CSTM-TiC顆粒增強(qiáng)型高耐磨性鋼板

ICSXX.XXX.XXCSSXXXX團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CSTMXXXXX-202XTiC顆粒增強(qiáng)型高耐磨性鋼板Wear-resistantsteelplatereinforcedwithTiCparticles202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實(shí)施中關(guān)村材料試驗(yàn)技術(shù)聯(lián)盟T/CSTMXXXXX—2020T/CSTMXXXXX—20201I前??言本文件參照GB/T1.1-2020，GB/T20001.4給出的規(guī)則起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)XXXX領(lǐng)域委員會(huì)（CSTM/FCXX）提出。本文件由中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)XXXX領(lǐng)域委員會(huì)（CSTM/FCXX）或技術(shù)委員會(huì)（CSTM/FCXX/TCXX）歸口。本文件主要起草單位：、鋼鐵研究總院、江陰興澄特種鋼鐵有限公司、中煤張家口煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司、東北大學(xué)、湖南華菱漣源鋼鐵有限公司、南京鋼鐵股份有限公司。本文件主要起草人：孫新軍、穆潤青、梁小凱、劉俊、鄧想濤、梁小凱、劉俊、穆潤青、朱秀光、鄧想濤、朱秀光、童帥、韓步強(qiáng)、楊洋、武金明、、梁亮、閆強(qiáng)軍。添加其他人童帥。添加其他人添加其他人添加其他人本文件為首次發(fā)布。引 言我國現(xiàn)有耐磨鋼板國家標(biāo)準(zhǔn)為2009年正式發(fā)布實(shí)施的GB/T24186－2009《工程機(jī)械用高強(qiáng)度耐磨鋼板》，該標(biāo)準(zhǔn)所涉及鋼種為常規(guī)低合金馬氏體耐磨鋼，鋼板耐磨性主要取決于其硬度，即硬度越高，耐磨性就越好。然而，鋼板硬度越高，其切削效率就越低，切割和焊接裂紋敏感性就越大，這限制了高硬度耐磨鋼的生產(chǎn)應(yīng)用。機(jī)械行業(yè)迫切需要兼具高耐磨性與易加工性的新型耐磨鋼板。針對(duì)上述問題，自2014年6月起，鋼鐵研究總院聯(lián)合興澄特鋼、中煤張家口煤機(jī)公司進(jìn)行TiC顆粒增強(qiáng)型馬氏體耐磨鋼的研發(fā)，通過超硬顆粒的析出控制，可以實(shí)現(xiàn)在硬度不變的前提下，大幅提高鋼板的耐磨性。2017年6月以來，鋼鐵研究總院又牽頭承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“煤炭采運(yùn)用高耐磨性鋼板及應(yīng)用”，進(jìn)一步完善了TiC顆粒增強(qiáng)型耐磨鋼理論和技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了該鋼種的批量化生產(chǎn)和應(yīng)用。實(shí)踐證明，該新鋼種為克服傳統(tǒng)耐磨鋼“耐磨性-加工性”固有矛盾提供了一種可行的解決方案。隨著TiC顆粒增強(qiáng)型高耐磨性鋼板的應(yīng)用范圍和數(shù)量的逐步擴(kuò)大，迫切需要制定相應(yīng)的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以利于規(guī)范該新鋼種的生產(chǎn)和應(yīng)用，為我國機(jī)械行業(yè)高耐磨性部件制造提供支撐。另外，考慮到國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T24186－2009只保證耐磨鋼板表面硬度，而對(duì)鋼板心部硬度等影響到設(shè)備使用壽命的重要性能指標(biāo)未有涉及，本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)還同時(shí)規(guī)定了鋼板的表面硬度和心部硬度。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)對(duì)于該專利的真實(shí)性、有效性和范圍無任何立場。