ICS 77.140.85 CCS J 32 中华人民共和国国家标准 GB/T 42602—2023 大型锻钢件的锻造规范 Specification of forging of heavy steel forgings 2023-05-23发布 2023-05-23实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T 42602—2023 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 3 4 锻造设备及附具要求 5 钢锭要求 锻造工艺 6 6.1 锻造工艺的制定 6.2 工艺流程 6.3 钢锭利用率 6.4 钢锭上端、下端切除量 6.5 总锻造比要求 6.6 锻造温度范围和加热 7操作要求 7.1 锻造设备及附具操作 7.2 锻造操作 锻造过程风险控制 8 9 记录 10 检查· 10.1 锻造过程检查· 10.2锻造成品检查 附录A（资料性） 典型大型锻钢件的化学成分 附录B（资料性） 锻造温度范围 附录C（资料性）大型锻钢件钢锭和锻后返炉热坏料的加热时间 10 参考文献 表1 钢锭利用率 表2总锻造比要求· 表A.1典型大型锻钢件的化学成分 表 B.1 不同材料牌号的大型锻钢件的锻造温度范围 表 C.1 不同截面钢锭的加热时间 10 表 C.2 不同截面的锻后返炉热坏料加热时间 GB/T42602—2023 前言 本文件按照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》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 本文件由中国机械工业联合会提出。 本文件由全国大型铸锻件标准化技术委员会（SAC/TC506）归口。 有限公司、中信重工机械股份有限公司、中国重型机械研究院股份公司。 本文件主要起草人：蒋新亮、孙螺、孟相利、邓正华、蔡静、刘凯泉、陶志勇、王新昌、陈新倬、吴量、 曹志远、董凯、李昌义 GB/T 42602—2023 大型锻钢件的锻造规范 1范围 本文件规定了大型锻钢件锻造用锻造设备及附具的使用、钢锭制造、锻造工艺、锻造操作、锻造过程 的风险控制、记录以及检查的要求。 本文件适用于钢锭重量大于或等于150t,且单个锻件重量大于或等于90t，以Ni2、Ni3、Ni4系列 代表的大型锻钢件的锻造（材料牌号相关化学成分见附录A），其他材料牌号大型锻钢件可参考本文件 实施锻造。 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。 GB/T8541 锻压术语 GB/T9452热处理炉有效加热区测定方法 GB13318锻造生产安全与环保通则 GB/T36484锻压机械术语 GB/T37775大型钢质自由锻件通用技术规范 3 术语和定义 GB/T8541、GB/T36484、GB/T37775界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 液压机hydraulicpress 用液压传动来驱动滑块或工作部件的压力机的总称。 注：按介质不同分为油压机和水压机等。 ［来源：GB/T36484—2018，3.1.3，有修改］ 3.2 锻造操作机 manipulator for forging;forging manipulator 用于夹持钢锭或坏料进行锻造操作及辅助操作的机械设备。 注：该设备可进退、旋转、升降、摆动所夹持的坏料。操作机分有轨的和无轨的，有机械传动、液压传动和混合传 动的。 ［来源：GB/T8541—2012,16.7.19，有修改］ 3.3 锻造比forgingratio 锻造时变形程度的表示方法。通常用变形前后的截面比、长度比或高度比（y）来表示， 注：例如，拔长时，y=F。/F=L/L。；镦粗时，y=F/F。=H./H（式中：F。、F—锻坏变形前后截面积；Lo、L- 1 GB/T42602—2023 锻坏变形前后长度；H。、H——锻坏变形前后高度)。 【来源：GB/T8541一2012，5.1.39，有修改 3.4 砖宽比anvilwidthratio 锻造时所用砧子宽度（W）与坏料压下前高度（H）的比值。 3.5 钢锭利用率ingotutilization 锻件重量（G）与为制作锻件所用钢锭重量（G。）的百分比，即G/G。X100%。 3.6 压实锻造法 compactionforging method 在锻造过程中，为保证大钢锭心部的孔穴和疏松组织得到有效压实，改善钢锭内部缺陷和组织，保 证锻件内部质量而采用增大锻坏心部变形量的锻造方法。 锻造设备及附具要求 4 锻造车间布局：锻造车间应有满足大型钢锭热送的运输设备，如大型钢锭专用运输车，配备专用运 输车道，热钢锭运送时间宜小于或等于1h。 