轴承钢锻制棒材、环件及毛坯 编制说明

《轴承钢锻制棒材、环件及毛坯》编制说明1、任务来源本项目是依据国标委发【2023】63号国家标准化管理委员会关于下达2023年第四批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知，项目编号为20232310-T-605，项目名称为“轴承钢锻制棒材、环件及毛坯”。本项目是修订GB/T32959-2016《高碳铬轴承钢大型锻制钢棒》标准，由中国钢铁工业协会主管，归口单位全国钢标准化技术委员会。主要起草单位:大冶特殊钢有限公司、冶金工业信息标准研究院。计划完成时间为2025年4月。2、主要工作过程起草(草案、调研)阶段:计划下达后，2024年1月由大冶特殊钢有限公司成立工作组，负责主要起草工作。工作组对国内风电、大型工程机械等行业用大规格轴承钢锻材及环件的产品和技术现状及发展情况进行全面调研，并广泛搜集国内外相关标准和技术资料，开展了大量地研究分析、资料查证工作，结合实际应用生产情况，进行了全面总结和归纳，在此基础上对GB/T32959-2016《高碳铬轴承钢大型锻制钢棒》标准进行修订升级。经工作组及有关专家研讨后，对标准草案进行了充分的讨论和细致的修改，于2024年4月末形成了标准征求意见稿及其编制说明等，报全国钢标委轴承钢分技术委员会秘书处。征求意见阶段:收集条意见，采纳其中条意见，并对标准讨论稿修改。审查阶段:后期补充报批阶段:后期补充3、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作本标准由大冶特殊钢有限公司、冶金工业信息标准研究院共同起草。主要成员:刘光辉、田浩、李德胜、余雷、费三林、徐咏梅、纪肖。所做的工作:刘光辉任工作组组长，主持全面协调工作，负责对各阶段标准的审核;田浩为本标准主要执笔人，负责本标准的具体起草与编制人员包括；田浩、李德胜、余雷、费三林等负责国内外相关技术文献和资料的收集、分析及资料查证，对产品生产工艺、性能和使用经验进行总结和归纳，负责对国内外产品和技术的现状与发展情况进行全面调研，负责对各方面的意见及建议进行归纳、整理；徐咏梅、纪肖负责本标准的标准化审查工作。本标准在制定过程中，遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推出、及时修订、不断完善”的原则，本着先进性、科学性、合理性和可操作性以及标准的目标、统一性、协调性、适用性、一致性和规范性的原则来进行本标准的制定工作。本标准在起草过程中主要按GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求起草。在确定本标准主要技术指标时，综合考虑生产企业的能力和用户的利益，寻求最大的经济、社会效益，充分体现了标准在技术上的先进性和合理性。三、主要内容说明1、标准名称本项目立项的目的为关键部件用大规格轴承钢锻材及环件提供材料标准支持，以解决材料国产化问题。项目主要是对GB/T32959-2016《高碳铬轴承钢大型锻制钢棒》标准进行升级修订，以YB/T4572-2016《轴承钢辗轧环件及毛坯》为基础，将环件及毛坯部分增补到本标准中。标准名称更新为《轴承钢锻制棒材、环件及毛坯》。2、范围GB/T32959-2016《高碳铬轴承钢大型锻制钢棒》适用于大型风电、工程机械、基础建设等领域高端轴承套圈的制作。根据目前国内外大规格轴承钢锻材需求情况，为了更好适应大型化高端轴承的需求，本次修订新增了GCr18MnMo、GCr18MnMo1、GCr19SiMnMo三个淬透性强的高端牌号，主要是满足更大尺寸规格套圈对钢材淬透性的要求。同时增加轴承环件及毛坯部分。本文件适用于制作轴承套圈用公称直径400mm～1000mm高碳铬轴承钢锻制钢棒（以下简称钢材）和外径不小于500mm的环件及毛坯（以下简称环件），规格范围保持原标准规定不变。本文件规定了高碳铬轴承钢锻制棒材、环件及毛坯的订货内容、尺寸、外形、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书。