該專利持有人已向本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)承諾，他愿意同任何申請(qǐng)人在合理且無歧視的條款和條件下，就專利授權(quán)許可進(jìn)行談判。該專利持有人的聲明已在本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)備案。相關(guān)信息可以通過以下聯(lián)系方式獲得：專利持有人：鋼鐵研究總院/中聯(lián)先進(jìn)鋼鐵材料技術(shù)有限責(zé)任公司地址：鋼鐵研究總院新材料大樓634請(qǐng)注意除上述專利外，本文件的某些內(nèi)容仍可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。TiC顆粒增強(qiáng)型高耐磨性鋼板范圍本文件規(guī)定了TiC顆粒增強(qiáng)型高耐磨性鋼板的術(shù)語和定義、牌號(hào)、尺寸、外形、重量及允許偏差、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書。TiC顆粒增強(qiáng)型高耐磨性鋼抗磨粒磨損性能顯著高于常規(guī)馬氏體耐磨鋼，但沖擊和冷彎性能較低，因此該鋼種適用于對(duì)沖擊性能和彎曲性能要求不高的機(jī)械設(shè)備部件制造。本文件適用于制造工程機(jī)械用厚度為4mm~60mm的高耐磨性鋼板。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T222鋼的成品化學(xué)成分允許偏差GB/T223.3鋼鐵及合金化學(xué)分析方法二安替比林甲烷磷鉬酸重量法測定磷量GB/T223.9鋼鐵及合金鋁含量的測定鉻天青S分光光度法GB/T223.11鋼鐵及合金鉻含量的測定可視滴定或電位滴定法GB/T223.12鋼鐵及合金化學(xué)分析方法碳酸鈉分離—二苯碳酰二肼光度法測定鉻量GB/T223.13鋼鐵及合金化學(xué)分析方法硫酸亞鐵銨滴定法測定釩含量GB/T223.14鋼鐵及合金化學(xué)分析方法鉭試劑萃取光度法測定釩含量GB/T223.17鋼鐵及合金化學(xué)分析方法二安替比林甲烷光度法測定鈦量GB/T223.23鋼鐵及合金鎳含量的測定丁二酮肟分光光度法GB/T223.26鋼鐵及合金鉬含量的測定硫氰酸鹽分光光度法GB/T223.54鋼鐵及合金化學(xué)分析方法火焰原子吸收分光光度法測定鎳量GB/T223.58鋼鐵及合金化學(xué)分析方法亞砷酸鈉-亞硝酸鈉滴定法測定錳量GB/T223.59鋼鐵及合金磷含量的測定鉍磷鉬藍(lán)分光光度法和銻磷鉬藍(lán)分光光度法GB/T223.60鋼鐵及合金化學(xué)分析方法高氯酸脫水重量法則定硅含量GB/T223.61鋼鐵及合金化學(xué)分析方法磷鉬酸銨容量法測定磷量GB/T223.62鋼鐵及合金化學(xué)分析方法乙酸丁酯萃取光度法測定磷量GB/T223.63鋼鐵及合金化學(xué)分析方法高碘酸鈉（鉀）光度法則測定錳量GB/T223.64鋼鐵及合金錳含量的測定火焰原子吸收光譜法GB/T223.67鋼鐵及合金硫含量的測定次甲基藍(lán)分光光度法GB/T223.68鋼鐵及合金化學(xué)分析方法管式爐內(nèi)燃燒后碘酸鉀滴定法測定硫含量GB/T223.69鋼鐵及合金碳含量的測定管式爐內(nèi)燃燒后氣體容量法GB/T223.71鋼鐵及合金化學(xué)分析方法管式爐內(nèi)燃燒后重量法測定碳含量GB/T223.72鋼鐵及合金硫含量的測定重量法GB/T223.75鋼鐵及合金硼含量的測定甲醇蒸餾-姜黃素光度法GB/T223.76鋼鐵及合金化學(xué)分析方法火焰原子吸收光譜法測定釩量GB/T223.78鋼鐵及合金化學(xué)分析方法姜黃素直接光度法測定硼含量GB/T228.1金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法GB/T231.1金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法GB/T232金屬材料彎曲試驗(yàn)方法GB/T247鋼板和鋼帶包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書的一般規(guī)定GB/T709熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差GB/T2970厚鋼板超聲檢測方法GB/T2975鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗(yàn)取樣