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锻钢件材料质量规范

（ISO9001-2015/IATF16949）

1、目的

为了明确规定承压件和压力控制件用锻钢件（含轧材）的化学成份、性能、熔炼、锻造、热处理及试验等内容，特制订本规范。

2、适用范围

本规范适用于供应商对承压件和压力控制件用锻钢件（含轧材，以下简称锻钢件）的生产、采购。

3、引用标准

APISPEC6A井口装置和采油树设备规范

ASTMA370钢制品力学实验的标准试样方法和定义

4、总则

锻钢件应符合本规范要求并按照经规定程序批准的技术文件和图样制造。

5、化学成份

5.1锻钢件用钢的化学成份应以抽样分析结果为依据。

5.2锻钢件材料化学成份极限应不超过表1、表2规定。

5.3锻钢件各元素的最大偏差应符合表3规定。

5.4常用锻钢件化学成份及允差应符合附录A或附录B的要求。

注：

附录A给出了我国材料的化学成份及允差，附录B给出了相对应的美国材料的化学成份及允差，如用户要求，按用户要求选择，如用户无要求，则按附录A执行。

表1%

合金元素

碳钢及低合金钢成份极限

马氏体不锈钢成份极限　

≤

碳

0.45

0.15

锰

1.80

1.00

硅

1.00

1.50

磷

见表2

硫

铬

2.75

11.0－14.0

钼

1.50

1.00

钒

0.30

－

　表2%

　　　产品规范

级别PSL元素

PSL2

PSL3～4

≤

P、S

0.040

0.025

6、工艺要求

6.1熔炉方法

6．1.1锻钢厂需按照本规范的熔炉工艺要求提供材料。

6.1.2锻钢件厂（含轧材）用钢熔炼一般采用碱性电弧可感应电弧炉进行，酸性电熔炼的钢不接受；在熔炼过程中采用真空感应熔炼（VIM）或者采用真空脱气、氢—氧脱碳方法（AOD）都可以接受，无论采用何种方法熔炼，钢水都必须经过充分镇静，以便得到纯净的钢水，保证锻件具有压力容器质量。

表3合金元素最大偏差范围%

元素

碳钢及合金钢

马氏体不锈钢

碳

0.08

锰

0.40

硅

0.30

0.35

镍

0.50

1.00

铬

0.50

钼

0.20

钒

0.10

注：

表3中各元素的最大偏差应当使元素的合金含量不超过表1规定的值。

6.1.3中小型锻件也可直接用。

6.2锻造要求

6.2.1制造厂必须制定规范的锻造工艺指导生产。

6.2.2锻钢件若采用钢锭制作其主截面的锻造比不得小于3，若采用轧材制作其主截面的锻造比不得小于1.6。

6.2.3外观质量及其修补。

6.2.3.1锻件的形状与尺寸应符合锻件图的要求。

6.2.3.2锻钢件外加工面不允许有飞刺，位于加工面的飞边经切除后残余量不应大于2mm。

6.2.3.3胎模锻件分模面错移量。

a）对于分模处于加工面的锻件，错移量应不大于加工余量的1/3；

b）对于分模线处于外加工面的锻件，错移量应符合表4规定。

表4mm

锻件长度

锻件的最大高度（厚度）

≤50

＞50

允许最大错移位

≤50

0.5

＞50~120

0.6

0.8

＞120~260

0.8

1.00

＞260~500

1.00

6.2.3.4锻件表面若有裂纹、折叠、锻伤、夹层、结疤、夹渣等缺陷，按以下规定执行。

a）需加工表面的缺陷深度不超过单面余量的1/2时，并保证加工后能完全清除，可不清除；

b）外加工表面的局部缺陷应予清除，且要圆滑过度，深度应不超过该处最小实体尺寸；

c）如果缺陷深度超过上述规定，应拒收。

6.3热处理

6.3.1所有热处理工序应采用制造厂规定的合格设备进行，热处理炉均匀性应按《热处理检验规范》及《特殊过程控制程序》执行。

6.3.2制造厂应制定热处理工艺并进行评定，形成报告存档备查。

6.3.3热处理过程控制应符合《热处理检验规范》、《特殊过程控制程序》、《热处理工艺规范》。

6.3.4金相组织

6.3.4.1锻钢件应不允许存在白点，当在一个锻件上发现白点时，则应对与该锻件同一冶炼炉次同一热处理炉次的所有锻件逐件进行白点检查。

6.3.4.2厚度小于和等于200㎜的锻钢件，晶粒度应大于或等于5级，厚度大于200㎜的锻钢件晶粒度应大于或等于4级；脆性夹杂物和塑性夹杂物均不大于4.5级，且两者和不大于4.5级。

