《煤机液压支架用圆钢（征求意见稿）》编制说明

一、任务来源贯彻落实国务院出台的《深化标准化工作改革方案》中发展壮大团体标准的有关要求，制定满足市场和创新需要的团体标准，落实国家关于钢铁行业高质量发展的政策导向，满足生产企业和下游用户对煤矿支架用热轧和锻制圆钢产品标准的实际需求，提出《煤矿液压支架用圆钢》团体标准制定项目。本标准由中国特钢企业协会提出并归口。由河南济源钢铁（集团）有限公司、河南省特殊钢材料研究院有限公司、郑州煤矿机械集团股份有限公司、冶金工业规划研究院等起草，并共同参与前期研究、调研和标准的编制、修改、技术数据验证以及标准推广等工作。二、制定本标准的目的和意义煤炭机械设备中“两机一架”（即采煤机、刮板运输机、液压支架）占整个煤矿机械产值的75%，是煤矿机械化的核心。其中圆钢占煤矿机械设备液压支架中使用广泛，市场空间最为广阔。液压支架液压缸、承载构件、推移装置、控制系统和其他辅助装置组成，液压支架是煤矿综采工作面支撑防护设备，承受巨大的顶板岩层压力和跨落冲击压力等复杂外部载荷。由于煤矿机械使用的工况条件非常恶劣，一般使用5~8年就基本报废，且一套煤炭机械设备中通常包括120~220个支架，每个支架单重20~100t，所以液压支架的钢材需求量非常大。由于煤矿液压支架承受外部巨大的压力和载荷，要求承载能力强，性能稳定等特点，同时需要满足煤炭行业设备减量化和高性能的要求，对于煤矿液压支架用钢材的质量和综合性能要求越来越高。目前国内企业通过优化成分和控轧控冷工艺生产出的产品已经逐步满足市场需要。济源钢铁的装备能力和产品质量控制能力已经达到国内行业先进水平，其生产的碳素结构钢及合金结构钢热轧棒材产品经煤矿机械生产企业进行深加工后，满足制作煤矿机械用圆钢产品的质量要求。目前现有国标GB/T3077-2015《合金结构钢》，该标准适用于公称直径或厚度不大于250mm的热轧和锻制合金结构钢棒材。但该标准具有普遍适应性，缺乏对于煤矿液压支架用的特定化要求的指导。行标YB/T4568-2016《煤矿液压支架用高强度钢板和钢带》，该标准适用于制造煤矿液压支架用厚度不大于150mm的钢板和厚度不大于25.4mm的钢带及剪切钢板。钢板和钢带与圆钢的要求有所差别，缺乏针对性的指导。该标准的制定可以规范煤矿液压支架用钢的各项指标，填补煤矿液压支架用圆钢专用标准的空白，对提升煤矿液压支架的产品量具有重要意义。三、标准编制过程2021年9月：中国特钢企业协会团体标准化工作委员会（以下简称团标委）秘书处给各位委员发出团体标准立项函审单。到立项函审截止日期，没有委员提出不同意见。2021年11月：团标委正式下达《煤矿液压支架用圆钢》团体标准立项计划（2021年第七批）。团体标准立项后，河南济源钢铁（集团）有限公司、河南省特殊钢材料研究院有限公司、郑州煤矿机械集团股份有限公司、冶金工业规划研究院等相关人员组成了标准起草组，提出了标准编制计划和任务分工，并开始标准编制工作。2021年11-12月：进行了起草标准的调研、问题分析和相关资料收集等准备工作，完成了标准制定提纲、标准草案。2021年3月：召开标准启动会，围绕标准草案进行了讨论，并按照与会意见和建议进行了修改。2021年月：形成征求意见稿并发出征求意见。2021年月：完成征求意见处理、形成标准征求意见稿。2021年月：完成该标准审定会，根据审定意见修改。2021年月：完成标准报批稿，上报中国特钢企业协会审批。2021年月：计划发布、实施标准。四、标准编制原则一是满足用户使用需要的原则。力争达到“科学、合理、先进、实用”。二是实践标准供给侧改革的原则。争取实现团体标准的“及时性”、“先进性”和“市场性”的要求。三是技术创新的原则。本标准主要与《合金结构钢》和《优质碳素结构》为基础，在协调一致的基础上，于标准结构、内容及主要技术指标等方面进行技术创新，在标准中充分体现新产品的技术特点。五、主要技术内容（一）标准编写格式本文件内容符合GB/T1.1-2020的规定。本文件规定了煤矿液压支架用圆钢的分类和代号、牌号及表示方法、订货内容、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。（二）关于适用范围本文件适用于煤矿液压支架用公称直径不大于300mm的热轧和锻制圆钢（以下简称圆钢）。（三）关于术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。（四）关于分类和表示方法1.圆钢按冶金质量分为三类，优质钢、高级优质钢（牌号后加“A”）和特级优质钢（牌号后加“E”）。2.按使用加工方法分为两类，压力加工用钢（UP）和切削加工用钢（UC）。（五）关于订货内容按本文件订货时，合同或订单应包括下列内容：产品名称、本文件编号、牌号、规格、尺寸、外形、重量、交货状态、使用加工方法、脱碳层、其他特殊要求。（六）关于尺寸、外形、重量热轧圆钢的尺寸、外形、重量及其允许偏差应符合GB/T702的规定，具体要求应在合同中注明。锻制圆钢的尺寸、外形、重量及其允许偏差应符合GB/T908的规定，具体要求应在合同中注明。