ICS 49.040 V 16
HB/Z 417-2017
民用飞机用钢的热处理工艺
Heat treatment of steel for civil aeroplane
2017-04-12 发布 2017-10-01 实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
前言
本指导性技术文件按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则编写。
本指导性技术文件由中国航空综合技术研究所归口。
本指导性技术文件起草单位： 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院、西安飞机工业(集团)有限责任公司、成都飞机工业(集团)有限责任公司、中国商飞上海飞机制造有限公司。
本指导性技术文件主要起草人：佟小军、孙枫、闫文巧、李国庆、刘东波、李海升、于雷。
民用飞机用钢的热处理工艺
1 范围
本指导性技术文件规定了民用飞机用钢及制件热处理的材料、设备与工装、热处理工艺与过程控制、生产操作与过程控制、质量控制与检验、技术安全和人员资质的有关要求。
本指导性技术文件适用于民用飞机用钢及其制件的热处理。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 228 金属材料室温拉伸试验方法
GB/T 230.1 金属洛氏硬度试验第 1 部分：试验方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T
标尺)
GB/T 231.1 金属材料布氏硬度试验第 1 部分：试验方法GB/T 4161 金属材料平面应变断裂韧度 KIC 试验方法
GB/T 4340.1 金属材料维氏硬度试验第 1 部分：试验方法GB/T 4842 氩
GB/T 4844 纯氦、高纯氦和超纯氦
GB/T 7232 金属热处理工艺术语
GB/T 8979 纯氮、高纯氮和超纯氮纯氦
GB/T 10066.1 电热设备的试验方法第 1 部分：通用部分
GB 15735 金属热处理生产过程安全卫生要求
GB/T 27945.1 热处理盐浴有害固体废物的管理第 1 部分：一般管理
GB/T 27945.2 热处理盐浴有害固体废物的管理第 2 部分：浸出液检测方法
GB/T 27945.3 热处理盐浴有害固体废物的管理第 3 部分：无害化处理方法
GB/T 27946 热处理工作场所空气中有害物质的限值
HB 5013 热处理制件检验类别
HB 5354 热处理工艺质量控制
HB 5408 航空热处理用盐规范
HB 5415 热处理淬火用油
HB 5425 航空制件热处理炉有效加热区测定方法
HB 6735 航空结构钢薄脱碳(含合金贫化)层和增碳(含增氮)层深度测定方法
HB/Z 64 3 号涂料保护热处理工艺
HB/Z 191 航空结构钢不锈钢真空热处理说明书
HB/Z 316 热处理加热用中性盐浴
HB/Z 343 可控氮基气氛保护热处理
ASTM E 8/8M 金属材料拉伸试验
3 术语和定义
GB/T 7232 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
奥氏体调整 austenite conditioning
将固溶处理后的半奥氏体沉淀硬化不锈钢重新加热到某一温度，使其从奥氏体中析出 Cr 的碳化物，降低奥氏体中 Cr、C 的含量，从而使 Ms 点可以上升至室温以上 50℃~100℃,冷却时转变为马氏体的热处理过程。
3.2
等效圆 equivalent round (ER)
制件截面厚度等效于一个圆柱体的直径，称该圆柱体为制件的等效圆。材料及制件常见形状的最大等效圆的计算方法见附录 A。
3.3
亚临界退火 subcritical anneal
在奥氏体开始形成的温度以下进行的退火。有时也称低温退火或高温回火。
注：除了温度以外，与其他退火类热处理工艺的最大不同在于亚临界退火采用空冷方式进行冷却。
3.4
均热时间 heat-up time
同一制件的中心温度滞后于表面温度的时间。即， 热处理炉内最后一支工艺热电偶到达设定温度允许的温度偏差下限至制件中心到达此温度的时间差值，故也称热透时间。
4 材料
4.1 民用飞机用钢
4.1.1 钢的类别及一般热处理应用状态
4.1.1.1 民机用钢按特性分为 A、B、C、D 四类：A 类为碳钢和合金钢;B 类为马氏体、铁素体不锈钢;C 类为奥氏体不锈钢，D 类为沉淀硬化不锈钢和马氏体时效钢。民机用钢分类与常用钢牌号及一般热处理应用状态见表 1，国内相似牌号的对照表参见附录 B。
4.1.1.2 所有牌号钢均应符合相应的材料标准、规范或专用技术文件要求。
表 1 民机用钢分类与常用钢牌号及一般热处理应用状态
表 1 民机用钢分类与常用钢牌号及一般热处理应用状态(续)
表 1 民机用钢分类与常用钢牌号及一般热处理应用状态(续)
4.1.2 钢的一般热处理应用
4.1.2.1 A 类钢和 B 类钢是热处理可强化的钢，一般应通过淬火及回火进行强化后使用。
4.1.2.2 A 类钢和 B 类钢及制件产品应在规定的淬火介质中以合理的方式进行淬火，并应充分冷却(温度低于淬火介质温度)后进行足够时间的回火以获得要求的力学性能和腐蚀性能;以及避免淬火开裂或消除对制件力学性能和耐蚀性能有害的状态。
4.1.2.3 C 类钢为热处理不可强化的钢，一般在固溶或退火状态下使用。为了得到高的抗腐蚀性能、高的塑性及消除冷作硬化恢复塑性应进行固溶处理。
4.1.2.4 C 类钢中的 302、303、304、316 钢采用水淬固溶处理可保证获得最佳的耐蚀性能。对于形状复杂不宜固溶处理的 C 类钢制件可进行退火处理。
4.1.2.5 D 类钢一般应经固溶+时效处理或固溶+奥氏体调整+时效硬化后使用。
4.2 工艺材料
4.2.1 热处理用气体
热处理用氩气、氮气和氦气应分别符合 GB/T 4842、GB/T 8979 和 GB/T 4844 中高纯氩、高纯氮和高纯氦的要求。
4.2.2 热处理用盐
热处理用盐应符合 HB 5408 规定。
4.2.3 淬火油
4.2.3.1 淬火油应符合 HB 5415 的要求，淬火油的使用温度应不超过产品规定的使用温度范围。在淬火开始时，淬火油的温度一般应在 16℃~71℃(60℉~160℉)范围内，并在淬火期间的任何时候不应超过 93℃(200℉);对于 400 系列马氏体不锈钢，淬火期间油温应保持在 16℃~71℃(60℉~160℉)范围。
