4140、42CrMo系列调质无缝钢管技术规范
4140、42CrMo系列调质无缝钢管
1 范围
本标准规定4140、42CrMo系列调质钢管的尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检
验规定、包装、标志和质量证明书等。
本标准适用于4140系列调质钢管。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是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。
ASTM A370 钢产品力学试验方法
ASTM A519 机械用无缝碳管、合金钢管标准
ASTM A751 钢制品化学分析标准试验方法、实验操作和术语
ASTM E10 金属材料布氏硬度标准试验方法
ASTM E23 金属材料缺口冲击试验方法
ASTM E112 平均晶粒度测定方法
ASTM E213 钢管超声波检测方法
ASTM E709 磁粉探伤检测方法
3 尺寸、外形、重量及允许偏差
3.1 外径和壁厚
钢管的尺寸允许偏差应符合表1的规定。
表1 尺寸允许偏差
要求 |
外径允许公差 |
壁厚允许公差 |
标准 |
±1%D |
±10%S |
内控 |
±0.8%D |
±8%S |
3.2 长度
钢管的交货长度应合同中注明。若以定尺长度交货,定尺长度偏差0 mm ~ +50 mm。
3.3 弯曲度
钢管的弯曲度不大于1.5mm/m ,全长总弯曲度不大于全长的0.2%。
3.4 重量
钢管按实际重量交货。根据需方要求,经供需双方协商,并在合同中注明,亦可按理论重量交货。
4 技术要求
4.1 钢的牌号和化学成分
4.1.1 钢的牌号和化学成分(熔炼成分)应符合表2 的规定。
表2 钢的牌号和化学成分(质量分数)
钢种 |
要求 |
C |
Mn |
P |
S |
Si |
Cr |
Mo |
Ni |
Cu |
4140 |
标准 |
0.38 0.43 |
0.75 1.00 |
≤0.025 |
≤0.025 |
0.15 0.35 |
0.80 1.10 |
0.15 0.25 |
≤0.25 |
≤0.25 |
内控 |
0.39 0.41 |
0.90 0.98 |
≤0.015 |
≤0.010 |
0.20 0.30 |
0.90 0.98 |
0.21 0.23 |
≤0.20 |
≤0.20 |
|
42CrMo |
标准 |
0.38 0.45 |
0.50 0.80 |
≤0.025 |
≤0.025 |
0.17 0.37 |
0.90 1.20 |
0.15 0.15 |
≤0.25 |
≤0.25 |
内控 |
0.39 0.42 |
0.68 0.78 |
≤0.015 |
≤0.010 |
0.20 0.30 |
1.03 1.13 |
0.19 0.23 |
≤0.20 |
≤0.20 |
4.1.2 钢材或坯的化学成分允许偏差应符合表3 的规定。
表3 成品允许成份偏差(质量分数)
C |
Mn |
P |
S |
Si |
Cr |
Mo |
±0.02 |
±0.03 |
+0.005 |
±0.005 |
±0.02 |
±0.05 |
±0.02 |
4.2 制造方法
电炉/转炉+炉外精炼+真空脱气,压缩比≥4:1。
4.3 交货状态
钢管以调质状态交货。
4.4 力学性能
4.4.1 拉伸试验:钢管交货状态下室温纵向拉伸按ASTM A370 检验,其值应满足表4 的规定,拉伸试样取自钢管壁厚1/2 处。
4.4.2 冲击试验:钢管交货状态下-20℃纵向冲击试验按ASTM E23 检验,按一组3 个试样进行试验,其值应满足表4 的规定,冲击试样取自钢管壁厚1/2 处。
4.4.3 表面硬度:钢管交货状态下应逐支按ASTM E10 做表面布氏硬度,其硬度值应满足表4 的规定。
