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1、API6A.20C和4130钢材锻造锻造工艺规范一、范围本规范根据APl6A、20C和4130钢材锻造的要求，规定了锻件生产全过程的工艺要求，以避免可能出现的以下问题：外部缺陷：如几何尺寸和形状不符合要求，包括表面裂纹、折叠、缺肉、错差。模锻不足、表面麻坑、表面气泡和橘皮状表面等。内部缺陷：如低倍缺陷和显微缺陷。如低倍缺陷的内裂，以及缩孔、疏松、白点、锻造流纹紊乱、偏析、粗晶、石状断口、异金属夹杂等：如显微缺陷的脱碳、增碳、带状组织等。性能缺陷：韧性或疲劳性能等不合格。如使用中出现的高温瞬时强度、持久强度、持久塑性、蠕变强度不符合要求。或因过热和过烧，造成外部裂纹，以及内部晶粒粗大或脱碳，所带
2、来的性能方面塑性和韧性的降低。为此本规范对以下的：锻件原材料、锻坏锻造前加热过程、锻制加工过程、锻造后的验收过程，以及相应的锻造设备、检验要求等，做出规定。二、职责生产部、质量部为主负责管理和执行本规程。公司总经理负责批准和监督本规程的实施。三、参照标准ANSI/API6A井口和采油树设备规范ANSI/APT20C石油天然气工业用闭模锻件ASTMA370钢材的力学试验方法ASTMA751钢材的化学分析试验方法CaCtUS公司的CNT-OOl无损检测人员的资格和鉴定四、要求4.1 锻坯原材料的控制4.1.1 采购技术要求（以下为主要信息，但不限于以下信息）-化学成分控制，按下表要求；钢种CSiM
3、nPSCrNiMoCuAlV41300.290.15-0.551.000.220.20熔炼0.320.340.600.0250.0251.100.300.250.0250.0250.02541300.280.25-0.550.950.20-0.20成品0.330.350.630.0250.0251.130.330.250.0250.0250.025不允许人为添加B元素以及As等有害元素钢的化学成分中未注明的残余元素总量不超过1%钢材的气体元素含量控制要求为：H2ppm;020ppm;n70ppm- 氢成分控制：按上表要求；- 熔炼方法：碳钢和低合金钢冶炼方式一炼钢应采用电炉（EF）或氧气转炉（
4、BOF）进行冶炼。- 浇注方法和铸锭模：采用连续浇铸和真空铸锭模- 原始材料检验和验收准则：进行锻坯的纯净度、疏松、夹杂、晶粒度、次生相、显微组织、宏观组织无缺陷- 物料污染控制：材料应无汞、放射性- 无损探伤报告：材料提供无损探伤结果- 热轧锻坯的轧压比：锻坯成型经轧压方法的，应提供压缩信息4.1.2采购锻坯的验收（一）锻坯在锻造前应具有下面列出的资料和试验结果。但是对于不同钢号的锻坯，由于其熔炼、开坯和技术条件的具体要求不同，其必须具备的资料和试验结果可以有所不同，即可多于或少于下面列出的项目：（1）熔炼过程的标记（9）钢锭开坯用的设备及温度（2）原始的非真空熔炼炉号（10）锻坯的低倍腐蚀
5、检查（3）真空熔炼炉号（11）锻坯的超声波检查（4）非真空熔炼的重量（吨）（12）锻坯的磁粉检查或荧光检查（5）真空熔炼的重量（吨）（13）锻坯的机械性能检查（6）钢的化学成分（14）锻坯的晶粒度检查（7）钢锭尺寸（15）锻坯的淬透性检查（8）钢坯尺寸（16）锻坯的质量证明书上述资料和试验结果由供应锻坯单位提供，但锻件生产单位为了验证试验结果的可靠程度和锻造生产需要，往往也进行一些补充的试验。（二）原材料的控制。锻坯在锻造前对供方提供的材料信息，应进行试验，以比对采购要求的符合性。原材料（轧制棒材、挤压棒材）在入厂时必须附有的资料应具有诸如熔炼方法、成分、炉次、轧制温度、低倍检验及机械性能等方