（七）关于技术要求1.牌号及化学成分钢的牌号和化学成分（熔炼分析）与合金结构钢和优质碳素结构钢牌化学成分对比见下表。本文件提出如下表所示的化学成分要求。与国标相应牌号相比，为增加产品的淬透性、改善高温回火脆性，提升强度，在27SiMn、30CrMnTi、30CrMnSi、35CrMnSi产品中增加Mo元素的要求。27CrNiMo是根据煤矿液压支架用圆钢的服役条件，设计牌号成分，保证产品的淬透性和强度加入部分Cr、Mn、Mo、Ni合金。调质用钢的牌号和化学成分标准牌号化学成分（质量分数）/%CSiMnCrMoNiTi团标350.32～0.390.17～0.370.50～0.80----GB/T699350.32～0.390.17～0.370.50～0.80----团标40Mn20.37～0.440.17～0.371.40～1.80----GB/T307740Mn20.37～0.440.17～0.371.40～1.80----团标27SiMn0.26～0.321.10～1.401.10～1.40-≤0.15--GB/T307727SiMn0.26～0.321.10～1.401.10～1.40----团标30CrMnTi0.26～0.320.17～0.370.80～1.101.00～1.30≤0.15-0.04～0.10GB/T307730CrMnTi0.26～0.320.17～0.370.80～1.101.00～1.30--0.04～0.10团标30CrMnSi0.28～0.340.90～1.200.80～1.100.80～1.10≤0.10--GB/T307730CrMnSi0.28～0.340.90～1.200.80～1.100.80～1.10--团标35CrMnSi0.32～0.391.10～1.400.80～1.101.10～1.40≤0.10--GB/T307735CrMnSi0.32～0.391.10～1.400.80～1.101.10～1.40--团标30CrMo0.28～0.340.17～0.370.40～0.700.80～1.100.15～0.25--GB/T307730CrMo0.28～0.340.17～0.370.40～0.700.80～1.100.15～0.25--团标42CrMo0.38～0.450.17～0.370.50～0.800.90～1.200.15～0.25--GB/T307742CrMo0.38～0.450.17～0.370.50～0.800.90～1.200.15～0.25--团标27CrNiMo0.25～0.300.40～0.600.80～0.950.50～0.800.25～0.400.22～0.30----------钢中残余元素含量应符合下表的规定。钢的质量等级化学成分（质量分数）/%，不大于PSCrNiCuMo优质钢0.0300.0300.300.300.200.10高级优质钢0.0200.0200.300.300.200.10特级优质钢0.0200.0100.300.300.200.10注：钢中残余钨、钒、钛含量应做分析，结果记入质量证明书中，根据需方要求，可对钨、钒、钛加以限制。钢中残余元素含量与国标《合金结构钢》相比，根据实际残余元素含量的控制，Cu元素含量加严至0.20%，其他元素与国家标准保持一致。2.冶炼方法钢应采用转炉或电炉冶炼，并经炉外精炼、真空脱气（VD或RH）。除非需方有特殊要求并在合同中注明，冶炼方法由供方选择。3.交货状态圆钢通常以热轧或热锻状态交货。根据需方要求，并在合同中注明，也可以其他状态交货。4.力学性能非调质用钢的力学性能和工艺性能与《优质碳素结构钢》和《合金结构钢》的对比分析见下表与国标《优质碳素结构钢》和《合金结构钢》相比，30CrMnSi和40Mn2下屈服强度相比于国家标准进行提升，30CrMnTi下屈服强度进行了限定，其他牌号热处理制度和力学性能指标与国标基本一致。

调质用钢的力学性能与和工艺性能标准牌号试样毛坯尺寸/mm推荐热处理制度力学性能正火淬火回火抗拉强度Rm/MPa下屈服强度ReL/MPa断后伸长率A/%断面收缩率率Z/%冲击吸收功KV2c/J加热温度/℃冷却剂加热温度/℃冷却剂--第一次淬火第二次淬火不小于团标3525870850--水600水530315204555GB/T6993525870850---600-530315204555团标40Mn225--840--油540水885765124555GB/T307740Mn225-840-水、油540水885735124555团标27SiMn25--920--水450水980835124039GB/T307727SiMn25--920--水450水980835124039团标30CrMnTi15--880850油200水1470118094047GB/T307730CrMnTi15-880850油200水、空气1470-94047团标30CrMnSi25--880--油540水1080980104539GB/T307730CrMnSi25--880--油540水1080835104539团标35CrMnSi15--950890油230油1620128094031GB/T307735CrMnSi试样--950890油230油、空气1620128094031团标30CrMo15--880--油540水930735125071GB/T307730CrMo15--880--油540水930735125071团标42CrMo25--850--油560油1080930124563GB/T307742CrMo25--850--油560油1080930124563团标27CrNiMo15--850--油200水98078594047——————————————5.