4.4.4 最低回火温度:钢管热处理回火最低温度应满足表4 的规定。
表 4 力学性能要求(交货状态)
钢种 |
钢级 |
要求 |
屈服强度 Rp0.2 (MPa) |
抗拉强度 Rm (MPa) |
延伸率 A (%) |
断面收 缩率Z (%) |
纵向冲击 Akv -20℃ (J) |
硬度 (HBW) |
最低回 火温度 (℃) |
4140 42CrMo |
80KSI |
标准 |
552~758 |
≥655 |
≥15 |
≥45 |
≥40 |
207~241 |
621 |
内控 |
552~655 |
≥670 |
≥20 |
≥50 |
≥60 |
207~237 |
|||
110KSI |
标准 |
758~965 |
≥862 |
≥13 |
≥45 |
≥40 |
285~341 |
552 |
|
内控 |
770~960 |
≥870 |
≥15 |
≥48 |
≥50 |
290~336 |
|||
125KSI |
标准 |
862~1034 |
≥931 |
≥11 |
≥35 |
≥40 |
301~352 |
540 |
|
内控 |
862~1034 |
≥940 |
≥13 |
≥45 |
≥45 |
301~352 |
4.5 晶粒度
钢管在交货状态下的实际晶粒度应不小于5级,内控不小于6级。
4.6 表面质量
钢管的内外表面不得有目视可见的裂纹、折叠、轧折、离层和结疤。这些缺陷应完全清除,缺陷清除总深度不得超过壁厚的5% ,清理处的实际壁厚应不小于壁厚所允许的最小值。
4.7 矫直
钢管在热处理完毕后不得进行冷变形,钢管旋转矫直完毕温度不得低于下表5之规定,如果不满足要求,则需要在进行去应力退火,最低去应力退火温度见表5。
表5 热矫直及去应力退火温度
钢级 |
80KSI |
110KSI |
125KSI |
140KSI |
旋转矫直完毕最低温度 |
480℃ |
450℃ |
400℃ |
400℃ |
最低去应力退火温度 |
480℃ |
490℃ |
510℃ |
510℃ |
4.8 无损检测
钢管在最终热处理、矫直、尺寸检验完毕后,应逐支进行磁粉、超声波检查。
4.8.1 磁粉检查
按ASTM E709标准进行检查,所有缺陷或显示应采用打磨的方式完全去除,打磨区域应进行再次确认,保证其尺寸及清除深度满足4.6条的要求。
4.8.2 超声波检查
4.8.2.1 按ASTM E213 标准进行检查,参考缺陷按照下表6 执行。
表6 超声探伤参考标样
刻槽位置及个数 |
刻槽尺寸 |
|||
纵向内、外表 |
横向内、外表 |
深度比例 |
最大长度/mm |
最大宽度/ mm |
1 |
1 |
5% S |
50 |
|
4.8.2.2 深度公差为计算刻槽深度的±15% ,最小刻槽深度为0.3 mm±0.05 mm 。
4.8.2.3 所有刻槽应定位,以使每个刻槽都可以单独显示。
5 试验方法
钢管的取样和试验方法按表7的规定执行。
表7 钢管的取样和试验方法
序号 |
检验项目 |
取样数量 |
试验方法 |
1 |
熔炼成分 |
1 个/炉 |
ASTM A751 |
2 |
成品成份 |
2 个/炉 |
ASTM A751 |
3 |
拉伸试验 |
2 个/批 |
ASTM A370 |
4 |
冲击试验 |
3 个/批 |
ASTM E23 |
5 |
硬度试验 |
逐支 |
ASTM E10 |
6 |
晶粒度 |
2 个/批 |
ASTM E112 |
7 |
超声波探伤 |
逐支 |
ASTM E213 |
8 |
磁粉探伤 |
逐支 |
ASTM E709 |
6 组批规则
钢材应按批检查和验收,每批由同一牌号、同一炉号、同一规格、同一加工方法、同一尺寸、同一
交货状态、同一热处理炉次钢材组成.
7 标识和质保书
钢管的标识和质保书应符合GB/T 2101的有关规定。