4.2.3.2 对淬火油温度有特殊要求的制件应在工艺文件中规定油温范围。
4.2.4 淬火用水和水溶液
4.2.4.1 常用淬火用水和水溶液有：水(室温)、温水(30℃~60℃)、热水(≥60℃)、盐水(约含 10%氯化钠)、有机聚合物水溶液(32℃~54℃)。
4.2.4.2 淬火用水和水溶液不应含有有害物质，不应对制件产生不良影响;水溶液的温度和冷速应满足制件淬火工艺要求。
4.2.4.3 有机聚合物水溶液淬火介质的使用温度不应超出产品说明书规定的工作温度范围，成分和浓度应符合淬火工艺要求。
4.2.5 其他冷却介质
4.2.5.1 可采用其他冷却介质代替各相应表格中所列的冷却介质，但应验证所选用的冷却介质性能满足钢或制件的力学性能与耐蚀性能要求。淬火等效性试验应符合技术部门的规定。
4.2.5.2 允许空气冷却的工艺，可采用氩气和氦气或两者的混合气代替;工艺允许时，也可以使用氮气。当技术部门批准时，也可采用其他惰性气体代替。
4.2.6 保护涂料
4.2.6.1 可采用保护涂层对制件表面进行防护。保护涂料应符合相关的技术条件和工艺技术要求，对加热设备不产生污染和其他妨碍热处理的有害影响;保护涂料对制件应不产生腐蚀、增碳、合金富化等有害影响并能在淬火热处理后续的工序中清除。其他要求应符合 HB/Z 64 规定。
4.2.6.2 当不适用保护涂料时，可以采用保护镀层并应符合 7.1.2.2 规定。
5 设备与工装
5.1 设备
5.1.1 加热设备
5.1.1.1 一般要求
5.1.1.1.1 用于各类钢制件热处理的各类加热设备炉内均不应含有对制件的热处理产生不良影响的材料和/或介质。设备的加热特性应满足制件热处理工艺和工艺规范要求。
5.1.1.1.2 热处理炉设备的分类、温度均匀性检验、系统准确度校验和炉温控制与记录应符合 HB 5354和 HB 5425 规定。除工艺文件有特殊要求外， 各类别的加热设备所配置的仪表均应符合 HB 5425 规定，仪表配置类型应不低于 HB 5425 规定的 D 型配置。
5.1.1.1.3 各类加热设备均应具有相应的炉温均匀性测量和系统准确度校验用温度传感器插入孔或连
接结构或馈入装置(温度控制的液体槽除外)，一般用于 1100℃及以上温度的真空炉还应具有直插式热电偶插入孔。温度传感器插入孔或连接结构或馈入装置可插入或连接的温度传感器数量和位置应满足HB 5354 和 HB 5425 的规定;插入孔、连接结构及馈入装置不应对设备的加热保温性能和密封性能产生不良影响。
5.1.1.1.4 采用保护气氛、真空或盐浴作为加热介质的设备，应能控制和调节加热介质以确保不对热处理制件表面产生不良影响。
5.1.1.1.5 用于进行制件淬火的真空油淬炉和具有自动淬火功能的其他类型热处理炉，应保证满足工艺文件规定的淬火转移时间。
5.1.1.2 空气电阻炉
5.1.1.2.1 空气电阻炉可用于所有类型钢的加热。
5.1.1.2.2 空气电阻炉应密封性和保温性能良好，保证均匀加热。一般地，用于低于 650℃热处理的炉子应配置炉气循环风扇。
5.1.1.3 保护气氛炉
5.1.1.3.1 保护气氛炉应具有良好的密封性以防止外部气体的不良影响，并应具有气体吹扫、净化循环功能。
5.1.1.3.2 保护气氛炉应能根据热处理工艺要求调节和控制炉内气氛成分，保护气不允许直接冲刷制件。
5.1.1.3.3 采用可控氮基气氛保护加热时，加热炉的要求、炉气成分和炉气控制调节要求等应符合HB/Z 343 的相关规定。
5.1.1.4 真空炉
5.1.1.4.1 真空炉的极限真空压强应不低于 0.67Pa，冷态压升率在材料或制件热处理工艺要求的工作真空压强条件下应不大于 0.67Pa/h(5μmHg/h);旧真空炉在不影响制件表面质量的前提下，冷态压升率允许放宽到 1.33Pa/h(10μmHg/h)。
5.1.1.4.2 真空炉加热室应具备回充保护气体的功能，并应配备炉气压力测量及显示仪表，对回充气体的压力进行监测;还应配备露点仪对回充气体的露点进行监测;必要时，应配备炉气压力自动测量控制和记录系统。
5.1.1.4.3 真空炉一般应具有不大于 2bar 的气冷功能。用于高压气淬或高压冷却的真空炉， 最大气淬或气冷压力应满足制件热处理工艺要求。用于低温回火的真空炉应具有气体对流加热功能。
5.1.1.4.4 真空炉其他要求应符合 HB/Z 191 的相关规定。
5.1.1.5 盐浴炉
5.1.1.5.1 盐浴炉可用于 A 类和 B 类钢的热处理。
5.1.1.5.2 盐浴的 PH 值以及杂质含量应符合 HB/Z 316 有关规定。
5.1.2 冷却设备和冷处理设备
5.1.2.1 淬火槽
5.1.2.1.1 冷却淬火槽容积应能保证在连续生产条件下有足够的冷却能力和制件在槽中移动的需要。
5.1.2.1.2 淬火槽应具备冷却循环系统和/或搅拌装置(不允许采用压缩气体搅拌)，保证制件各部位均匀冷却。
5.1.2.1.3 淬火槽应配置分辨力不低于 3℃(5℉)的测温装置以测量冷却介质的温度。有温度控制要求的淬火槽应配置加热控制装置，并配备相应的温度显示和记录装置。
5.1.2.1.4 等温淬火用硝盐槽或碱槽的容量，应保证放入淬火制件后槽液温度升高不超过工艺规定的范围。
5.1.2.1.5 与盐浴炉配套的淬火水槽中盐浓度应不超过 6%(质量百分数);水槽应配备新鲜水入口，以防止水中盐浓度过高。
5.1.2.2 冷处理设备
5.1.2.2.1 冷处理应有专用设备或装置，并应配有分辨力不低于 3℃(5℉)的测温装置。
5.1.2.2.2 对于采用制冷剂或液氮制冷的设备，应配置相应的温度控制与显示仪表;对于采用液氮制冷的设备还应能根据工艺要求对制冷速率进行控制。必要时冷处理设备应配置相应的温度记录仪。
5.1.2.2.3 要求检测温度均匀性、系统准确度的冷处理设备，还应具有专用的测量传感器插入孔或装置并应符合 5.1.1.1.3 相关规定。
5.1.3 清洗和清理设备
5.1.3.1 制件和工装夹具的清洗和清理应有专用设备。
5.1.3.2 清洗制件和工装夹具应采用符合制件洗涤质量要求的洗涤槽(或洗涤机)，选用的清洗剂不应对制件和设备产生有害影响。洗涤槽或洗涤机应具备抽风和排污处理装置。
5.1.3.3 清理制件可用喷砂机、喷丸机等设备，并应根据制件表面状态要求，选用合适的砂、丸的粒度。砂、丸中不得混有对制件产生有害影响的成分。
5.1.3.4 有温度要求的清洗设备，均应配备分辨力不低于 3℃(5℉)的测温仪表。