新增材料相关牌号，国内外行业及相关标准如下表1。表1新增牌号国内外相关标准及牌号对照序号1233、尺寸和外形3.1锻制棒材（1）对剥皮钢材进行了具体明确的定义，定义为车削剥皮钢材。便于轴承制造厂根据需要选择钢材表面状态。（2）根据实际使用情况和钢厂实际生产情况，对钢材尺寸公差进行了调整。与GB/T908保持一致，具体调整如下表。表2磨光钢材的直径及其允许偏差单位为毫米>500～800>800～10000000000000000000003.2环件参照YB/T4572-2016《轴承钢辗轧环件及毛坯》标准，增加了环件及毛坯的尺寸及允许偏差。具体如下（1）环件毛坯交货的尺寸及允许偏差由供需双方协商确定。（2）环件粗车交货的尺寸及允许偏差应符合下表的规定。经供需双方协商，并在合同中注明，也可按其他尺寸或偏差供货。（3）环件精车交货的尺寸及允许偏差应按供需双方确认的图纸或要求执行。表3环件粗车交货尺寸及允许偏差单位为毫米000>1500～2500000>2500～3000000>3000～5000000>50004、交货状态《轴承钢辗轧环件及毛坯》标准的交付状态交货。5、技术要求5.1牌号和化学成分GCr15、GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo牌号保持原标准规定不变，化学成分主调元素控制不变。根据目前轴承制造厂对φ400mm以上大尺寸轴承钢锻材品种的需求，轴承钢锻材生产风电轴承、盾构机轴承向大型化方向发展，主轴承尺寸更大，套圈需要提高淬透性。因此，参照YB/T4826-2020《高淬透性高碳铬轴承钢》、ISO683-17：2023“Heat-treatedsteels.alloysteelsandfree-cuttingsteels-Part17:Ballandrollerbearingsteels”和客户协议标准。增加了GCr18MnMo、GCr18MnMol和GCr19SiMnMo三个牌号和化学成分，这三个高碳铬轴承钢牌号在实际大型轴承制造中已得到很好的应用，因此纳入很有必要。国内外标准对各牌号中碳、钼、硫、磷等合金元素含量的规定基本相同，各标准对牌号的化学成分存在的主要差异在于硅、铬、锰等元素。本标准规定，牌号与我国标准YB/T4826—2020《高淬透性高碳铬轴承钢》一致。化学成分稍作调整，主要元素控制与ISO683-17：2023一致。同时，考虑到实际应用中，为改善大锻材偏析情况，已经有部分客户提出GCr19SiMnMo钢C含量下限按0.90%，因此本标准GCr19SiMnMo钢C含量下限优化为0.90%。大规格轴承钢锻材主要用于制作重大准备轴承，对产品质量要求高。因此P、S、Ti含量均参照GB/T18254-2016《高碳铬轴承钢》中高级优质钢级别做修改。参照GB/T18254-2016《高碳铬轴承钢》氧含量要求，将真空脱气轴承钢氧含量要求加严调整为不大于0.0012%。参照铁路轴承钢标准和目前协议标准客户要求增加电渣重熔轴承钢氧含量要求为不大于0.0020%。考虑到轴承钢锻材用于主轴承用轴承均为大尺寸的钢产品，为防止钢生产过程中产生白点缺陷，因此对氢含量作了要求(≤0.0002%）。国内外标准中各牌号对应的化学成分调研情况，主要参照GB/T18254高级优质钢、YB/T4826-2020和ISO683-17：2023。国内外标准中各牌号对应的化学成分和残余元素分别见表5和表5牌号及主要化学成分C表6钢中残余元素标准化学成分(质量分数)/%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 本标准0.250.250.020.015 a)0.00020.0030.050.040.0750.002a)真空脱气钢应不大于0.0012%。b)电渣重熔钢应不大于0.0020%综合上述考虑制定了本文件中的牌号和化学成分，如表7和表8。