CB/T 3648-1994 船用柴油机排气阀热处理技术条件

U05

CB

中华人民共和国船舶行业标准

CB/T3648一94

船用柴油机排气阀

热处理技术条件

1994一10一08发布1995一08一01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CB/T3648一94

分类号:U05

热处理技术条件

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引用标准

GB228一87金属拉伸试验方法

GB229一48金属夏比(U型缺口)冲击试验方法

GB23。一83金属洛氏硬度试验方法

GB231一48金属布氏硬度试验方法

GB252一87轻柴油

GB443一89L一AN全损耗系统用油

GB536一88液体无水氨

GB658一88化学试剂氯化按

GB686一89化学试剂丙酮

GB1299一85合金工具钢技术条件

GB434。一48金属维氏硬度试验方法

GB6052一85.工业液体二氧化碳

GB6394一86金属平均晶粒度测定方法

GBll354一89钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验

GB/T12773一91内燃机气阀钢棒技术条件

CB3385一91钢铁零件渗氮层深度测定方法

JB28g7一81辉光离子氮化炉基本技术条件

BJ44O6一87热处理安全技术的一般规定

BJ/T6409一92热处理炉有效加热区的测定

ZBJ36007一88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

乐固溶热处理;

权固溶热处理+人工时效处理;

中国船舶工业总公司1994一10一08批准1995一08一01实施

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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

忘淬火+高温回火;

阮淬火+高温回火+渗氮。

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GB/T12773的规定。

4.1.2杆端部用Cr12MoV钢应符合GBi299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

4.2.14rc14Ni14W2M。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)。

4.3.2要求阀杆端面经表面热处理后的硬度应在HRc47一60范围内，其硬化层深度按图纸要求确

定，一般应为2.。一3.smm。

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JB2897的规定，其它加热炉有效加热区测定方法，检测周期及检定设备的

技术要求，应符合JB/T6049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05mm，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

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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GB536中的一级品渗氮、氮碳共渗剂

2丙酮GB686中的分析纯离子氮碳共渗剂

3L一AN全损耗系统用油，GB443淬火、回火冷却介质

4轻柴油;《B252中的淬火、回火冷却介质

0#、10#、20林

5工业液体二氧化碳GB6o52中，类一级品氮碳共渗剂

6氯化钡ZBJ36007淬火加热介质

7氮化钠ZBJ360O?淬火加热介质

8氛化钱GB“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

l0氢气纯度不小于99.995%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装炉

5.5.2‘1排气阀原则上应垂直装炉加热。

5.5.2.2排气阀必须置于炉膛有效加热区中加热。

5.5.2.3材料牌号或技术要求不同的排气阀，不得同一炉次处理。

5.524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。

5.5.3预热

5.5。3.1有效厚度较大的排气阀淬火加热前应进行预热。

乐预热方法有:

玲’

一次预热:700一805℃;

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b.两次预热:第一次505℃左右，第二次805℃左右。

5.54加热

5.5.4.1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

B(参考1件)

。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4h。

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。

5.5.6.2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GB282进行。

6，12洛氏硬度试验按GB203进行。

61.3布氏硬度试验按GB231进行。

6.1.4维氏硬度试验按GB434O进行。

6.1，5冲击试验按GB292进行.

6.2奥氏体晶粒度按GB6394进行。

6.3渗氮(氮碳共渗)层深度按CB3385进行。

6.4渗氮(氮碳共渗)层的脆性根据图纸要求按GBll345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07%，若三个

4

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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07%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07%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安全要求

热处理过程中须按JB44O6中的规定进行操作。

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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Al中的规定。

表Al

力学性能

抗拉强度屈服强度伸长率收缩率冲击韧性

序号材料牌号硬度HRC

几几占‘沪ak

HB

MPaMPa纬%J/cm名

)880》588》20要50250032妻49

l4CrgsiZ

)1000)810)14)4030~3?

24Cr10SiZMo)880)680》10)3527~35

193~286

3咯Cr王4N三14WZMo)392)20)3549205882

)784(HB)

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

热处理制度

序号材料牌号

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

℃℃℃

700一750油冷

14CrgstZ850~9301020~1040油冷

650油冷

24Crl0SiZMo850~9301010一1040油冷720~760空冷

34Cr14Ni14WZMo800~8501040一1170水冷750一800空冷

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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、437厂、407厂、466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。