5.2 工装
5.2.1 制件热处理用的料筐、料架和工装夹具应由耐高温并具有一定高温强度的材料制成;必要时，料筐、料架和工装夹具的材料还应具有一定的耐蚀性能。淬火、退火和回火(包括高温回火)可以共用料筐、料架和工装夹具，但应首先满足高温下淬火(固溶)的使用要求。
5.2.2 制作热处理料筐、料架和工装夹具的材料和辅助材料不得含有对热处理设备和热处理制件产生有害影响的物质。用于真空加热和油淬的料筐、料架和工装夹具不得使用封闭的空腔型材制造。
5.2.3 料筐、料架和工装夹具应坚实、牢固和稳定并应满足所承载的制件最高使用温度下满载时的使用要求，热处理过程中不应产生对制件造成不良后果的变形和晃动;结构设计上应使制件能够均匀放置、疏密恰当。无论采用何种结构和制作方法， 均应保证料筐、料架和工装夹具不妨碍加热介质、气氛介质和冷却介质的流通通畅，确保制件均匀渗碳、均匀加热淬火和回火。
6 热处理工艺与过程控制
6.1 A 类钢热处理工艺
6.1.1 预备热处理
6.1.1.1 通则
A 类钢的一般预备热处理工艺类型见表 2。
6.1.1.2 正火和退火热处理
6.1.1.2.1 A 类钢的正火和退火预备热处理制度应符合表 3 规定，保温时间按表 4 规定计算。
6.1.1.2.2 除最初已经正火或已硬化的钢或 H-11 钢不要求正火外，将钢或制件硬化至不小于1379MPa(200ksi)之前都应进行正火处理。对最终热处理强度小于 1379MPa(200ksi)的钢，正火处理是可选的。
6.1.1.2.3 焊接组合件在硬化前应进行正火处理。
表 2 A 类钢的一般预备热处理工艺类型
表 3 A 类钢正火和退火热处理制度
表 3 A 类钢正火和退火热处理制度(续)
表 4 A 类和 B 类钢正火、退火、亚临界退火(仅对 B 类钢)、淬火和消除应力处理的保温时间
表 4 A 类和 B 类钢正火、退火、亚临界退火(仅对 B 类钢)、淬火和消除应力处理的保温时间(续)
6.1.1.2.4 若正火后不立即进行淬火，对于最终热处理后强度大于 1517MPa(220ksi)或正火后硬度大于 40HRC 的材料和制件，应在 560℃~649℃(1075℉~1200℉)温度范围内进行回火，将硬度降低到不大于 40HRC。
6.1.1.2.5 H-11 钢制件在硬化前应进行退火，并可采用多重退火防止晶粒长大。热镦后的 H-11 钢退火制度为：加热至 885℃(1625℉)保温后，以最大不超过 28 ℃/h(50℉/h)的冷速率从 885℃(1625℉)至少炉冷至 538℃(1000℉)。
6.1.1.2.6 52100 和 1095 钢制件在硬化处理前应为球化退火状态。52100 钢球化退火处理制度为：加热至 777℃(1430℉)，保温 20min，然后按下列冷却速率冷却至 677℃(1250℉)或更低：
a) 777℃~743℃(1430℉~1370℉)的冷速不超过 11℃/h(20℉/h);
b) 743℃~716℃(1370℉~1320℉)的冷速不超过 6℃/h(10℉/h);
c) 716℃~677℃(1320℉~1250℉)的冷速不超过 11℃/h(20℉/h)。
6.1.1.2.7 除 H-11、52100 和 1095 钢以外的其他 A 类钢制件需最终热处理到强度不小于1517MPa(220ksi)时，在初次淬火之前应进行正火、正火+回火或正火+亚临界退火;焊接件硬化前应进行正火;标有损伤容限、维修极限或断裂极限标识的制件， 无论随后热处理至何种强度等级，制件都应进行正火、正火+高温回火或正火+亚临界退火。
6.1.1.2.8 不推荐 4340、300M 和 Hy-Tuf 钢的预备热处理采用退火工艺。
6.1.1.3 亚临界退火热处理
6.1.1.3.1 A 类钢的亚临界退火热处理制度应符合表 5 规定，保温时间按表 6 规定计算。
表 5 A 类钢的亚临界退火热处理制度
表 6 A 类钢的亚临界退火保温时间
6.1.1.3.2 亚临界退火在空气炉中时，应保证氧化皮可通过酸洗或机加清洗、清除掉。不允许产生氧化皮的制件或制件局部，可使用惰性气体、中性气体或采用镀铜的方法保护加热。
6.1.1.3.3 表 5 中所列的温度也适用于要求的预热处理，保温时间应符合表 6 的规定。允许预热温度低于表 5 所列温度，但炉子的工艺设定温度不应低于 538℃(1000℉)。
6.1.1.3.4 对 300M 钢棒材和锻件，正火后按下列步骤进行二次亚临界退火可获得均匀组织，且硬度小于 26HRC：
1) 加热到 682℃~710℃(1260℉~1310℉)，当炉内所有工艺温度传感器稳定后，将温度提高至696℃~724℃(1285℉~1335℉)，并保温至少 10h。
2) 炉冷至 552℃(1025℉)以下，然后空冷至 93℃(200℉)以下。
3) 重复 1)和 2)步骤。
6.1.2 最终热处理
6.1.2.1 A 类钢的最终热处理制度应符合表 7 规定，淬火保温时间按表 4 规定计算，回火保温时间按表 8 规定计算。
6.1.2.2 制件淬火后应及时回火，淬火与回火之间的间隔时间按 6.5.4 的规定。
表 7 A 类钢最终热处理制度
表 7 A 类钢最终热处理制度(续)
表 7 A 类钢最终热处理制度(续)
表 8 A 类钢和 B 类钢回火(时效)保温时间及回火次数
6.2 B 类钢热处理工艺
6.2.1 预备热处理
B 类钢的预备热处理制度应符合表 9 规定。保温时间除表 9 规定的以外，其他按表 4 规定计算。
表 9 B 类钢预备热处理制度
6.2.2 强化热处理
6.2.2.1 B 类钢的强化热处理制度应符合表 10 规定。淬火和回火保温时间分别按表 4 和表 8 规定计算。
6.2.2.2 430 钢是铁素体不锈钢，可以退火后使用，也可以淬火+回火后使用。其典型热处理工艺制度为：退火：950℃,1h，空冷;淬火：980℃~1010℃, 1h，油冷或水冷;回火：750℃, 1h，油冷。
表 10 B 类钢强化热处理制度
6.2.2.3 为防止冲击强度和耐蚀性能的降低，403 钢、410 钢应避免在 371℃~593℃(700℉~1100℉)回火;416、420 钢应避免在 371℃~579℃(700℉~1075℉)回火。若为了满足技术文件要求的强度和韧性而必须在以上温度范围进行回火时，应经技术部门批准。
6.2.2.4 当要求拉伸强度为 931MPa～1000MPa (135ksi～145ksi)且经技术部门批准时，制件可在538℃~566℃(1000℉~1050℉)回火;在此温度范围回火的制件不应在遭受冲击载荷或应力腐蚀的环境下使用。
