示 (4)尺寸和精度a 尺寸 整体加工偏差 表面粗糙度 尺寸精度 形状偏差b 定向公差b 定位公差b用简图表示 直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度及面轮廓度 平行度、垂直度、倾斜度 位置度、同轴度、同心度、对称度 a可根据工件的具体要求,部分或全部省略。 b各形位公差的定义依据GB/T1182。 4.4 待处理件的验收 应根据5.1、5.2和5.3的规定验收工件。必要时应对一些重要的或有疑问的项目进行复检。 5 高温渗碳设备 5.1 设备组成与基本要求 高温渗碳设备可以是周期式炉或连续式炉生产线。生产线一般由高温渗碳炉、缓冷装置、淬火装 3GB/T32539—2016 置、回火炉、清洗机及辅助设备、气氛系统和控制系统等组成。 高温渗碳设备应符合GB/T10067.4的有关规定。高温渗碳设备应满足高温渗碳工艺的要求。 高温渗碳设备的安全性应符合GB5226.1和GB5959.4中的有关规定。高温渗碳设备应具有良好 的可靠性和易维修性,以满足高温渗碳工艺在高温下长时间作业的需要。 5.2 高温渗碳炉 5.2.1 加热元件 加热元件采用高电阻电热合金或其他材料,应满足高温和高碳势气氛下的稳定工作,其工作寿命应 不低于1年。 5.2.2 炉衬 炉衬应满足高温和高碳势渗碳气氛下的稳定工作;其工作寿命应不低于5年,炉衬材料和结构应能 保证炉体表面温升≤50℃。 5.2.3 循环风机 应满足高温渗碳工艺中炉温和气氛均匀性的要求,其工作寿命应不低于1年。 5.2.4 炉内构件 炉底承重装置或炉底导轨、炉罐、马弗、气氛导流装置等应有足够的高温强度,确保设备能在高温和 高碳势渗碳气氛下稳定工作,其工作寿命应不低于3年。 5.2.5 快冷装置 需要在高温渗碳后快冷降温的渗碳炉应配备快冷装置,从1050℃~900℃的快速冷却时间应不 大于1h。 5.2.6 安全装置 设备应配置超温连锁保护装置、安全温度与渗碳气氛供给的联锁控制装置、炉压控制与联锁控制装 置、泄压和防爆装置、废气燃烧联锁控制与排放装置等,确保设备安全可靠运行。 5.2.7 密封 设备应具有良好的密封,避免炉气泄漏。 5.2.8 取样装置 应配有定碳装置、试样装置和供红外分析仪取气分析的接口。 5.2.9 温度控制 5.2.9.1 最高使用温度不低于1100℃。 5.2.9.2 炉温控制精度≤±1℃。 5.2.9.3 炉温均匀性≤±8℃。炉温均匀性应按GB/T9452的规定进行测定。 5.2.10 气氛控制 5.2.10.1 高温渗碳气氛推荐使用滴注式气氛或氮气+甲醇气氛。使用氮气+甲醇气氛时,应采取措施 4GB/T32539—2016 确保氮气和甲醇的流量比例稳定。 5.2.10.2 气氛碳势控制应配备主控和监控系统。主控系统使用氧探头控制碳势,氧探头使用温度应能 达到1100℃,最高测量碳势不低于1.5%C;监控系统使用氧探头或CO、CO2红外分析仪监控碳势。 5.2.10.3 碳势控制精度≤±0.05%C。 5.2.11 工艺过程控制系统 可配置渗碳智能专家系统软件,实现渗碳工艺的离线辅助设计及工艺过程的在线动态实时控制。 5.3 淬火装置 5.3.1 淬火装置应配有淬火介质的搅拌、加热和热交换系统。 5.3.2 淬火介质的温度应能调节和控制。 5.3.3 淬火装置应配有防爆、灭火、排烟、液位监控等安全设施。 5.4 缓冷装置 5.4.1 缓冷装置必要时可配备可通入保护气氛或介质的流量控制装置,以防止工件在缓冷过程中的氧 化、脱碳。 5.4.2 缓冷装置需要时可配备能调节缓冷速度的降温装置。 5.5 高温回火炉 5.5.1 应配备炉气循环装置和保护气氛装置。 5.5.2 温度控制精度≤±1℃。 5.5.3 炉温均匀性≤±8℃。炉温均匀性应按GB/T9452的规定进