7、质量检验试棒

7.1质量检验试棒应从用来制造锻钢件的备料中单独锻打，其锻造比应等于或小于被代表的锻钢件的锻造比。

7.2质量检验试棒应与同批锻钢件具有相同的热处理状态。

7.3质量检验试棒的尺寸必须用等效圆方法来确定，见图1，同一个质量检验试棒所作的试验，只对尺寸等于或小于试棒等效圆的零件有效。

图1

8、拉伸试验和冲击试验

8.1每个拉伸试样和冲击试样，应从7.1、7.2的质量试棒图、棒料上切取，并与零件本体具有相同热处理状态。

8.2每个拉伸、冲击的试棒的制备和试验的方法按ASTMA370《钢制品力学实验的标准试验方法和定义》标准要求进行。

8.3如果拉伸试验结果不能满足表5要求，必须增二次拉伸试验，并要求每个试验结果都符合规定值，方能认为合格。

8.4为了评定一炉材料应当至少试验三个冲击试样，其冲击值应当满足表6，单个冲击值不低于最小平均值的2/3，同时三个试验结果中只允许一个试验结果，可以小于最小平均值，如果试验失败则增加三个试棒进行复试，复试的三个试棒中的每个试样的冲击值都应当等于超过最小平均冲击值。

表5

材料

代号

屈服强度σ0.2

min

MPa

拉抗强度

min

MPa

50mm延伸率

min

断面缩

min

36K

248

483

－

45K

310

483

60K

414

586

75K

517

655

表6

温度级别

试验温度

℃（F）

最小冲击平均值（横向）J（ft.lbt）

PSL1

PSL2

PSL3和PSL4

－60（-75）

20（15）

－46（-50）

20（15）

－46（-50）

20（15）

－29（-20）

－

20（15）

S、T、U、V

-18（0）

－

20（15）

9、硬度试验

9.1试验试件和产品在最终热处理循环后应至少进行两次布氏硬度试验或相当的洛氏硬度试验，其值应符合表7。

表7

材料代号

布氏硬度值

材料级别AA、BB、CC

材料级别DD、EE、FF

36K、45K

HB≥140

HB140～235

60K

HB≥174

HB174～235

75K

HB≥197

HB197～235

9.2仲裁硬度试验以布氏硬度试验值为准（3000Kg、ф10㎜球）。

10、无损探伤

10.1无损探伤应符合《渗透探伤工艺规程》、《机械加工检验规范》、《超声波探伤工艺规程》、《焊接检验规范》的标准要求。

10.2每个完工的承压锻钢件的所有可接近的浸湿表面和密封面在最终热处理和最终机械加工后应进行磁粉探伤。

10.3对进行大面积焊补锻件在焊接和焊后热处理全部完成后，焊补处应作超声波探伤，检查应包括焊缝各侧相邻基体金属至少12.7㎜地方。

11、标志和质量文件

11.1经查验合格的锻件必须在显著位置做出标记，质量文件一般包括：

a）化学成份；

b）机械性能报告；

c）无损探伤报告（如果需要）；

d）硬度试验报告；

e）其他用户特殊要求。

附录A（补充件）表A

材料代号

化学成份

备注

范围

0.32～

0.40

0.50～

0.80

0.17～

0.37

≤0.25

－

≤0.25

≤0.035

V≤0.30

范围

0.37～0.45

0.50～0.80

0.17～0.37

≤0.25

－

≤0.25

≤0.035

V≤0.30

范围

0.42～0.50

0.50～0.80

0.17～0.37

≤0.25

－

≤0.25

≤0.035

V≤0.30

65Mn

范围

0.62～0.70

0.90～1.2

0.17～0.37

≤0.25

－

≤0.25

≤0.035

V≤0.30

20CrMo

范围

0.17～0.24

0.40～0.70

0.17～0.37

0.80～1.1

≤0.30

0.15～0.25

≤0.30

≤0.035

V≤0.30

30CrMo

范围

0.26～0.34

0.40～0.70

0.17～0.37

0.80～1.10

≤0.30

0.15～0.25

≤0.30

≤0.035

V≤0.30

35CrMo

范围

0.32～0.40

0..40～0.70

0.17～0.37