6.3 C 类钢热处理工艺
6.3.1 C 类钢的热处理制度应符合表 11 规定，保温时间除表 11 规定的以外，其他按表 12 规定计算。
表 11 C 类钢热处理制度
6.3.2 禁止对应变硬化状态(1/4 硬，1/2 硬，全硬等)和弹性状态下的 300 系列应变硬化不锈钢进行退火或固溶处理。
表 12 C 类钢固溶/退火保温时间
6.3.3 对于 321 钢当仅要求适度的追加成形时，可使用消除应力退火处理来代替固溶处理。
6.3.4 消除应力退火温度最高为 468℃(875℉)或加热至 1038℃(1900℉)快速冷却。
6.3.5 除 304L 和 316L 钢外，禁止在 468℃ (875℉)～816℃(1500℉)之间进行非稳定化的消除应力回火。稳定化的消除应力回火制度为：899℃(1650℉)，1h。
6.3.6 对以应变硬化状态(1/4 硬、1/2 硬等)供应的 300 系列钢，由于冷成形或冷校形要求进行消除应力时，热处理制度为：427℃(800℉)，保温 1h，空冷。
6.4 D 类钢热处理工艺
6.4.1 D 类钢热处理工艺制度应符合表 13 规定。可以适当调整时效温度以满足拉伸强度要求。
6.4.2 对于形状复杂不宜固溶处理的制件可进行消除应力回火处理，回火温度应低于时效温度 18℃ (30℉)，保温时间不少于 1h。
表 13 D 类钢热处理制度
表 13 D 类钢热处理制度(续)
表 13 D 类钢热处理制度(续)
6.5 工艺过程控制
6.5.1 各类钢及制件适用的加热介质
6.5.1.1 各类钢在 677℃(1250℉)以上进行热处理时，加热介质可为空气或燃烧产物、氩气、氦气、氢气、氮气(或以上气体的混合物)、真空气氛、放热式气氛、吸热式气氛、氮基气氛或氨分解气氛。各类钢适用的加热介质(气氛)见表 14。
表 14 各类钢适用的加热介质(气氛)
6.5.1.2 热处理温度低于 760℃(1400℉)时，不应采用含氢的可燃性气氛作为保护气氛。
6.5.1.3 300M、AF1410、Hy-Tuf 等钢制重要受力件应在真空气氛、保护气氛或盐浴中淬火加热，并应注意防止产生氢脆、元素贫化或富化及晶间氧化等缺陷; AerMet100 钢不允许在含氢的气氛中进行热处理。
6.5.1.4 禁止使用含碳气氛的炉子进行 C 类钢的固溶加热或消除应力退火加热。除 C 类钢外，不允许使用由氨(NH3)分解得到的氮气或氮基气氛。
6.5.1.5 D 类沉淀硬化型不锈钢制件固溶处理一般应使用真空气氛或采用无氢脆影响的保护涂料或镀层保护加热。
6.5.1.6 具有最终表面的 300 系列和 400 系列钢制件不允许在可燃性气氛和含碳气氛中加热。
6.5.2 温度均匀性和温度设置
6.5.2.1 钢及制件的热处理应在符合工艺规定的温度均匀性的热处理炉设备内进行。各类钢及制件不同热处理工艺对空气炉(含烘箱)、气氛炉、盐浴炉、真空炉、冷处理装置等热处理设备的有效加热区温度均匀性要求见表 15。工艺文件有更严格的要求时，按工艺文件执行。
表 15 各类钢不同热处理工艺对设备温度均匀性要求
6.5.2.2 炉子温度控制仪表的设置温度应使所有装料的温度保持在规定的工艺温度范围。同时，还应考虑到工艺要求的温度均匀性因素。
示例：按表 7 规定的 4340 钢的淬火温度范围为：816℃~843℃, 按表 15 要求的温度均匀性为±10℃, 在Ⅲ类炉中进行淬火加热，则炉子温度控制仪表的设置温度范围应为 826℃~833℃。
6.5.3 保温时间及起始计算
6.5.3.1 保温时间为均热时间+均匀化时间。保温时间允许用实验方法确定。形状复杂制件的淬火保温时间采用等效圆(ER)法确定，等效圆直径的计算方法见附录 A。
6.5.3.2 除各相应表格中规定的起始计算方法外，其他热处理工艺保温时间的起始计算均应以炉内最后一支工艺温度传感器的温度数据到达工艺设定温度所要求的温度均匀性下限时开始。
6.5.3.3 钢制件在真空炉中加热淬火时，若加热滞后时间已知，保温时间为加热滞后时间加上表 4 对应栏所规定的时间;加热滞后时间未知时，保温时间为表 4 对应栏规定的均热时间的 2 倍再加上均匀化时间。
6.5.3.4 对 A 类钢，为提高钢的冷变形塑性、改善切削加工性能进行的低温退火， 其保温时间为 1h~ 3h。
6.5.3.5 对于条件厚度不大于 1mm 且在液体介质(如，盐浴炉)中淬火加热的制件，其保温时间为5min～6min。
6.5.3.6 如果制件进行了预热，则最终加热时的保温时间允许适当减少。
6.5.4 淬火转移时间及计算
6.5.4.1 淬火转移时间一般应不超过 25s。对于薄壁件、片状件和细小制件，淬火转移时间应尽量缩短。工艺文件对淬火转移时间另有规定的，按工艺文件执行。
6.5.4.2 对于空气炉、气氛炉和真空炉(除单室炉)，淬火转移时间的计算一般应以加热室炉门开启时刻为起始直至装料完全没入淬火油中为止(对油淬)或气体充至规定的淬火压强为止(对高压气淬)。对于较大型真空炉，在确保制件满足淬火性能(通过工艺试验和性能测试确定)要求的条件下，可从装料开始移动时刻为起始进行淬火转移时间的计算。
注 1：对于较大型真空炉，由于炉门开启和料车或承料装置运行的行程较长，会出现无法在 25s 内完成制件从炉门开启到完全没入油中的淬火转移的现象。倘若一味的加快炉门和料车或承料装置的运行速度，则会对设备和处于高温状态下的制件造成较大冲击而可能产生不可预料的不良后果。真空条件下由于缺少空气传导因而热量损失比空气炉慢，而且大型炉由于装载量及自身蓄热量大则相应的热容也大，因而热量损失也较慢，从而整个装料的温度下降也较慢。综合考虑以上因素，故在确保制件淬火性能的条件下，可以从装料开始移动时
刻为起始进行淬火转移时间的计算。
注 2：除可通过工艺试验和性能测试验证制件淬火性能的符合性外，还可以通过采用炉温跟踪仪实时测量整个装料自炉门开启时刻到装料开始移动和装料开始移动到装料开始入油这两段时间内的各规定测量位置的温度下降值，来分析和确认制件实际淬火温度是否可保证满足淬火性能要求。此方法同样适用于真空高压气淬。
6.5.4.3 对于盐浴炉，淬火转移时间的计算应以装料开始移动为起始直至装料完全没入淬火液中为止。
6.5.5 淬火和回火的间隔时间
6.5.5.1 制件经淬火或冷处理后应立即进行回火处理。除各相应表格中规定的间隔时间外，一般应在淬火或冷处理后 2h 内回火;对高强度钢，间隔时间越短越好。工艺文件另有规定时， 按工艺文件执行。