位置及試樣制備GB/T4336碳素鋼和中低合金鋼多元素含量的測定火花源原子發(fā)射光譜分析方法（常規(guī)法）GB/T10561鋼中非金屬夾雜物含量的測定標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖顯微檢驗(yàn)法GB/T17505鋼及鋼產(chǎn)品交貨一般技術(shù)要求GB/T20066鋼和鐵化學(xué)成分測定用試樣的取樣和制樣方法GB/T24186工程機(jī)械用高強(qiáng)度耐磨鋼板YB/T4003連鑄鋼板坯低倍組織缺陷評(píng)級(jí)圖術(shù)語和定義有效碳當(dāng)量（CEVeff.）：扣除碳化鈦所占用碳后的碳當(dāng)量（EffectiveCarbonEquivalent）。鋼中一部分碳以碳化鈦形式存在，這部分碳在焊接熱循環(huán)過程中基本不會(huì)固溶到基體中而參與基體的相變過程，碳當(dāng)量的計(jì)算中應(yīng)扣除碳化鈦所占用碳元素含量，本文稱為有效碳當(dāng)量。分類、標(biāo)記和編碼鋼的牌號(hào)由代表“耐磨”的漢語拼音首字母“NM”、熱處理后表面布氏硬度數(shù)值和代表“碳化鈦”的漢語拼音首字母“T”三個(gè)部分組成。示例:NM400T。其中：NM——“耐磨”的漢語拼音首字母；400——熱處理后表面布氏硬度數(shù)值；T——“碳化鈦”的漢語拼音首字母。訂貨內(nèi)容按照本文件訂貨的合同或訂單應(yīng)包括下列內(nèi)容：a)標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)；b)產(chǎn)品名稱；c)牌號(hào)；d)交貨重量（或數(shù)量）；e)尺寸規(guī)格、厚度及不平度精度；f)交貨狀態(tài)；g)其他特殊要求。尺寸、外形、重量鋼板的尺寸、外形、重量及允許偏差應(yīng)符合GB/T709的規(guī)定。經(jīng)供需雙方協(xié)商，并在合同中注明，可提供其他尺寸、外形及允許偏差的鋼板。技術(shù)要求牌號(hào)及化學(xué)成分7.1.1鋼的牌號(hào)和化學(xué)成分（熔煉分析）應(yīng)符合表1的規(guī)定。7.1.1.1在保證鋼板性能的前提下，表1中規(guī)定的CrNiMo合金元素可任意組合加入，可添加表1規(guī)定以外的其他微合金元素，具體含量應(yīng)在質(zhì)量證明書中注明。7.1.1.2在保證鋼板性能的前提下，可添加表1規(guī)定以外的其他微合金元素，具體含量應(yīng)在質(zhì)量證明書中注明。7.1.1.3根據(jù)用戶要求，由供需雙方協(xié)議，可規(guī)定各牌號(hào)有效碳當(dāng)量（CEVeff.），按公式（1）計(jì)算。CEVeff.(%)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15-Ti/4(1)表1牌號(hào)及化學(xué)成分牌號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%CSiMnPSCrNiMoTiAlsBCEVeff.不大于不大于NM300T0.20~0.300.701.600.0150.0051.502.000.800.35~0.650.010~0.0600.0005～0.00600.72NM360T0.20~0.300.701.600.0150.0051.502.000.800.35~0.65NM400T0.24~0.340.701.600.0150.0051.502.000.800.35~0.65NM450T0.24~0.380.701.600.0150.0051.502.000.800.35~0.650.76NM500T0.24~0.400.701.600.0150.0051.502.000.800.35~0.657.1.2成品鋼板的化學(xué)成分允許偏差應(yīng)符合GB/T222的規(guī)定。冶煉方法鋼由轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉，并經(jīng)爐外精煉。交貨狀態(tài)鋼板以淬火或淬火+回火狀態(tài)交貨，并在質(zhì)量證明書中注明。經(jīng)供需雙方協(xié)商，也可采用其他狀態(tài)交貨。力學(xué)性能7.4.1鋼板熱處理后的力學(xué)性能和工藝性能應(yīng)符合表2的規(guī)定。