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1、U 0 5 CB 中华 人 民 共 和 国 船 舶 行 业 标 准 C B / T 3 6 4 8 一 9 4 船用柴油机排气阀 热处理技术条件 1 9 9 4 一 1 0 一 0 8 发布1 9 9 5 一 0 8 一 0 1 实施 中国船舶工业总公司发 布 中华人民共和国船舶行业标准 船用柴油机排气阀 热处理技术条件 C B / T 3 6 4 8 一9 4 分类号: U 05 飞 主题内容与适用范围 本标准规定了船用柴油机排气阀的技术要求、 热处理保证条件、 试验方法、 检验规则等。 本标准适用于材质为奥氏体耐热钢、 马氏体耐热钢及耐热合金制整体或焊接的船用柴油机排气阀 的热处理。 2
2、引用标准 G B228 一87 金属拉伸试验方法 G B229 一84 金属夏比( U型缺口 ) 冲击试验方法 G B23。 一83 金属洛氏 硬度试验方法 G B231 一84 金属布氏 硬度试验方法 G B2 5 2 一8 7 轻柴油 G B443 一89 L 一 A N全损耗系统用油 G B5 3 6 一8 8 液体无水氨 G B658 一88 化学试剂 氯化按 G B6 8 6 一8 9 化学试剂 丙酮 G B1 2 9 9 一85 合金工具钢技术条件 G B4 3 4 。 一84 金属维氏 硬度试验方法 G B6 0 5 2 一8 5. 工业液体二氧化碳 G B6 3 9 4 一86
3、 金属平均晶 粒度测定方法 G Bl l 3 5 4 一89 钢铁零件 渗氮层深度测定和金相组织检验 G B / T1 2 7 7 3 一91内 燃机气阀钢棒技术条件 C B3 3 8 5 一91 钢铁零件渗氮层深度测定方法 J B2 8 g 7 一81 辉光离子氮化炉 基本技术条件 JB4 4 O 6 一87 热处理安全技术的 一般规定 JB/ T6 049 一92 热处理炉有效加热区的测定 Z BJ 3 6 0 0 7 一8 8 热处理用盐 3 热处理方法分类 根据排气阀所用材料和性能要求， 常用的热处理方法有下述几种。 3 . 1 奥氏体耐热钢 固溶热处理; 固溶热处理+人工时效处理;
4、乐权 中国船舶工业总公司1 9 9 4 一 1 0 一 0 8 批准1 9 9 5 一 0 8 一 0 1 实施 C B / T 3 6 4 8 一 9 4 c . 固溶热处理+渗氮; d固溶热处理+人工时效处理十渗氮; 固 溶热处理+人工时效处理+氮碳共渗。 3 . 2 马氏体耐热钢 淬火+高温回火; 淬火+高温回火+渗氮。 忘阮 3 . 3 耐热合金 固溶热处理+人工时效处理。 3 . 4 非耐热钢 与耐热钢焊接的非耐热钢采用感应加热淬火 或火焰淬火十低温回 火。 4 技术要求 4 . 1 钢材 4 . 1 . 1 使用的耐热钢， 其化学成分和力学性能应符合G B / T1 2 7 7 3
5、 的规定。 4 . 1 . 2 杆端部用C r 1 2 Mo V钢应符合G Bi 2 9 9 的规定。 4 . 1 . 3 其它钢材及耐热合金应符合有关技术文件的要求。 4 . 2 对锻造毛坯的要求 4 . 2 . 1 4 cr1 4 Ni1 4 W2 M。 钢锻后奥氏 体晶粒至少应比固 溶热处理后细一级。 42 . 2 排气阀毛坯金相组织应均匀， 不得有碳化物网等异常组织。 4 . 2 . 3 锻后纵剖面的金属纤维方向应与阀的外形一致， 不得有截断现象。但焊接排气阀在焊接处允许 有纤维截断现象。 4 . 3 力学性能 4 . 3 . 1 常用排气阀钢热处理后的力学性能要求见附录A ( 补充件