6.5.5.2 如果硬化制件不能在淬火后 2h 内回火，则可在 149℃~177℃(300℉~350℉)下进行快速回火 1h 以防止开裂。
6.5.5.3 在含氢较高的保护气氛中加热淬火的制件应注意防止氢脆开裂，特别要及时除氢回火，间隔时间一般应不超过 1h，间隔时间越短越好。
6.5.5.4 制件等温淬火至回火的间隔时间不作规定。
6.5.6 真空热处理分压
真空加热过程中应使用氩气、氦气或两者的混合气或其他符合工艺要求的保护气体， 将炉内加热室的压强控制在表 16 范围内。通常情况下炉子的最大操作分压应限定在 26.7Pa(200μmHg)以内，如果工艺文件另有要求，应按工艺文件要求控制加热室的分压压强。
表 16 真空热处理的分压压强
6.5.7 热处理最大尺寸限制
A 类钢的热处理最大尺寸限制件见表 17。表 17 的尺寸取决于心部至少 90%马氏体组织要求或101.60mm (4.00in)或 152.40mm (6.00in)(H-11 钢)，取较小者。超过表 17 限制规格的钢或制件进行淬火前，应进行淬透性试验。淬透性试验程序和试验结果评价方法按技术部门规定执行。
表 17 A 类钢的热处理最大尺寸限制
表 17 A 类钢的热处理最大尺寸限制(续)
6.5.8 重复热处理
6.5.8.1 制件热处理后若硬度或力学性能不合格，则允许进行重复热处理。不允许将经过等温淬火的制件进行超过规定温度的回火以改变其硬度。
6.5.8.2 除非工艺文件另有规定，对于厚度大于 1mm 的制件重复淬火不允许超过两次;对于厚度不
大于 1mm 的制件，重复淬火仅允许一次。300M 钢和热处理至强度级别为 1793MPa～1931MPa(260ksi~ 280ksi)的 4340 钢不允许重复淬火。
6.5.8.3 补充回火不算重复热处理。
7 生产操作与过程控制
7.1 制件和试样一般要求
7.1.1 制件和试样的表面状态
7.1.1.1 待淬火(固溶)处理的制件和试样表面上不应有油污、污物、锈痕、铝痕及粉笔痕迹。
7.1.1.2 盐浴淬火制件表面必须经过干燥处理且制件表面上不应有镀铜层、铝、油漆、石墨、油、润滑和冷却液的痕迹及锈痕。
7.1.1.3 其他热处理工序的制件和试样应保持净洁和干燥。
7.1.2 制件和试样的表面保护
7.1.2.1 在空气炉中热处理的材料、制件和试样，若在后续的加工中不能有效去除氧化脱碳层，应涂刷保护涂料进行保护。应按工艺规程规定进行保护涂料的涂刷操作并应符合 4.2.3.1 规定。
7.1.2.2 可以采用保护镀层对制件和试样进行表面保护。保护镀层对制件和试样应不产生渗氢和其他有害影响，并应在后续的处理中易于去除。
7.1.2.3 允许采用预留加工余量的方法进行保护，并保证在热处理后能够通过机加工或吹砂去除表面氧化皮。
7.2 生产操作
7.2.1 通则
7.2.1.1 清洗和清理
7.2.1.1.1 制件和试样以及热处理用工装夹具在进行每道热处理工序前以及完成每道热处理工序后均应清洗、清理和干燥。
7.2.1.1.2 采用吹砂或喷丸方法清理制件和试样表面时，应选择合适的砂、丸和力度，并应注意防止破坏制件和试样的保护镀层或涂层。
7.2.1.1.3 单面加工余量小于 0.25mm 或在保护气氛中加热以及采用涂料保护加热的制件和装载制件的工装夹具加热前均应清除屑末、油渍和污物等。
7.2.1.1.4 盐浴热处理后的制件，回火处理前应清除表面残留盐并干燥。
7.2.1.1.5 热处理后制件的氧化皮可选用酸洗、吹砂或喷丸处理等方法清理。最终热处理后的制件若经过酸洗必须要注意防止氢脆。
7.2.1.1.6 退火状态的 300M、AF1410、Hy-Tuf 等钢制件可用酸洗法清除氧化皮。最终热处理后的300M、AF1410、Hy-Tuf 钢制件和其他高强度钢制件严禁酸洗。
7.2.1.1.7 对于带有可使酸液残留的凹槽、盲孔制件不允许酸洗。
7.2.1.1.8 制件经清洗或清理后，应进行防锈处理。
7.2.1.2 设备及工装
7.2.1.2.1 可采用空气电阻炉、保护气氛炉、真空炉或盐浴炉等热处理设备进行各类钢的加热。轧制产品加热应采用保护气氛炉或真空炉。
7.2.1.2.2 对于具有成品尺寸、机加工余量小的精密毛坯及具有精细尺寸的元件(如螺纹)、表面有防
止氧化脱碳控制要求且在后续的加工中不能有效去除氧化脱碳层的制件，加热应在保护气氛炉或真空炉中进行。若在空气炉中加热，则应按 7.1.2 规定对制件和试样进行保护。
7.2.1.2.3 采用保护介质的设备加热时，应能满足快速冷却及冷却转移过程中制件表面不产生超出规定范围的氧化、脱碳的要求。
7.2.1.2.4 应根据钢及制件工艺要求按表 15 选用符合各类钢及制件热处理工艺对设备温度均匀性要求的热处理(包括冷处理)设备。工艺文件有更严格的规定时，应按工艺文件规定执行。
7.2.1.2.5 应选择适合的工装夹具装载材料或制件，并确保工装夹具和装载方式不影响热处理气氛循环和钢或制件加热均匀，并应不对制件产生变形影响以及不对制件的淬火和冷却产生不良影响。
7.2.1.2.6 选用的工装夹具的耐温和耐蚀性能应满足所处理的材料或制件的工艺要求。
7.2.1.3 加热介质
7.2.1.3.1 应根据钢的种类和牌号以及制件的状态和工艺要求选则合适的加热介质(气氛)进行钢及制件的加热。各类钢及制件的加热可以选择如下介质(气氛)：
a) 表 14 规定的介质(气氛)和真空气氛;
b) 熔融盐，适用于 A 类钢中的合金钢和 B 类钢。
7.2.1.3.2 采用保护气氛、真空气氛或盐浴作为加热介质时，设备应能控制和调节加热介质以确保热处理制件表面不产生超过规定的脱碳、增碳(增氮)要求。
7.2.1.3.3 A 类钢的正火和淬火、B 类钢的淬火以及 D 类钢的固溶处理和奥氏体调整过程中，加热至677℃(1250℉)以上的炉内介质应能控制和调节，防止钢制件的晶间氧化层深度超过规定要求。
7.2.1.3.4 对于表面形态较为复杂或带有凹槽、盲孔的制件，当盐浴处理后制件表面或凹槽、盲孔内的残余盐渍不能清理干净时，制件不允许在盐槽中热处理。焊接件和铸件不应使用盐浴进行加热。
7.2.1.4 冷却介质
7.2.1.4.1 应根据工艺文件或图样规定选用合适的冷却介质。
7.2.1.4.2 有温度要求的淬火冷却用油、水、有机聚合物水溶液(包括设备自带的)应预先升温至规定的使用温度范围。
7.2.2 热处理操作
7.2.2.1 一般要求
7.2.2.1.1 应按工艺规范和操作规程正确地进行热处理操作，达到制件的力学性能及其他技术要求。