锻造车间所需基本设备：锻造液压机的公称力应大于或等于100MN、配套与其等级相适应的锻造 行车和装出料行车、锻造操作机、大型加热炉及锻后热处理炉。专用的工装附具（宽平砧、V型砧、套筒 等）、在线尺寸测量设备或可有效测量尺寸的设备、大型火焰切割及除尘设备、在线清伤设备等。 加热炉和热处理炉温均匀性要求应符合GB/T9452的规定。 5钢锭要求 5.1大型锻钢件用钢锭宜由锻件制造商自行生产，应采用热送方式，入炉前检查钢锭，若发现钢锭表面 有裂纹、严重结疤重皮等缺陷，采取打磨、火焰清理等相应措施处理。如由外部采购钢锭，应评估外购钢 锭的风险，供需双方应明确验收方式， 5.2钢锭加热前应测量钢锭表面温度，并根据钢锭表面温度，确定适宜的加热工艺。 6锻造工艺 6.1 锻造工艺的制定 制定自由锻锻造工艺应按照订货合同、图纸、订货技术条件和相关技术协议的要求，合理选择锻造 温度范围、变形方案和各火次变形量的分配。 注：自由锻是只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间在各个方向使坏料自由变形而获得所需的几何形 状及内部质量锻件的方法。 坏料应考虑加热氧化损耗，空心件还应考虑坏料冲孔芯料损耗。 6.2工艺流程 6.2.1压实锻造法分类 常见的压实锻造法分类如下。 2 GB/T42602—2023 中的孔隙性缺陷锻合的锻造工艺方法。 b）中心压实法：将钢锭倒棱后，锻成矩形截面坏，然后加热到始锻温度保温后，从炉中取出，采用 表面空冷鼓风或者喷雾冷却，使钢锭表层形成一层“硬壳”，内外存在温差，用窄平砧沿钢锭中 目的。 c）中心无拉应力锻造法（FM锻造法）：利用上平砧，下大平台的非对称变形，下大平台对锻件的 摩擦面积较大，变形由上到下逐步进行，使拉应力移到了变形体与下平台接触面附近，增加了 锻件心部压应力，对锻合钢锭内部孔隙类缺陷效果显著。 (P KD锻造法：上下砧均为宽V型砧。利用钢锭在长时间的高温条件下有足够的塑性，能在有限 的设备上，用宽砧大压下率进行锻造，采用上、下V型宽砖锻造有利于锻件表面金属塑性的提 高，增加心部的三向压应力状态，保证锻件的同心度，进而有效地锻合钢锭内部缺陷， 6.2.2压实锻造法宜采用的基本参数 对于大型锻钢件，锻造的主要目的是成形和改善材料内部缺陷和组织，以保证锻件形状尺寸和提高 内部质量。为了确保钢锭心部的孔穴和疏松组织得到有效压实，压实锻造法采用以下基本参数。 a) 宽砧强压法（WHF锻造法）：宜采用站宽比0.60.8、压下率药20%时较为合理。两次压下部 分的中间应有10%左右的站宽搭接量，并在翻转施压时注意错砧，以达到钢坏均匀压实的 目的。 取出，采用表面空冷鼓风或者喷雾冷却到720℃～780℃，钢锭表层形成一层硬壳”，这时钢 锭心部温度仍保持1050℃～1100℃，变形阻力小，内外温差约为230℃～270℃，用窄平砧 沿钢锭纵向加压，借助表层低温硬壳的包紧作用，达到显著压实心部的目的。 c）中心无拉应力锻造法（FM锻造法）：宜采用的宽比约0.6压下率约14%～15%。 d）KD锻造法：宜采用上、下V型砧开角α135°，砧宽比0.4～0.8（最佳为0.6）、压下率约20%时 较为合理。锻造时应注意错砧，90°翻转，保证锻件心部均匀压实，拔长效率高 6.2.3大型轴类锻件工艺流程 一般流程：压钳口→主变形→分料→出成品。 主变形可选用宽砧强压法、中心压实法、中心无拉应力锻造法、KD锻造法，或其他适合的锻造方 法，以确保锻件有充足的锻造比及保证整个截面得到充分锻透。若锻件截面尺寸较大，可通过增加镦粗 拔长次数增加锻造比，或采用其他方法增加锻造比。 6.2.4大型筒形锻件工艺流程 一般流程：下料一→镦粗→冲孔→扩孔。 对于较长的大型筒形锻件，冲孔后可增加芯轴拨长工序。 为了确保锻件有充足的锻造比，在下料前可通过增加拔长或者镦粗拔长增加锻造比，或采用其他方 法增加锻造比。 6.2.5大型饼形锻件工艺流程 -般流程：压钳口→主变形→下料→镦粗、展压。 饼形锻件主变形可参照大型轴类锻件工艺流程，饼形空心锻件镦粗、展压后应增加冲孔工序。 饼形锻件展压时，可通过合理的展压方式确保饼形锻件的压实效果和变形均匀。 3 GB/T42602—2023 6.3钢锭利用率 推荐的大型轴类、筒形、饼形锻钢件的钢锭利用率见表1。 表1钢锭利用率 大型锻钢件类型 轴类件 筒形件 饼形件 钢锭利用率 %02~% 58%~75% %0~%59 6.4钢锭上端、下端切除量 钢锭的上端（冒口）和下端（水口）应有足够的切除量，以确保锻件无缩孔和严重的偏析 6.5总锻造比要求 推荐的大型轴类、筒形、饼形锻钢件的总锻造比要求见表2。 表2总锻造比要求 轴类件 大型锻钢件类型 筒形件 饼形件 支承辊 其他轴类件 总锻