6、) 。 4 . 3 . 2 要求阀 杆端面经表面热处理后的 硬度应在H R c 47一60范围内， 其硬化层深度按图纸要求确 定， 一般应为2.。 一3.s m m 。 4 . 3 . 3 其它钢种及有特殊要求的排气阀按图纸及有关技术文件规定执行。 4 . 4 渗氮( 氮碳共渗) 层深度、 硬度及脆性应符合图纸要求， 不得有肉眼可见的渗氮层剥落和表面电弧 烧伤。 5 热处理保证条件 5 . 1 加热设备 5 . ， ， 1 耐热钢的淬火( 或固溶热处理) 加热可在空气电阻炉、 盐浴炉、 保护气氛炉， 真空炉等设备中进 行。非耐热钢的表面淬火用高频感应加热设备或火焰加热设备， 回火( 或人工时效
7、处理) 采用空气电阻 沪。 5 . 1 . 2 渗氮和氮碳共渗采用电阻炉或离子渗氮炉。 5 . 1 . 3 各种加热设备应具有温度显示、 自 动控制、 记录及超温报警装置。 渗氮和氮碳共渗设备还应具有 介质流量显示调节装置及炉膛压力显示装置。 气体渗氮( 氮碳共渗) 炉应具有氨气分解率测定装置。 5 . 1 ， 4 加热炉有效加热区保温精度的最大偏差， 对于淬火( 固溶热处理) 和回火( 人工时效处理) 为 士1 。 ， 对于气体渗氮( 气体氮碳共渗) 为士5 ， 离子渗氮炉的控温显示精度应不低于士5 。 5 . 1 . 5 离子渗氮炉应符合J B2 8 9 7 的规定， 其它加热炉有效加热区
8、测定方法， 检测周期及检定设备的 技术要求， 应符合J B / T6 0 4 9 的规定( 含经大修或更换加热元件后的检测) 。 5 . 1 . 6 加热炉在使用状态下应定期做随炉温度检测。检测时， 检验热电偶与温度显示自 动记录仪表的 热电 偶的 热 端距 离 应小 于50m m ， 并 应于 炉 子 处于 热 稳定 后 进行。 当 检 测 值与 温 度显 示自 动 记录 仪表 2 C B / T 3 6 4 8 一 9 4 的显示值之差小于测量值的。 . 5 %时， 应对温度显示值进行修正， 否则应查明故障并排除。 5 . 2 冷却设备 5 . 2 . 飞 淬火槽的容积应能保证在连续生产条
9、件下具有足够的冷却能力。 5 ， 2 . 2 淬火槽内应有冷却循环系统及搅拌装置， 或必要的加热装置。 5 ， 23 淬火槽内应装有感温元件， 其测温仪表的分辨能力应不大于士5 ， 5 . 3 工艺材料 使用的主要工艺材料应符合表1 中的要求。 表 1 主要工艺材料的技术要求 序号材料名称技术条件 主要用途 1液体合成氨 G B536 中的一级品渗氮、 氮碳共渗剂 2 丙酮G B6 8 6 中的分析纯离子氮碳共渗剂 3 L 一 A N全损耗系统用油 ，G B 4 4 3 淬火、 回 火冷却介质 4轻柴油 ; B252 中的 0 #、 1 0 #、 2 0 林 淬火、 回火冷却介质 5 工业液体
10、二氧化碳G B6 o 5 2 中， 类一级品 氮碳共渗剂 6氯化钡Z BJ 3 60 0 7淬火加热介质 7氮化钠Z B J 3 60 O ?淬火加热介质 8氛化钱G B“8 中的分析纯渗氮中除钝化膜 9氮气 纯度不小于99. 9 外纬 离子渗氮 l 0氢气 纯度不小于9 9 . 9 9 5 % 离子渗氮 5 . 4 耐热钢锻后应进行一次退火处理， 常用的 退火工艺见附录B ( 参考件) 。 5 . 5 热处理 55 . 1 装炉前的准备 5 . 5 . 1 . 1 对于渗氮( 氮碳共渗) 的排气阀、 试样及其工装夹具必须清除油污等污物。 551 . 2 对于局部气体渗氮( 氮碳共渗) 的排气