表7牌号和化学成分C表8钢中残余元素含量PSH5.2成品的化学成分允许偏差钢材上均存在元素偏析，导致成品成分与熔炼成分明有显差异，成分允许偏差与GB/T32959-2016《高碳铬轴承钢大型锻制钢棒》保持不变。成品化学成分允许偏差符合表9的规定。表9圆钢的成品化学分析允许偏差CPS+++++0.00050+0.01005.3冶炼方法经调研国外材料主要采用模铸工艺生产，电渣重熔主要利用真空脱气钢作母料而进行的第二次冶炼过程，可有效去除钢中的大尺寸夹杂物和改善成分偏析，能保证产品稳定可靠，是生产优质钢的常用方法，但生产效率低和成本高。用户为了降低成本，也有选用真空脱气模铸钢材制作，现在实际供应的轴承钢锻材采用当前最先进的真空脱气和电渣重熔两种冶炼方法生产，并浇注成钢锭及电渣锭产品，再锻造、碾环生产使用。为了满足各轴承用户的实际需求，本文件规定钢应采用真空脱气或电渣重熔均可，同时为保证钢材质量，要求电渣重熔需要气体保护电渣且只能一支电极炼一支钢锭，不可采用交换电极冶炼。5.4制造工艺依据实际经验及实际客户需求，制定“钢材锻造比：Φ≤700mm的钢材锻造比≥3；Φ>700mm的钢材锻造比≥2.5。也可双方协商。”5.5交货硬度5.5.1国内外对硬度的要求查询国内外标准，各钢种均对退火硬度有要求，如表10。表10国内外标准硬度要求5.5.2锻制圆钢退火目的主要是消除热应力和适合锯切下料。本标准高碳铬轴承钢原牌号软化退火硬度按原标准要求不变，即不大于245HBW，新增三个牌号退火硬度参照国内外标准和实际生产情况为不大于260HBW。5.5.3环件原牌号硬度要求不变，新增牌号硬度参照国内外标准和实际生产情况规定如表11。表11圆钢的退火硬度5.6低倍组织5.6.1低倍组织取样参照YB/T4826-2020《高淬透性高碳铬轴承钢》和GB/T18254-2016《高碳铬轴承钢》规定。5.6.2国内外标准对圆钢低倍组织的要求表12国内外标准对圆钢低倍组织的要求标准低倍要求检测标准ASTMA485-2017S2.R2.C2ASTME381ISO683-17:2023协商YB/T4826-2020GB/T18254-2016高级优质钢中心疏松1.0级，一般疏松1.0级，锭型偏析1.0级；GB/T18254-2016原标准未对低倍作具体要求，考虑≥400mm真空脱气锻材规格较大，结合客户实际使用需求，低倍组织要求规定如下表：表13低倍组织直径Φ（mm）一般疏松中心疏松锭型偏析不大于400≤Φ＜5002.0500≤Φ＜6002.02.0600≤Φ＜7002.52.0700≤Φ≤8003.03.02.0注：直径Φ≥600mm～800mm的钢材，可不检验低倍组织，以超声检测代替；直径Φ>800mm~1000mm的钢材，以超声检测代替低倍组织检验。5.6.3环件可不检验低倍组织，或双方协商。5.7宏观夹杂物国内外标准对宏观夹杂物的要求如表14，国外主要采用磁粉探伤检测夹杂物长度，国内主要采用塔型、蓝脆断口方法检测，但这些方法仅检测面积上的夹杂物长度，采用高频超声探伤检测方法仅作为特殊要求提出，这种方法应用较晚。表14国内外标准对宏观夹杂物的要求标准宏观夹杂物要求ASTMA485-2017协商磁粉方法：单个夹杂物总长度不超过200mm/m2ISO683-17：2023协商YB/T4826-2020GB/T18254-2016发蓝断口：不大于2.5mm/dm2，单条长度不大于3mm特殊要求：高频超声检测考虑到锻制棒材生产产品的要求高，对钢中宏观夹杂物采用水浸法超声探伤检测，根据实际情况制定了水浸超声探伤检测宏观夹杂物的要求：按GB/T38683水浸超声波探伤方法检验，UT影像缺陷密度≤10mm/dm3，单个缺陷影像长度不得超过5.0mm。5.8非金属夹杂物非金属夹杂物取样参照YB/T4826-2020《高淬透性高碳铬轴承钢》和GB/T18254-2016《高碳铬轴承钢》规定。国内外轴承钢标准对非金属夹杂物的要求见表15表15国内外轴承钢标准对非金属夹杂物的要求ABCDASTMA485-2017-00真空脱气高碳轴承钢进行非金属夹杂物检验.