煤矿液压支架用圆钢-标准编制说明

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

标准化学成分（质量分数）/%

牌号

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≤0.15-0.04～0.10

GB/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。

钢的质量等化学成分（质量分数）/%，不大于

级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

推荐热处理制度力学性能

试样毛正火淬火回火抗拉强下屈服强断后伸断面收

冲击吸收功

标准牌号坯尺寸度Rm/度ReL/长率缩率率

加热温度/℃加热温KV2c/J

/mm冷却剂冷却剂MPaMPaA/%Z/%

度/℃

--第一次淬火第二次淬火不小于

团标3525870850--水600水530315204555

GB/T6993525870850---600-530315204555

团标40Mn225--840--油540水885765124555

GB/T307740Mn225-840-水、油540水885735124555

团标27SiMn25--920--水450水980835124039

GB/T307727SiMn25--920--水450水980835124039

团标30CrMnTi15--880850油200水1470118094047

GB/T307730CrMnTi15-880850油200水、空气1470-94047

团标30CrMnSi25--880--油540水1080980104539

GB/T307730CrMnSi25--880--油540水1080835104539

团标35CrMnSi15--950890油230油1620128094031

GB/T307735CrMnSi试样--950890油230油、空气1620128094031

团标30CrMo15--880--油540水930735125071

GB/T307730CrMo15--880--油540水930735125071

团标42CrMo25--850--油560油1080930124563

GB/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。

钢的质量等一般斑点状偏边缘斑点状偏

锭型偏析中心偏析a中心疏松一般疏松

级析析

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1111

a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。

A类B类C类D类

标准钢类DS类

细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系

不大于

团标-2.52.02.51.52.01.52.01.52.0

GB/T3077高级优质钢3.02.53.02.02.01.52.01,5—

GB/T3077特级优质钢2.52.02.51.51.51.01,51.02.0

7.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/T

3077-2015）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。

允许清除深度

公称直径

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。

局部缺欠允许深度

公称直径

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/T

20125或通用的方法进行，仲裁时应按GB/T223.4、GB/T223.5、GB/T

223.11、GB/T223.13、GB/T223.16、GB/T223.18、GB/T223.23、GB/T

223.26、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9.1

2拉伸试验2个/批不同根圆钢，GB/T