7.2.2.1.2 制件入炉后若工艺无升温速率要求，通常炉子可采用全功率加热升温。当升温速率过快会造成制件变形或损伤时应控制升温速率。工艺文件要求控制升温速率时，应按文件要求执行。
7.2.2.1.3 应在要求的转移时间内完成淬火操作。应在要求的时间间隔内完成冷处理和回火操作。
7.2.2.1.4 具有回火脆性倾向的钢，在高温回火时应在油中、水中或其他符合工艺要求的介质中快速冷却。
7.2.2.2 随炉试样准备
7.2.2.2.1 对材料及制件的每热处理炉批应跟随力学性能试样，每种力学性能试样一般不少于三个。每淬火炉批应至少带一个用于检验脱碳、增碳(增氮)及晶间氧化的试样。技术文件另有规定时， 按技术文件规定确定试样种类和数量。
7.2.2.2.2 硬度试样应与材料或制件同牌号、同热处理状态，性能试样应与材料或制件同牌号、同热处理状态、同炉批。用于检验脱碳、增碳(增氮)及晶间氧化的试样允许是符合 8.1.2.7 的同一类合金。
7.2.2.2.3 试样的规格、形式应符合技术文件要求。试样通常是专门加工的，图样或技术文件有要求时，试样也可以是预留在制件规定部位上的。对于小型制件，可以用无镀层的产品制件代替试样。
7.2.2.3 制件和试样装载
7.2.2.3.1 制件和随炉试样应以合理的方式装载摆放，制件之间留有合适的间隙，保证加热介质的自由循环和所有炉料的均匀加热并能尽可能减少加热和淬火带来的变形。
7.2.2.3.2 装载入炉时应确保料筐或料架放置在炉子的有效加热区内。制件及试样一般是到温后入炉，有入炉温度要求时应按要求的温度入炉。在真空炉中加热时，制件可随炉升温。
7.2.2.4 预备热处理
7.2.2.4.1 为提高机械性能和/或减少裂纹倾向，对高强度钢，如：4340、Hy-Tuf、300M、D6AC 和9Ni-4Co 等钢，在正火后应尽可能快的进行亚临界退火或回火。若预热能充分保证零件热透，则可用来代替亚临界退火。
7.2.2.4.2 在下列各种情况下，将制件加热至 704℃(1300℉)之前应在 538℃~649℃(1000℉~ 1200℉)温度范围进行预热：
a) 已硬化至 35HRC 以上或碳含量不小于 0.50%;
b) 截面有突变或有尖角;
c) 已经过精加工。
7.2.2.4.3 当制件表面形态和/或结构较为复杂时，或由于制件的尺寸规格的原因而易于产生高温加热变形时，应在 538℃~649℃(1000℉~1200℉)温度范围进行预热。
7.2.2.5 淬火(固溶)冷却
7.2.2.5.1 制件出炉淬火(固溶)冷却时应操作平稳，防止制件因碰撞或强烈晃动产生变形。
7.2.2.5.2 钢或制件在水、水溶液或油中淬火(固溶)冷却时，应使淬火介质充分循环搅拌和/或使所有装料在介质中适度移动以保证冷却均匀、快速。
7.2.2.5.3 钢或制件在水、水溶液或油中淬火(固溶)冷却时，应停留足够长的时间待所有装料充分冷却至淬火溶液温度后再将装料从淬火溶液中取出。
7.2.2.5.4 制件等温淬火时应保证制件均匀冷却。等温淬火后制件可在空气中或温度为 40℃~100℃的流动水槽中进行冷却。
7.2.2.5.5 在淬火过程中或在淬火后应及时去除制件上的残留盐。
7.2.2.5.6 对于空冷的制件应散开放置或放置在流动的空气环境中;必要时，可使用风扇或鼓风机吹风以满足制件冷却速率要求。
7.2.2.6 冷处理和回火
7.2.2.6.1 规定进行冷处理的制件，应在淬火操作结束后 2h 内转移到已稳定至规定处理温度的冷处理设备(非液态的)内进行冷处理，并应在冷处理设备回复并稳定到工作温度后至少保温 1h。
7.2.2.6.2 制件每次冷处理完成后应待其回复到室温后再进行下一步回火热处理，但回复等待时间不应超过 2h。
7.2.2.6.3 对于要求进行两次或两次以上回火的制件，每次回火完成后应待制件冷却到室温后再进行下一道热处理(含冷处理)工序。
7.2.2.7 带内腔的 300M、AF1410、Hy-Tuf 等钢制件的热处理操作
7.2.2.7.1 由于使用中长期与水接触而引起钢制件早期断裂的危险性(在钢的强度越高时这种危险性也越大)，因此，在热处理过程中对带内腔的 300M、AF1410、Hy-Tuf 等高强度钢制件的淬火、回火操作应采取特别措施，防止在淬火、回火和清洗过程中液体(盐，水溶液)流入内腔。
7.2.2.7.2 带内腔的制件在水中清洗外表面后，为了清除水分应在 200℃的干燥箱内烘干 1h，并对内腔强制吹入热压缩空气;清洗与干燥工序之间的间隔时间不超过 6h;
7.2.2.7.3 带有开口内腔的制件等温淬火后允许在水溶液内清洗并按 7.2.2.7.2 的工艺烘干。允许油中淬火后的制件在碱液或碳酸钠溶液中清洗。
7.2.2.8 真空热处理操作
7.2.2.8.1 在加热前应将真空加热室抽到 6.65Pa(50μmHg)或更低压强。在真空加热过程中应将加热室分压控制在表 16 规定的范围，当工作分压低于规定压强范围时，应再向炉内充入规定的保护气体。
7.2.2.8.2 最大截面厚度超过 25.4mm 的制件应进行预热。预热在低于最终热处理工艺温度 93℃~ 204℃(200℉~400℉)下进行并保温足够长的时间，预热后升温至最终热处理温度。
7.2.2.8.3 对真空油淬，淬火转移前应预先启动油搅拌，当装料转移到油淬室后一般应先向油淬室充入一定压力的惰性气体，紧接着(中间不停顿)将装料整个没入淬火油中淬火，在此过程中应继续充入惰性气体直至与大气压强平衡。
7.2.2.8.4 当工艺要求制件淬火前预冷时，应在制件转移到油淬室或气淬室后，停留预冷一定时间后再进行油淬或气淬操作。停留预冷过程一般应充入一定压强的惰性气体，充气压强一般不大于 1.0bar(一个大气压强)。工艺文件另有规定时，按工艺文件执行。
7.2.2.8.5 采用真空高压气淬时，应将装料转移至气淬室(单室炉除外)后先将压强充至规定的冷却循环风机的启动压强，随后启动冷却循环风机并继续充气至规定的淬火压强。同时， 应在规定淬火压强下保持足够长的时间，使制件冷却至 49℃(120℉)或工艺文件规定的温度以下。
7.2.2.8.6 在初次使用时和每次添加真空淬火油后，应对淬火油进行热脱气;每次回充气体油淬操作后，也应对淬火油进行热脱气。
7.3 生产过程控制
7.3.1 制件和试样查验
7.3.1.1 热处理生产前，应对转入热处理(包括冷处理)工序的制件及试样的材料牌号、热处理状态、表面状态(包括保护镀层或涂覆层)、数量与规格以及随料或随件的工序文件等进行检查验收并应符合工艺文件和 7.1 的规定，当发现有不相符的情况时，应拒收。