6、面的资料和试验结果。入厂原材料的检验项目，主要取决于原材料的合金种类。不同种类锻件用材料进厂后,在下料和锻造前须做的一些检查项目,见下表：检验项目铁基合金钢银基合金钢钛合金备注拉伸试验BAA冲击试验NANANA局温持久BBNA淬透性NANANA晶粒度CCC高倍纯净度NANANA低倍腐蚀BAB可锻性CBNA目视检验AAAPT检验BBBUT检验BBB注：A-有锻件厂进行；B-由冶金厂进行（可由制造厂进行）；C-需要时；NA-不进行4.2锻件加工的设计和设备维护本公司锻件一般根据客户要求以及提供的图纸和设计资料，进行锻造过程的设计。这包括锻模和锻造相关设备的设计和维护。4. 2.1设计总要求锻件所用
7、锻模和设备的设计应包括以下文件（如适用）：a）设计要求；b）假设；c）分析方法；d）与以前类似产品的设计或操作史的比较；e）计算；f）制造图纸和规范；g）设计评审；和/或h）物理试验结果（例如设计确认试验）。设计文件应由原设计人员以外的有资质的人员评审。设计文件和资料应在该产品最后制造口期后保持五年。5. 2.2设计依据（1）产品零件图及其设计选材的主要技术要求。（2）有关的锻件技术标准和质量控制文件。（3）对机械加工有特殊要求的锻件，负责制订机械加工工艺的部门应提出的机械加工余量和加工基准面的要求。（4）锻造车间现有的设备和工序能力。（5）关于机械制图的国家标准和企业内部的通用标准。4.2.
8、3锻件图样基本内容的质量控制（1）锻件图样的标题、材料牌号、热处理和硬度、单机数量和左右件、图样比例及图号版次等均应正确无误。（2）合理选择分模面位置，并按零件图的要求标明流线方向。（3）根据零件图上提出的特殊加工要求，确定余量、公差、结构要素和机械加工基准。审查其技术经济的合理性。（4）是否已标出产品零件的轮廓形状，并在括号内注明最终的名义尺寸。（5）按照零件图的技术要求或有关技术文件正确地确定零件类别。（6）根据确定的锻件类别在锻件图样上正确地标明需要进行的理化性能测试项目、取样部位和取样方向。（7）是否正确地规定了打硬度、炉批号和检验印记的位置。（8）在图样的文字标注中是否已注明了模锻斜
9、度、圆角半径、垂直方向和水平方向的尺寸公差、沿分模面上的偏移量、残余毛边和翘曲量等。4.2.4 设计输出的锻件图样的协调、会签和审批（1）各类锻件图样必须有设计、校对和审定的各级人员签名方能生效。（2）锻件蓝图需要更改时，应按关于文件更改制度填写更改单，经过审批方能有效。（3）如需修改锻件图样的图形、尺寸或公差及流线要求时，须以更改零件设计文件为依据。如需更改进行加工会量、敷料、加工基准面和供应的热处理状态时，必须有负责进行加工部门的会签方能生效。4.2.5 锻造设备的维护加热炉、锻模和相关设备的维护应按形成文件的程序进行。维护记录应保存。4.2.6 2.5.1加热炉的选择和控制（1）加热炉的