7.4.2對(duì)厚度小于12mm鋼板的夏比（V型缺口）沖擊試驗(yàn)應(yīng)采用輔助試樣，＞8mm～＜12mm鋼板輔助試樣尺寸為10mm×7.5mm×55mm，其試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)不小于表2規(guī)定值的75%；6mm～8mm鋼板輔助試樣尺寸為10mm×5mm×55mm，其試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)不小于表2規(guī)定值的50%；厚度小于6mm的鋼板不做沖擊試驗(yàn)。夏比擺錘沖擊功按三個(gè)試樣的算術(shù)平均值計(jì)算，允許其中一個(gè)試樣值比表2規(guī)定值低，但不得低于規(guī)定值的70%。表2熱處理后的力學(xué)性能及工藝性能牌號(hào)公稱厚度/mm橫向拉伸試驗(yàn)b表面布氏硬度HBW-20℃沖擊吸收能量a,cKV2/J心部硬度HBW抗拉強(qiáng)度aRm/MPa斷后伸長率aA50/%不小于不小于不小于NM300T≤60100010270~33020243NM360T≤6011008330~39018297NM400T≤6012006370~43015333NM450T≤6013006420~48012378NM500T≤6014006≥470—423a抗拉強(qiáng)度、斷后伸長率、沖擊試驗(yàn)作為性能的特殊要求，如用戶未在合同注明，則只保證表面及心部布氏硬度。表面質(zhì)量7.5.1鋼板不得有分層。鋼板表面不允許存在裂紋、氣泡、結(jié)疤、折疊和夾雜等缺陷。如有上述表面缺陷，允許清理，清理深度從鋼板實(shí)際尺寸算起，不得超過鋼板厚度公差之半，并應(yīng)保證鋼板的最小厚度。缺陷清理處應(yīng)平滑無棱角。7.5.2鋼板表面允許有不妨礙檢查表面缺陷的薄層氧化鐵皮、鐵銹、由壓入氧化鐵皮脫落所引起的表面粗糙、劃傷、壓痕及其他局部缺欠，但其深度不得大于厚度公差之半,并應(yīng)保證鋼板的最小厚度。超聲檢測經(jīng)供需雙方協(xié)商，可按GB/T2970進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)鋼板內(nèi)部質(zhì)量，合格級(jí)別在合同中注明。特殊要求如需方要求，經(jīng)供需雙方協(xié)商，可對(duì)鋼的常溫沖擊、-40℃及以下低溫沖擊等做特殊要求，具體內(nèi)容由供需雙方協(xié)商確定。磨損實(shí)驗(yàn)7.8.1TiC顆粒增強(qiáng)型高耐磨性鋼與傳統(tǒng)馬氏體耐磨鋼耐磨性對(duì)比參考值。表3抗磨粒磨損性能對(duì)比參考值牌號(hào)磨損失重，g牌號(hào)磨損失重，g相對(duì)耐磨性干砂式濕砂式干式濕式干式濕式NM3000.90±0.0201.21±0.023NM300T0.69±0.0190.86±0.0231.301.40NM3600.76±0.0200.95±0.023NM360T0.57±0.0180.66±0.0231.331.44NM4000.65±0.0180.82±0.025NM400T0.47±0.0200.55±0.0231.481.49NM4500.56±0.0200.70±0.020NM450T0.41±0.0160.46±0.0231.361.52NM5000.48±0.0170.640±0.02NM500T0.33±0.0150.42±0.0231.451.52相對(duì)耐磨性計(jì)算方法：同硬度級(jí)別TiC顆粒增強(qiáng)型高耐磨性鋼與普通馬氏體耐磨鋼磨損失重比值。耐磨性實(shí)驗(yàn)參數(shù)：1、干式橡膠輪磨粒磨損實(shí)驗(yàn)：石英砂粒度：60-80目；載荷：130N；橡膠輪轉(zhuǎn)數(shù)：預(yù)磨100轉(zhuǎn)，精磨1000轉(zhuǎn)。2、濕式橡膠輪磨粒磨損實(shí)驗(yàn)：石英砂粒度：60-80目；水沙質(zhì)量比例：1：1.5；載荷：170N；橡膠輪轉(zhuǎn)數(shù)：預(yù)磨1000轉(zhuǎn)，精磨1000轉(zhuǎn)。試驗(yàn)方法化學(xué)成分試驗(yàn)方法鋼的化學(xué)成分試驗(yàn)方法應(yīng)按GB/T4336、GB/T20213、GB/T20214、GB/T20215或通用方法的規(guī)定進(jìn)行，但仲裁時(shí)按應(yīng)按GB/T223.3、GB/T223.9、GB/T223.11、GB/T223.14、GB/T223.17、GB/T223.18、GB/T