低倍圆钢的横截面酸浸低倍组织试片不应有目视可见的残余缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点、轴间晶间裂纹。圆钢的酸浸低倍组织合格级别应符合下表的规定。与国家标准相比，优质钢的指标与《优质碳素结构钢》低倍组织要求指标一致，高级优质钢和特级优质钢与《合金结构钢》低倍组织要求指标一致。钢的质量等级锭型偏析中心偏析a中心疏松一般疏松一般斑点状偏析边缘斑点状偏析级别，不大于优质钢2.52.52.52.511高级优质钢2222不允许有特级优质钢1111a仅适用于连铸材6.非金属夹杂非金属夹杂指标要求和《合金结构钢》（GB/T3077-2015）对比见下表。和国标《合金结构钢》相比，为保证产品的塑韧性。A类、B类和特级优质钢DS类夹杂物合格级别指标一致，C类和D类与国标高级优质钢指标一致。标准钢类A类B类C类D类DS类细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系不大于团标-2.52.02.51.52.01.52.01.52.0GB/T3077高级优质钢3.02.53.02.02.01.52.01,5—GB/T3077特级优质钢2.52.02.51.51.51.01,51.02.07.晶粒度圆钢应检验奥氏体晶粒度，其晶粒应为6级或更细的晶粒。晶粒度要求比《合金结构钢》（GB/T3077-2015）要求的晶粒度5级更严格。8.脱碳层根据需方要求，并在合同中注明，对含碳量下限大于0.30%的钢应检验脱碳层，采用金相法检验每边总脱碳层深度（铁素体+过渡层）不大于圆钢直径的1.5%。脱碳层要求与《合金结构钢》（GB/T3077-2015）一致。9.表面质量压力加工用圆钢的表面不应有目视可见的裂纹、结疤、折叠及夹杂。如有上述缺陷应清除，清除深度从圆钢实际尺寸算起应不超过下表的规定，清除宽度不小于深度的5倍，同一截面达到最大清除深度不应多于1处。允许有从实际尺寸算起不超过尺寸公差之半的个别细小划痕、压痕、麻点及深度不超过0.2mm的小裂纹存在。公称直径允许清除深度优质钢和高级优质钢特级优质钢＜80圆钢尺寸公差的1/2≥80~140圆钢公称尺寸公差圆钢公称尺寸公差1/2＞140~200圆钢公称尺寸的5%圆钢公称尺寸的3%＞200圆钢公称尺寸的6%切削加工用圆钢的表面允许有从圆钢公称尺寸算起不超过下表规定的局部缺欠。公称直径局部缺欠允许深度优质钢和高级优质钢特级优质钢＜100圆钢尺寸负偏差≥100圆钢公称尺寸公差圆钢公称尺寸负偏差以喷丸或剥皮状态交货的圆钢表面应洁净、光滑、不应有裂纹、折叠、结疤和氧化铁皮，若有上述缺陷存在，允许局部修磨，但最大修磨处的直径应不小于圆钢最小尺寸的要求。表面质量要求与《合金结构钢》（GB/T3077-2015）保持一致。10.特殊要求根据需方要求，经供需双方协商，可在合同中注明可供应有下列特殊要求的圆钢：a) 对表1中所列牌号的化学成分范围提出缩小或放宽的要求；b) 提供残余铅、砷、锑、锡的含量；c) 提供钢中氧、氮含量；d) 提供小尺寸冲击试样值或V型缺口冲击试验值；e) 检验显微组织；f) 超声检测；g) 检验塔形发纹；h) 其他。特殊要求与《合金结构钢》（GB/T3077-2015）相比删除硫含量范围要求，其它保持一致。（八）关于试验方法圆钢的化学成分试验方法应按GB/T4336、GB/T20123、GB/T20125或通用的方法进行，仲裁时应按GB/T223.4、GB/T223.5、GB/T223.11、GB/T223.13、GB/T223.16、GB/T223.18、GB/T223.23、GB/T223.26、GB/T223.57、GB/T223.59、GB/T223.67、GB/T223.69的规定进行。圆钢的检验项目、取样数量、取样方法和试验方法应符合下表的规定。检验项目、取样数量、取样方法和试验方法序号检验项目取样数量取样方法试验方法1化学成分1个/炉GB/T20066见9.12拉伸试验2个/批不同根圆钢，GB/T2975GB/T228.13冲击试验1组2个/批不同根圆钢，GB/T2975GB/T2294低倍组织酸浸检测2个/批1）模铸:相当于钢锭头部不同根钢坯或圆钢；2）连铸：不同根圆钢GB/T226，GB/T1979超声检测GB/T77365脱碳层2个/批不同根圆钢GB/T224（