0.80～1.10

≤0.30

0.15～0.25

≤0.30

≤0.035

V≤0.30

42CrMo

范围

0.38～0.45

0.50～0.80

0.17～0.37

0.90～1.20

≤0.30

0.15～0.25

≤0.30

≤0.035

V≤0.30

20CrMnTi

范围

0.17～0.23

0.80～1.10

0.17～0.37

1.00～1.30

≤0.30

－

≤0.30

≤0.035

TI0.01～0.1

25CrNiMo

范围

0.22～

0.30

0.60～1.00

0.35～

0.60

0.40～0.80

0.15～0.25

－

≤0.035

1Cr13

范围

≤0.15

≤1.00

11.5～13.5

≤0.60

－

≤0.03

≤0.035

2Cr13

范围

0.16～0.25

≤1.00

12.0～14.0

≤0.60

－

≤0.03

≤0.035

0Cr17Ni4Cu4Nb

范围

≤0.07

≤1.00

15.5～17.5

3.0～5.0

－

3.0～5.0

≤0.03

≤0.035

附录B（补充件）表B

材料代号

化学成份

1035

范围

0.32～0.38

0.60～0.90

－

≤0.050

≤0.040

1040

范围

0.37～0.44

0.50～0.90

－

≤0.050

≤0.040

1045

范围

0.43～0.50

0.60～0.90

－

≤0.050

≤0.040

1566

范围

0.60～0.71

0.85～1.15

－

≤0.05

≤0.040

4118

范围

0.18～0.23

0.70～0.90

0.15～0.35

0.40～0.60

－

0.08～0.15

V≤0.30

≤0.040

≤0.035

4130

范围

0.28～0.34

0.40～0.60

0.15～0.35

0.80～1.10

－

0.15～0.25

V≤0.30

≤0.040

≤0.035

4135

范围

0.33～0.38

0.70～0.90

0.15～0.35

0.80～1.10

－

0.15～0.25

V≤0.30

≤0.040

≤0.035

4140

范围

0.38～0.43

0.75～1.00

0.15～0.35

0.80～1.1

－

0.15～0.25

V≤0.30

≤0.040

≤0.035

8625

范围

0.23～0.28

0.70～0.90

0.15～0.25

0.40～0.60

0.40～0.70

0.15～0.25

≤0.040

≤0.035

410

范围

≤0.15

≤1.00

≤1.0

11.5～13.5

－

≤0.03

≤0.04

420

范围

>0.15

≤1.00

12.0～14.0

－

≤0.03

≤0.04

PH17-4

范围

≤0.07

≤1.00

15.5～17.5

3.00～5.00

－

3.00～5.00

≤0.03

≤0.04

PH17-7

范围

≤0.09

≤1.00

16.0-18.0

6.5-7.75

≤0.03

≤0.04

PH15-7

范围

≤0.09

≤1.00

14.0-16.0

6.5-7.75

2.0-3.0

≤0.03

≤0.04

304

范围

≤0.08

≤2.00

≤1.00

18.0-20.0

8.0-11.0

≤0.03

≤0.045

316

范围

≤0.08

≤2.00

≤1.00

16.0-18.0

10.0-14.0

2.0-3.0

≤0.03

≤0.045

（续附表B）

X-750

范围

Nb+Ta

≤0.08

≤0.01

14-17

0.70-1.20

0.4-1.00

≤1.00

≤0.50

范围

≤1.00

2.25-

2.75

5.00-9.00

≤0.50

≥70.00

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