国家标准计划《特大型锻钢件的热处理》由 TC506（全国大型铸锻件标准化技术委员会）归口 ，主管部门为中国机械工业联合会。

主要起草单位 二重（德阳）重型装备有限公司 、中国第一重型机械股份公司 、上海电气上重铸锻有限公司 、太原重工股份有限公司 。

1.背景 本标准涉及250吨以上钢锭锻制的特大型锻钢件热处理通用工艺规范。

大型锻件外形和重量大，技术难度大，质量和使用可靠性要求高，是能源、冶金、石化、交通、矿山、大型压力加工设备行业等重型装备的关键基础零部件，是关系到国家安全和国民经济命脉的战略性基础，是衡量一个国家工业发展水平和综合国力的重要标志。

我国大型锻件从无到有，从技术引进到国产化、自主化，特别是经过了“十一五”期间的快速发展和“十二五”的产品结构调整，产品结构、技术质量水平得到大幅提升，其典型产品如汽轮机转子、发电机转子、核反应堆压力容器、核电蒸发器、大型石化热壁加氢反应器、大型支承辊、海上石油钻井平台、大型水电主轴、及特大型冶金液压机、矿山用特大型锻钢件等。

目前，用250t以上钢锭锻制的特大型锻钢件主要应用与重大项目和工程，产量已达450件以上。

这些大型锻件质量要求很高，制造难度打，关系到设备安全和可靠性。

如何提高特大型锻钢件热处理工艺水平及工序质量是保证锻件质量和重大装备运行安全的关键所在。

特大型锻钢件制造技术是多学科交叉融合的技术，包括冶炼铸锭、锻造、热处理、无损检测、仿真模拟等。

而特大型锻钢件热处理主要包括锻后热处理（退火、正火、回火）和性能热处理（正火、淬火、表面淬火和回火等）及计算机热应力和相变应力模拟加热和冷却及相变组织模拟等过程控制的多项技术，是调整和优化材料组织和性能，充分发挥材料潜力，使其满足使用要求的关键所在。

10年前我国最大钢锭为260吨，主要用于大型水电主轴。

随着我国重大装备的国产化及快速发展，重大装备的大型化也促进了锻件的大型化，如五米宽厚板轧机，100MN以上自由锻压机、模锻压机、挤压机，1000MW火电机组、核电机组，三峡、向家坝、白鹤滩、乌东德大型水电机组等重大装备所需关键部件。

随着锻件大型化，对各项质量指标要求更加严格，锻件用大型钢锭等级已经上升到600吨级和700吨级，锻件也已达350t～400t级，加上钢锭的超大型化，产生各种缺陷的概率成倍增加，同时，锻造过程对缺陷的锻合与材料的均匀化变得更加困难，这显著增加了热处理难度。

一是体积的巨大化加热冷却过程锻件内外温差大，易出现开裂，二是由于细化组织时要多次加热后激烈冷却，多次发生相变，热应力和相变盈利带来的风险更大，三是性能热处理时，要加热到800℃～900℃，并且内外要热透，然后实施冷却，有的锻件截面在φ2000mm以上，心部要完全冷透才能保证达到需要的性能，在保证相变组织和性能的同时，要控制好锻件的应力状态，难度非常大。

所以特大型锻钢件的热处理无论是从技术层面还是生产组织层面，都显著增加了制造难度与风险。

该环节是特大型锻钢件制造工程中难度最大、影响因素最为复杂和风险最高的环节。

因为我国采用和引进的国外大型锻钢件的标准，主要是产品技术标准，各标准的要求虽不尽相同，形成了不同的材料系列，但特大型锻钢件的热处理和制造工艺国外一直保密，没有保证大型锻件品质的相关工艺标准。

在国内同样没有完整的大型锻件制造方法（工艺）相关国家或行业标准。

我国拥有万吨级以上自由锻压机20台以上，一些重型装备企业为本企业的产品制定了企业的工艺规范，但尚不具备标准的统一性和指导性。

有相当一部分企业由于缺乏技术和经验，不能对特大型锻钢件的热处理过程进行有效的风险识别和控制，导致产品大量报废。

因此，非常需要制定特大型锻钢件热处理国家标准。

为此，大型铸锻件专业领域依托工业强基工程中“超大型构件先进成形、焊接及加工制造工艺”项目，开展大型锻钢件冶炼铸锭、锻造、热处理等基础工艺和共性技术系列标准的成体系研制和申报工作，本标准项目是系列标准之一。

2.目的和意义 本标准的制定将填补我国特大型锻钢件热处理重要基础工艺和共性技术标准的空白，对提高我国特大型锻钢件制造工艺及质量的整体水平，并降低制造成本，提升我国特大型锻钢件质量水平和国际竞争力，支撑中国重大装备走出国内。

3. 本标准是大型铸锻件标准体系中的重点项目。

急迫性：《国家标准化体系建设发展规划（2016－2020年）》提出的重点领域工业标准化重点中提出“加强关键基础零部件标准研制，制定基础制造工艺、工装、装备及检测标准”；《装备制造业标准化和质量提升规划》提出实施工业基础标准化和质量提升工程，以破解装备制造业发展瓶颈和加强薄弱环节为突破口，开展关键基础零部件（元器件）核心共性技术标准研究，配套解决基础材料、基础工艺标准短板，系统制修订金属成型、金属加工、热处理、锻压、铸造、焊接、表面工程等基础工艺标准，提升可靠性和寿命指标。

本标准是规划提出的关键基础零部件用金属成型基础制造工艺和共性技术标准，符合2018年推荐性国家标准重点实施重大战略规划的要求。

本标准属于工业和信息化部2016年工业强基工程中“超大型构件先进成形、焊接及加工制造工艺”项目的支撑性标准项目。

本标准规定了我国特大型锻钢件的热处理，其中包括术语和定义、设备及工装辅具检查、热处理工艺、记录、质量与检验、产品报告单等。 本标准适用于能源、冶金、运输、石油化工、船舶、大型压力加工设备等行业重型装备用250t以上特大型锻钢件的真空钢锭锻制的特大型锻钢件的热处理。

工业强基工程“超大型构件先进成形、焊接及加工制造工艺”项目