11、阀应对非渗面镀防渗层或采取其它防渗措施， 对于局部 离子渗氮( 氮碳共渗) 排气阀非渗面应装防渗屏蔽件或其它防渗措施. 5 . 5 卜 2 5 . 5 . 2 1 5 . 5 . 2 . 2 5 . 5 . 2 . 3 524 5 . 3 5 。 3 . 1 玲 装炉 排气阀原则上应垂直装炉加热。 排气阀必须置于炉膛有效加热区中加热。 材料牌号或技术要求不同的排气阀， 不得同一炉次处理。 对于渗氮( 氮碳共渗) 排气阀要确保渗氮( 氮碳共渗) 气氛在排气阀渗氮表面充分自 由 循环。 预热 有效厚度较大的排气阀淬火加热前应进行预热。 预热方法有: 一次预热: 7 00一8 50; 5.5.5.乐
12、 C B / T 3 6 4 8 一 9 4 b . 两次预热: 第一次5 50 左右， 第二次8 50 左右。 5 . 54 加热 5 . 5 . 4 . 1 B ( 参考 1件 ) 根据排气阀材料及技术要求选择加热设备、 确定加热温度， 常用耐热钢的热处理规范见附录 。其它材料的热处理规范按有关技术文件规定执行。 5 . 5 . 4 . 2 未经机械加工的排气阀毛坯、 焊接排气阀及有盲孔的排气阀不应用盐浴加热。 5 . 5 . 4 . 3排 气 阀 加 热 应 有 足 够 的 保 温 时 间 。 保 盒 时 间 应 根 据 加 热 设 备 、 装 炉 量、 排 气 阀 有 效 厚 度 等
13、因 素 确定。 5 . 5 . 5 冷却 5 . 55 . 1 排气阀空冷时， 应散放于干燥处。 5 . 5 . 5 . 2 淬火( 固溶热处理) 冷至室温方可进行清洗， 并及时回火( 人工时效处理) 。其时间间隔一般不 应超过 4 h 。 石 . 5 . 5 . 3 对于有回火脆性的排气阀钢淬火、 高温回火后应快速冷却并应再进行低温去应力退火。 5 . 5 . 5 . 4 排气阀冷却前应开启淬火槽中的循环装置， 并将介质调整到要求的温度。 5 . 5 . 6 清理 5 . 5 . 6 . 1 热处理后需清理的排气阀应根据表面状态和要求， 选用适当的清理方法对其及时进行清理。 5 . 5 .
14、6 . 2 排气阀热处理后不应用酸洗法清洗。 5.5 . 了 校直 5 . 5 . 7 . 1 热处理后变形超差一般可校直， 但渗氮( 氮碳共渗) 后变形超差不应校直。 55 . 7 . 2 校直用静负荷进行， 不应局部敲击或加热。 5 . 5 . 了 . 3 校直后的排气阀应在低于原回火或人工时效处理温度下进行去应力退火， 对于需渗氮( 氮碳 共渗) 排气阀应在略高于渗氮( 氮碳共渗) 温度下进行去应力退火。 6 试验方法 6 . 1 力学性能试验 6 . 1 . 1 室温拉伸试验按G B2 28进行。 6 ， 12 洛氏硬度试验按G B2 30进行。 61 . 3 布氏硬度试验按G B2
15、31进行。 6 . 1 . 4 维氏硬度试验按G B4 3 4 O 进行。 6 . 1 ， 5 冲击试验按G B2 29进行. 6 . 2 奥氏 体晶粒度按G B6 3 9 4 进行。 6 . 3 渗氮( 氮碳共渗) 层深度按C B3 3 8 5 进行。 6 . 4 渗氮( 氮碳共渗) 层的脆性根据图纸要求按G Bl l 3 54进行， 但维氏 硬度计的压头负荷为49N。 7 检验规则 7 . 1 制造厂的检验部门按图纸或有关技术文件的规定对排气阀检查验收。需报船检局检验的排气阀， 由制造厂申报。 72 检验试样采用同一熔炼炉号的钢材制备， 有效厚度与工件相同， 随气阀同炉处理。 了 . 3