其非金属夹杂物级别要求按GB/T18254-2016中高碳铬轴承钢的高级优质钢级别制定。而电渣重熔高碳铬轴承钢的夹杂物的DS相对要好，规定电渣重熔高碳轴承钢的DS不大于1.5级，这符合钢材质量实际情况。按照按GB/T18254-2016中非金属夹杂物检验分类进行了描述，便于其检验方法统一，规定每炉钢的圆钢应进行非金属夹杂物检验.按GB/T10561中的A法进行评级.非金属合格级别保持原标准不变。其检验结果应符合表16规定:表16非金属夹杂物合格级别ABCDDS合格级别，不大于，级005.9碳化物不均匀性5.9.1国内外高碳铬轴承钢标准对碳化物不均匀性的要求在国内外标准中部分有对高碳铬轴承钢中碳化物不均匀性的要求，如表17。表17国内外高碳铬轴承钢标准对碳化物不均匀性的要求标准碳化物组织要求检测标准ISO683-17：2023碳化物分布：协商ISO5949ASTMA485-2017协商GB/T18254-2016高级优质钢(1)网状:不超第7评级图GB/T18254-201680mm≤Φ≤15060mm≤Φ≤150mm:≤3.0级;mm:≤3.5级mm:≤2.0级;mm:≤2.5级5.9.2GB/T18254-2016《高碳铬轴承钢》制定了高碳铬轴承钢圆钢的碳化物带状、碳化物网状、碳化物液析的级别要求，原标准未做规定。本标准棒材碳化物液析的尺寸规格及级别相对GB/T18254-2016标准部分加严，考虑到锻材规格较大，后续轴承厂还需锻造加工，因此碳化物网状不作要求，碳化物带状做如下规定。具体要求如下下表：表18碳化物不均匀性直径规格Φ（mm）碳化物液析碳化物带状400≤Φ＜600≤1.0≤3.5600≤Φ＜800≤1.5≤4.0800≤Φ＜1000≤2.0≤4.05.9.3环件碳化物网状、带状和液析合格级别由供需双方协商确定。5.10显微组织锻材软化退火交付，不检测显微组织。环件参照YB/T4572-2016《轴承钢辗轧环件及毛坯》标准要求，规定球化退火交货的环件的显微组织应为细小、均匀、完全球化的珠光体组织：a)壁厚不大于60mm的环件，其合格级别2级～4级；b)壁厚大于60mm的环件，其合格级别由供需双方协商。5.11脱碳层5.11.1国内外轴承钢标准对脱碳和缺陷的要求表19国内外轴承钢标准对脱碳和缺陷的要求标准脱碳和缺陷要求检测标准ISO683-17：2023协商ISO3887ASTMA485-2017热轧退火棒：≤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：协商GB/T224高碳铬轴承钢表面脱碳对其滚动面存在硬度影响，硬度的不均匀性会导致失效，原标准未做规定，本文件根据YB/T4826-2020和GB/T18254-2016高碳铬轴承钢标准制定了圆钢的表面每边总脱碳层深度应不大于公称直径的1.0%，最大不得大于5mm；车削剥皮状态交货的钢材表面每边总脱碳层深度不超过1.0mm的要求。5.12晶粒度5.12.1国内外标准对中碳轴承钢和高碳铬轴承钢的晶粒度要求表20国内外标准对中碳轴承钢和高碳铬轴承钢的晶粒度要求标准晶粒度要求检测标准热处理工艺ISO683-17：2023无--ASTMA485-20178级及更细ASTME112≤843℃淬火YB/T4826-2020GB/T18254-2016高级优质钢无--5.12.2高碳铬轴承钢锻制后，轴承厂还需后续进一步加工及热处理。国内标准中对高碳铬轴承钢均没有晶粒度检测要求，仅能参考国外标准ASTMA485-03对高碳铬轴承钢圆钢的晶粒度要求来制定，规定高碳铬轴承钢锻造圆钢的奥氏体平均晶粒度应为7级及更细。高碳铬轴承钢为本质细晶粒钢，晶粒度可达8级，因此规定钢厂保证合格，可不检测。5.13超声检测5.13.1国内外轴承钢标准中均无无损探伤的具体要求，主要双方协商，本标准根据实际应用情况规定如下。表21钢材超声检测合格质量等级>400～800>800～1000环件应按GB/T6402进行超声检测，真空脱气环件不超过