7.3.1.2 每个试样或试件均应有明显的标记并应能区分清楚所代表的热处理炉批。
7.3.2 A 类钢和 B 类钢设计最终强度的允许变动范围
当设计图样或有关材料规范规定了允许的强度下限值而未规定上限值时，除了 H-11 和 Hy-Tuf钢以外，A 类钢和 B 类钢最终热处理后的最大强度可高于规定的强度下限值 138MPa(20ksi)。对H-11和 Hy-Tuf 钢以及当 300M 钢最大拉伸强度不超过 2103MPa(305ksi)时，允许钢最终热处理后的最大强度高于规定的强度下限值 207MPa(30ksi)。
7.3.3 脱碳、增碳(增氮)及晶间氧化控制
7.3.3.1 热处理过程中应严格控制钢及制件的表面脱碳、增碳(增氮)及晶间氧化，不应出现超过图样或工艺文件规定的脱碳、增碳(增氮)及晶间氧化现象。脱碳及晶间氧化层深度控制要求分别见表 18、表 19 规定。
表 18 脱碳深度控制要求
表 19 晶间氧化深度控制要求
7.3.3.2 对于最终热处理至强度不低于 1517MPa(220ksi)或硬度不小于 46HRC 的 A 类钢材料或制件，至少应有一个同样合金的检验试样与每批装料一起热处理。
7.3.3.3 对于具有损伤容限或断裂临界要求的材料或制件，不论最终热处理强度或硬度如何，至少应有一个同样合金的检验试样与每批装料一起热处理。如果该材料或制件经重复热处理， 初始试样或初始试样的一部分应随同材料或制件重复热处理。
7.3.4 保温时间
7.3.4.1 应确保钢的加热保温时间足够长，满足工艺要求的保温时间。为了提高劳动生产率和节约电能，允许将热处理制度相同的不同制件联合组成一个热处理炉批，但制件之间保温时间的差别应不大于25%，并应按保温时间最长的制件来确定该热处理炉批的保温时间。
7.3.4.2 使用大型工装装载制件加热时，保温时间可用实验方法确定，并增加使工装热透所需的时间。
7.3.4.3 热轧和模锻制件及毛坯低温退火(高温回火)时的最短保温时间应不少于在 300℃以上回火时的保温时间。
7.3.5 重复热处理
7.3.5.1 对于 AF1410、Hy-Tuf 等高强度钢、超高强度钢制件及形状复杂大型钢制件， 在重复淬火前应进行中间退火或亚临界退火或预热。
7.3.5.2 重复热处理时原试样和余料应跟随制件进行全部热处理过程。脱碳、增碳(增氮)及晶间氧化试样不进行回火处理。
7.3.6 制件的校正
7.3.6.1 制件的校正一般采用金属(钢、铜、铝)衬垫以静力加载法进行，而且不允许留有不可去除的压伤或敲击痕迹。
7.3.6.2 300M、AF1410、Hy-Tuf 等钢制件的校正在回火后进行;对其他钢在有依据的情况下允许在淬火后进行校正;等温淬火的制件在回火前或回火后均可进行校正。
7.3.6.3 如果制件淬火后在不低于 500℃下进行过高温回火，则允许在加热状态校正制件。校正前的加热温度不应超过高温回火的温度，加热应在有控温仪表的加热炉内进行。不允许用喷灯加热。
7.3.6.4 300M、AF1410、Hy-Tuf 等钢制件校正后应进行探伤检查。
7.3.7 消除应力处理
7.3.7.1 凡经机械校正的制件、淬火(固溶)后不能及时进行回火(时效)的制件以及工艺文件规定应进行消除应力回火处理的制件，均应按规定进行消除应力回火处理。消除应力回火的保温时间按表 4 计算。
7.3.7.2 校正后制件的消除应力回火温度应比淬火后的回火温度低 20℃~50℃; 硬化后钢或制件的消除应力回火温度至少应低于最终热处理回火温度 28℃(50℉)。但应注意防止回火脆性。
7.3.7.3 对于贝氏体等温淬火制件，冷校正后应在 180℃~250℃温度范围进行消除应力回火。
7.3.7.4 经喷丸或冷变形硬化的制件禁止进行淬火后的消除应力回火。
7.3.7.5 消除应力回火不能代替最终热处理回火。
7.3.8 热处理记录
应认真填写并妥善保存热处理原始记录，按 HB 5354 有关规定建立完整的热处理加工档案。
8 质量控制与检验
8.1 质量控制
8.1.1 材料质量控制
8.1.1.1 钢的材质应符合 4.1.2 规定并应有相应的材质证明(质量保证书)。必要时，应对原材料进行入厂复验。
8.1.1.2 热处理用气应符合 4.2.1 规定并应按国家或行业相关标准规定进行检验、检查。
8.1.1.3 热处理用盐浴、碱浴、油、有机聚合物水溶液和其他冷却介质应按 HB 5354 规定或专用技术文件(包括相应介质的使用说明书)规定定期进行检测并符合规定要求。盐、油和有机聚合物淬火介质原料应有供方出具的合格证和检验报告。
8.1.1.4 真空淬火油在设备停炉期间应始终处于不大于 13.3Pa 压强下，以防止真空淬火油乳化失效。
8.1.1.5 有机聚合物水溶液应定期检测，保证溶液的配比等参数符合技术要求。应按使用说明书规定对溶液进行搅拌循环以防止溶液变质影响淬火质量。
8.1.1.6 油、有机聚合物水溶液等淬火介质(不包括气淬用气体)的淬火有效性应保持一致。淬火介质首次检验三个月后应采用同样的方法再进行检验，两次检验结果应相符。淬火介质淬火有效性的一致性评估可采取下列方法：
a) 比较冷却曲线评估：可使用淬火介质冷速测定仪或具有类似功能的仪器设备按技术部门批准的冷却曲线评估程序进行检测和评估;
b) 力学性能试验：将符合规定的试样淬火后，检测硬度、强度、模量等力学性能指标， 比较试验结果和相应图样或材料技术规范要求的符合性来完成鉴定。
8.1.2 设备质量控制
8.1.2.1 应按本指导性技术文件及 HB 5354、HB 5425 或专用技术文件的规定对热处理(含冷处理)设备及辅助设备、配套装置和仪器仪表(包括温度传感器)定期进行检验、测试与校准并应符合规定。
8.1.2.2 用于测量和监控热处理过程的所有工艺仪表和计量器具均应符合 HB 5425 规定的准确度等级要求。专用仪表或装置(如质量流量计、比例阀等)应符合产品说明书规定的准确度指标。
8.1.2.3 应定期检测真空炉的极限真空压强和冷态压升率并应满足设备技术指标要求或 HB 5354 规定。冷态压升率的检测方法按 GB/T 10066.1 规定执行，起始测试压强应不大于规定的真空压强。对于连续使用的真空炉应每周检测一次，对于非连续使用(使用间隔时间大于一周)的炉子，允许延长到每次使用前进行检测。