16、同一炉次热处理的排气阀做为检验的一个批量。 了 . 4 每个检验批量做拉伸试验一个， .冲击试样三个、 硬度、 渗氮( 氮碳共渗) 层深度和脆性按产品有关技 术文件规定的数量和部位检验。 7 . 5 拉伸试验不合格时， 则取双倍试样对不合格项目 进行复检， 复检结果如有一项不合格， 则该批排气 阀不予验收。 7 . 6 冲击值为三个试样冲击值的平均值， 但允许其中一个试样的冲击值不低于平均值的70%， 若三个 4 C B / T 3 6 4 8 一 9 4 试样的平均值达不到规定值， 且其中只有一个试样的值低子平均值的70%时， 可在同一试块上再制三 个冲击试样做补加试验。 上述六个试样的平均
17、值达到规定平均值的要求， 而低于平均值的试样不超过两 个， 且其中低于规定平均70%的试样只有一个， 则该批排气阀予以 验收。 7.7 检验不合格的排气阀可进行返工， 返工后对所有的检验项目重新检验， 结果全部达到要求则该批 排气阀为合格。 7 . 8 返工重复淬火( 固溶热处理) 不得超过两次， 补充回火( 人工时效处理) 不算返工。 8 返工 8 . 1 淬火或低温回火后的马氏 体耐热钢， 返工重复淬火前应进行退火或高温回火。 8 . 2 渗氮( 氮碳共渗) 层深不够或硬度偏低( 非因渗氮温度过高引起) 时可补渗， 硬度偏高也可返工， 但 处理温度须低于原高温回火( 人工时效) 温度。 9
18、 安全要求 热处理过程中须按J B4 4 O 6中的规定进行操作。 C B / T 3 6 4 8 一 9 4 附录A 热处理后应达到的力学性能 ( 补充件) 常用排气阀 钢热处理后在室温测得的力学性能应符合表A l 中的规定。 表 Al 序号材料牌号 力学性能 抗拉强度 几 MP a 屈服强度 几 M P a 伸长率 占 纬 收缩率 沪 % 硬度 HR C HB 冲击韧性 ak J / c m名 l4 C r g s i Z )8 8 05 8 82 0要5 0 2 5 00 3 2妻4 9 )10 0 0)8 1 0)1 4)4 0 3 0 3 ? 24 C r 1 0 S i Z Mo)
19、8 8 0)6 8 01 0)3 5 2 7 3 5 3咯 Cr 王 4 N三 1 4 WZ Mo ) 7 8 4 )3 9 2)2 0)3 5 1 9 3 2 8 6 ( HB) 4 9 2 50 8 8 2 附录B 常用排气阀耐热钢的热处理制度 ( 参考件) 几种常用排气阀耐热钢的热处理制度按表Bl 的规定。 夫 Bl 序号材料牌号 热处理制度 锻后退火温度 淬火( 固溶热处理) 温度 回火( 人工时效处理) 温度 14 C r g s t Z8 5 0 9 3 0 1 0 2 0 1 0 4 0 油冷 7 0 0 一7 5 0 油冷 6 5 0 油冷 24 C r l 0 S i Z Mo 8 5 0 9 3 010 1 0 一10 4 0 油冷7 2 0 7 6 0 空冷 34 C r 1 4 Ni 1 4 WZ Mo8 0 0 8 5 01 0 4 0 一1 1 7 0 水冷7 5 0 一8 0 0 空冷 C B / T 3 6 4 8 一 9 4 附加说明; 本标准由中国船舶工业总公司第六0三所提出。 本标准由中国船舶工业总公司第七研究院七二五所归口。 本标准由中国船舶工业总公司第十二研究所、 哈尔滨船舶工程学院、 4 37 厂、 4 07 厂、 4 66 厂负责起 草。 本标准主要起草人毛肇庆、 王桂森、 陆金二、 许桂成、 陈思佑、 宋伟。