10、结构形式和性能必须符合原材料和锻件品种对加热的要求。（2）每台加热炉必须配备专用自动控温和记录仪表以及报警装置。对于电炉，当炉的长度超过L2m或功率超过75kW时，应实行分区控温。对于敞焰炉，当炉膛的任一长度超过2m时，应实行分区控温。（3）除了少量外，一般锻造加热炉都是敞焰炉，即油气燃烧产物和加热毛坯处在同一面积上循环的，这样在油炉或煤气炉中都会造成氧化气氛，而且喷嘴的火焰温度往往比炉子的温度高得多，因止避免火焰与加热工件相接触是十分重要的。通常喷嘴的安装高度要比炉内工件高出250mm以上，喷嘴应配备自动控制装置。为了控制气氛中的含硫量，在加热军品及要求较高的民品时，不选用100号以上的重油
11、作燃料。4.2. 5.2温度控制仪表的质量控制(1)温度控制仪表应符合前页表达到规定。(2)自动控温仪表应安放在少尘、防震、环境温度在060的地方。(3)新进厂的各种温度控制、测量和记录仪表，必须经全面鉴定合格后，方能安装使用。(4)使用中的各种温度控制仪表和热电偶，须按规定的周期进行鉴定。(5)炉温均匀性检测周期，一般情况下1年进行一次。特殊情况下可随时进行。(6)新加热炉投产前、大修后、控温热电偶重新安装后、工作温度超过加热炉最初检测的温度范围及任何影响加热炉温度均匀性的变化时，需进行。4. 2.5.3加热设备的鉴定(一)加热设备的管理(1)加热炉按有效工作区温度均匀性的要求分为五类，见表
12、1：表1加热炉按有效工作区温度均匀性的要求分类设备类别有效工作区炉温均匀性(C)控温精度(C)仪表允讦误差(C)记录纸读数不大于(Cmm)I3112II5151.54III10535IV15856V20126.58(2)加热炉要有注明炉温均匀性检验日期和下次检验口期的合格和禁用标牌。(3)加热炉的每个加热区，至少要有两个热电偶：一个接温度自动控制仪表和报警装置。固定在炉子的加热器附近；另一个接温度指示自动记录仪表，必须安装在炉子的有效工作区内。(4)表层不允许有元素贫化或富集的制件所用的加热炉、气体渗碳炉和气体氮化炉，其加热介质应每年控制和调节。(5)通入炉内的燃气或惰性保护气体，不允许直接冲
13、击制件，以免造成局部过热或温度降低。(一)温度检测仪表的技术要求，见表2。表2温度检测仪表的技术要求名称精度分辨率检定周期标准电位差计JOl级o.ivT检测电位差计J.05级IM-V半年标准电池JOO5级一年标准水银温度计H等标准0.IC一年标准钻电阻温度计11等标准二年标准钳错10箱热电偶11等标准，0.9C一年标准钳镂304白镂6热电偶II等标准，0.9C一年标准铜一康铜热电偶11等标准3-100*0,O1C半年现场检测银铭一探硅热电偶3-400,C,土L6C,1-400-1100,C,0.4C三个月(三)加热炉炉温均匀性鉴定(1)新炉投产前和加热炉大修或加热部件更换后，均应进行炉温均匀性
14、检验。使用中的加热炉，按下表规定的周期进行检验，保护气氛炉应在通气状态下进行检验。(2)炉温均匀性检验，见表3。表3炉温均匀性检嗡加热炉类别炉温均匀性检验周期测温仪表检骏周期I3个月3个月II半年半年III半年半年IV半年半年VTT注：我公司使用的燃气加热炉，属于V类。(3)炉温均匀性检验时的温度测试点数量和布置，应参照APl6A附录M要求，炉内体积大于0.3立方时，至少安放9个合格的热电偶阶段检验其均匀性。其排布方式也参见API6A标准附录M要求的方式。(4)炉温升到检验温度后，保持1小时开始测量，在开始测量后5分钟内至少记录一套数据，以后570分钟记录一次，直到各测试点连续出现3个以上在控温精度范围内的读数后，测量终止。若达到检验温度下的保温时间超过2h,个别测试点的温度仍不合格，就原定工作区而言，说明该加热炉不合格。(5)加热炉在使用状
