ASTM A304-05(符合末端淬透性要求的碳素钢和合金钢棒材)

ASTM A304-05
符合末端淬透性要求的碳素钢和合金钢棒材
1范围
1.1 本标准适用于在末端淬火试验中能够获得规定淬透深度的不同化学成分和规格的合金钢、碳素钢、碳硼钢热加工钢棒。

这些化学成分的表示法是在钢号后添加后缀字母“H”。

1.2本标准对不同于表1和表2所列的化学成分也加以规定。

当供需双方同意时，也允许指定特殊的淬透性极限值。

1.3英寸—磅单位表示的数值为标准值。

2引用标准
2.1ASTM标准：
A29/29M碳素钢和合金钢热加工棒材一般要求
A108碳钢和合金钢冷加工棒材
A255钢的淬透性试验方法
E112 平均晶粒度试验方法
E527金属和合金编号方法（UNS）
3术语
本标准规定的术语定义：
3.1.1淬透性—当钢以不同的冷却速度进行淬火时，钢会发生不同程度硬化，这显示出钢在热处理条件下的相对淬透能力。

相对淬透能力用定量方法测量，一般是将标准尺寸和形状的试样进行标准淬火，与此同时记录淬透的程度和深度。

在末端淬火试验中，淬透深度是从试样淬火末端到给定硬度处的距离。

4订货内容
4.1按本标准订货的钢材应该包括以下内容，按适当顺序：
4.1.1数量（重量）
4.1.2材料名称（合金钢、碳钢或碳—硼钢）
4.1.3截面形状
4.1.4规格
4.1.5长度
4.1.6钢号
4.1.7末端淬透性（见第9部分）
4.1.8熔炼分析报告（如果有要求）
4.1.9特殊的平直度（如果有要求）
4.1.10ASTM名称和版本日期
4.1.11最终用途或特殊要求
4.1.12含铅钢（当有要求时）
注1—一个典型的订货内容描述如下：10000磅，合金钢棒，圆材，直径4.0英寸，长度10英尺，钢号1340H，J40/56=6/16英寸，要求熔炼分析，ASTM A304，出版日期——，涡轮。

4.2需方应指定所需的钢号，包括按表1或表2的规定，在钢号后加上字母“H”。

4.3淬透性带的极限值在图2-87中以绘图的形式表示并制成表格。

为了统一标准，制表数值采用HRC洛氏硬度。

对于20HRC以下硬度值没有规定，因为这个硬度值是在C级标度范围以下。

图表表示适用于在末端淬火试验棒各个位置上和对于油淬或水淬圆棒各个位置所获得的硬度值。

末端淬火距离和钢棒直径的关系是近似的，因而只应作为一个指导原则使用。

4.4一般按照以下段落中说明的A、B、C、D或E方法之一指定表格两点值。

这些不同方法表示在图1中。

4.4.1方法A—在任一所需的距离上最小和最大硬度值。

这种方法表示说明在图1中A-A点，并且可规定J3处为43-54HRC。

显然选择的距离应是符合需方所用断面的末端淬火试验棒上的距离。

4.4.2方法B—出现所要求的硬度值的最小和最大距离。

这种方法表示说明在图1中B-B点，并且可规定最小距离J4和最大距离J9处的硬度值为39HRC。

如果要求的硬度值没有精确落在1/16英寸位置，选择的最小距离应是靠近淬火末端最近的1/16位置，最大距离应是远离淬火末端最近的1/16位置。

4.4.3方法C—在两个所要求的距离上的两个最大硬度值，表示在图1中C-C两点。

4.4.4方法D—在两个所要求的距离上的两个最小硬度值，表示在图1中D-D两点。

4.4.5方法E—任一最小硬度加上任一最大硬度。

当淬透性按照以上A和E方法之一规定时，其它淬透性带是不适用的。

4.5如果需要的情况下，除了4.4.1-4.4.5中规定的两点之外，还可以规定距淬火末端1/16英寸处的最大和最小极限值。

4.6在需要规定淬透性带上两个以上的点（不包含1/16英寸距离处的最大和最小极限值）的情况下，在任一曲线上某一小段上的两点（不包含1/16英寸处）HRC值的允许偏差为惯例的允许偏差。

这种偏差是必要的，因为各炉钢的曲线与标准的淬透性带极限值总有些不同，因此在曲线整个长度上的一个点或更多点处会稍有偏差。

5制造
5.1冶炼方法—钢材应由以下一种或几种最初冶炼方法来生产：平炉、碱性氧气炉或电炉冶炼。

一次冶炼可以与炉外脱气或精炼相配合，并且随后可以通过使用电渣重熔进行二次冶炼或真空电弧重熔。

采用二次冶炼时，一“炉”应解释为用一次冶炼的单独一炉钢重熔所得的全部钢锭。

5.2缓冷—热加工后立即进行，需要时可立即在适当条件下冷却到一个临界温度以下，以防止过快冷却造成的损害。

6一般要求
6.1按本标准供货的材料应符合A29/A29M或A108标准现行版本的使用要求，除非在本标准中另外说明。

7化学成分
7.1熔炼分析应符合表1和表2中需方规定钢号的化学成分的要求。

7.2当一种钢材按照表1和表2中的标准钢号没有规定，通过供需双方同意可以规定其它成分，一般地，淬透性带不应用这种成分。

7.3当生产方要求，需方同意时，其它钢材有能力满足需方规定的淬透性，可以代替需方规定的钢号供货。

8晶粒度要求
8.1钢材应符合A29/A29M较细奥氏体晶粒度要求。

8.2本标准规定的淬透性值是以细晶粒钢为依据，不适用于粗晶粒材料。

如果要求粗晶粒钢，淬透性值应由供需双方协商。

9末端淬透性要求
9.1末端淬透性应符合需方订货中规定的要求。

9.2按照图2-87中规定钢号所适用的值规定淬透性值。

规定淬透性方法见图1。

9.3经供需双方同意，可以要求特殊淬透性极限值，并应在需方订单中体现。

10试样
10.1数量和位置—试样的数量和位置应按照供方的标准实施，并应充分代表每炉钢的淬透性。

10.2热处理—所有锻制或轧制淬透性试样必须在试验前正火。

浇铸试样不需正火。

11试验方法
11.1晶粒度—试验方法E112。

11.2末端淬火淬透性—试验方法A255。

12证明书和试验报告
12.1当合金钢规定完整的淬透性带时，为标明淬透性，可以按照距试样淬火末端下述距离列出硬度值：从1/16英寸到16/16英寸，然后是18/16、20/16、22/16、24/16、28/16和32/16英寸。

12.2试验方法A255的表2-18是根据试验方法A255的10.1中钢号的化学成分和名义直径计算淬透性。

淬透性结果是首先以10/16（16mm）英寸，然后是12/16、14/16、16/16、18/16、20/16、24/16、28/16和32/16英寸而报告的。

注2—使用计算方法的淬透性报告不同于试验方法A255的6.4过程。

12.3对于碳素淬硬钢，距淬火末端距离可以按1/16或1/32标出（而不象合金钢那样只是1/16英寸）。

为了避免误解，所有钢都采用1/16单位而不采用1/32英寸单位。

当规定完整的淬透性带时，除了12.1列出的距离，也可以采用1/32英寸直至8。

13关键词
13.1合金钢棒材；碳素钢棒材；末端淬火淬透性；钢棒
翻译：杨柳
校对：真娟
表1合金淬透性钢化学成分要求
注1：平炉钢的最大磷含量和最大硫含量分别为0.035%和0.040%。

电炉钢（代号之前有字母“E”）最大磷含量和最大硫含量为0.025%。

注2：合金钢中存在有少量的不是规定的，也不是要求的某些元素。

这些元素均似为次要元素，其最大含量如下：铜，0.35%；镍，0.25%；铬，0.20%；钼，0.06%。

注3：本标列出的化学成分的范围和极限值应符合标准A29所列的成品分析的允许偏差。

注4可以生产铅含量为0.15-0.35%的标准的淬硬钢。

这样的钢的表示法为在牌号的第二个数字和第三个数字之间加上字母“L”，例如，41L40H。

铅含量报告的范围一般为0.15-0.35%。

UNS代号A 牌号化学成分，%
C Mn Si Ni Cr Mo
UNS代号A 牌号化学成分，%
C Mn Si Ni Cr Mo
A新代号系按照 E527和SAE J1086“金属和合金数字编号的推荐实施方法”确定的。

B硫含量的范围为0.035-0.050%。

C可以预料这些钢的最小硼含量为0.0005%。

D钒含量的范围为0.10-0.15%。

E最小的钒含量为0.15%。

表2碳素淬硬钢化学成分要求A
UNS代号A 牌号化学成分，%
C Mn P（不大于） S（不大于） Si
A可以生产铅含量范围为0.15-0.35的标准的淬硬钢。

这样的钢的标制法为在牌号的第二个数字和第三个数字之间加上字母“L”，例如15L22H。

铅含量的报告范围一般为0.15-0.35%。

B新代号系按照 E527和SAE J1086“金属和合金数字编号的推荐实施方法”确定的。

C可以预料这些钢的最小硼含量为0.0005%。

淬透性带
淬火硬度相同的圆棒的直径在圆棒上的位置淬火
3.8 表面用水
1.1
2.0 2.9
3.8
4.8
5.8
6.7 距中心3/4半径软
0.7 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.9 中心淬火
0.8 1.8 2.5 3.0 3.4 3.8 表面用油
0.5 1.0 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0 距中心3/4半径软
HRC 0.2 0.6 1.0 1.4 1.7 2.0 2.4 2.8 3.1 中心淬火
距淬火末端的距离，×1/16英寸
方法图中的点末端淬透性的例子
A 在规定距离处最小和最大的硬度 A-A J3为HRC43-54
B 在最小距离处和最大距离处的硬度值 B-B J4（最小）和J9（最大）为HRC39
C在两个规定的距离处的两个最大的硬度值 C-C J5为HRC50（最大）J12为HRC34（最大）D 在两个距离处的两个最小的硬度值 D-D J5为HRC35（最小）J16为HRC21（最小）E任何最小的硬度值和任何最大的硬度值 E-E J6为HRC32（最小）J10为HRC37（最小）
图1规定淬透性要求所用方法举例（订货时用表中列出的硬度值）。