8.1.2.4 盐浴炉的槽液在首次使用前应检验并符合 HB/Z 316 或工艺文件规定。此后，对于连续使用的槽液应每周至少进行一次检验，对于非连续使用的槽液，允许延长到每次使用前进行检验;应定期使用校正剂对槽液进行脱氧;与盐浴炉配套的聚合物淬火槽液应与盐浴炉槽液同步进行检验。
8.1.2.5 对用于 A 类钢及 B 类钢的正火和淬火、D 类钢的固溶和奥氏体调整的每台热处理设备，均应按照 8.2.2.4 规定的方法进行脱碳、增碳(增氮)及晶间氧化检验。
8.1.2.6 对于 B 类和 D 类钢制件及最终热处理强度小于 1517MPa(220ksi)的 A 类钢制件，应按下列周期对每批合金组的首炉装料至少抽取一个试样进行脱碳、增碳(增氮)及晶间氧化试验：
a) 对于气氛炉，每月进行一次;
b) 对于盐浴炉，每周进行一次;
c) 对于 D 类钢热处理用气氛炉，每次进行气体吹扫、净化循环。
8.1.2.7 下列各组内的钢可认为是同样的合金(即，合金组中的任意一种合金，都可以代表同组中的其他合金)，可选择各组内的任意一种合金进行 8.1.2.6 规定的试验：
a) 碳含量不大于 0.45%的 A 类钢;
b) 碳含量大于 0.45%的 A 类钢;
c) B 类钢：403、410 和 416;
d) D 类钢：17-4PH、15-5PH 和 PH13-8Mo;
e) D 类钢：17-7PH、PH15-7Mo 和 PH14-8Mo。
8.1.2.8 如果所有热处理的钢及制件在随后的加工中均确保能有效去除脱碳、增碳(增氮)及晶间氧化层，则设备可不进行 8.1.2.5 和 8.1.2.6 规定的检验。
8.2 检验
8.2.1 检验项目与要求
8.2.1.1 一般要求
8.2.1.1.1 应按制件图样规定和技术文件要求对热处理后的材料及制件或试样进行相关项目的检验，检验数量根据制件的检验类别按 HB 5013 的相关规定执行。专用技术文件另有规定时，按专用技术文件规定执行。检验结果应满足图样和技术文件要求。
8.2.1.1.2 一般应对热处理后的制件及试样进行表面状态、外形尺寸、力学性能以及脱碳、增碳(增氮)及晶间氧化检验。需检验的项目应在图样上注明或在技术文件中明确规定。
8.2.1.2 力学性能检验要求
8.2.1.2.1 A 类合金钢和 B 类钢制件热处理后应检测硬度，由硬度试验数据转换为强度值的对照表见附录 C;如对硬度检验结果有异议，则应进行拉伸试验。
8.2.1.2.2 下列牌号及热处理状态的 D 类钢制件，应进行拉伸性能测试：
a) AM 350、AM 355;
b) 已热处理至 RH(固溶+奥氏体转变+时效)状态的所有制件;
c) 经重复固溶热处理的制件;
d) 热处理至 H1100(593℃时效)与 H1150(621℃时效)状态的所有 17-4PH 和 15-5PH 钢制件;
e) 技术文件有要求时，固溶、时效或固溶+时效热处理的制件。
除上述以外其他所有 D 类钢制件应进行硬度检验。
8.2.1.3 脱碳、增碳(增氮)及晶间氧化检验要求
8.2.1.3.1 最终热处理制件不允许产生完全脱碳(呈铁素体)和增碳(增氮)。
8.2.1.3.2 对 A 类合金钢和 B 类钢制件，允许的最大脱碳层深度见表 18 规定。
8.2.1.3.3 对加热至不低于 677℃(1250℉)温度的制件，允许的最大晶间氧化层深度见表 19 规定。
8.2.2 检验方法与评定要求
8.2.2.1 表面状态
8.2.2.1.1 制件表面质量的检验一般采用目视或不大于 10 倍的放大镜进行观察。表面不应出现裂纹、腐蚀、表面剥落、无法加工消除的碰伤以及技术文件规定的其他不允许出现的表面缺陷。
8.2.2.1.2 对于表面要求严格的制件，应采用规定的检验器具及方法检查表面是否存在热处理缺陷。
8.2.2.2 尺寸与变形
应采用规定的测量器具、专用装置对制件的尺寸和变形量进行测量与检验并应满足图样规定或技术
文件要求。
8.2.2.3 力学性能
8.2.2.3.1 洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度检验的试验方法分别按 GB/T 230.1、GB/T 231.1 和GB/T 4340.1 的规定执行。
8.2.2.3.2 室温拉伸性能检验的试验方法按 GB/T 228 规定执行，有要求时，按 ASTM E 8/8M 规定执行。专用技术文件另有规定时，按专用技术文件规定执行。
8.2.2.3.3 平面应变断裂韧度检验的试验方法按 GB/T 4161 规定执行。
8.2.2.4 脱碳、增碳(增氮)及晶间氧化检验与评定
8.2.2.4.1 除 H-11 钢外，A 类钢和 B 类钢的试样可以根据工艺文件规定在回火态或非回火态进行脱碳、增碳(增氮)和晶间氧化检验;H-11 钢和 D 类钢的试样则应在完成全部热处理后进行此项检验。
8.2.2.4.2 脱碳、增碳(增氮)检验方法按 HB 6735 规定执行，评定要求按表 20 规定执行。全脱碳检验方法与评定要求为：对脱碳、增碳检验试样用 3%～5%硝酸乙醇溶液腐蚀后，在 100 倍显微镜下进行观察，表面应无全铁素体，否则即为全脱碳。
8.2.2.4.3 晶间氧化评定要求按表 20 规定执行。晶间氧化试样的检验浸蚀按表 21 方法进行。
表 20 脱碳、增碳(增氮)及晶间氧化检验评定要求
表 21 晶间氧化检验浸蚀方法
9 技术安全
9.1 热处理生产过程的安全卫生要求应符合 GB 15735 规定。热处理工作场所空气中有害物质的限值应符合 GB/T 27946 规定。
9.2 热处理生产使用的各种工艺气体的放置和保管应符合相应的国家标准或行业技术安全条例规定。
9.3 热处理生产过程中产生的气体和液体等的排放和处理应符合 GB 15735 和国家其他相关的标准和环境保护条例规定。
9.4 热处理盐浴有害固体废物的管理、浸出液的检测方法和无害处理应符合 GB/T 27945.1、 GB/T 27945.2 和 GB/T 27945.3 的规定。
9.5 热处理厂房的环境条件及电气、水暖和抽风等系统应符合 HB 5354 规定和国家或行业其他相关的规范、条例的规定。
10 人员资质
热处理操作人员应具备相应的热处理知识和具有相关设备操作证并应经过专业培训和考核，获得资质后持证上岗。其他应符合 HB 5354 规定。
附录 A
(规范性附录)
最大等效圆(ER)值的计算方法
材料及制件常见形状的最大等效值圆(ER)值的计算方法见表 A.1～表 A.3 所示。
表 A.1 实心体最大等效圆计算方法
表 A.2 管状体最大等效圆计算方法
表 A.3 复合形状体最大等效圆计算方法
示例 1：25.4mm (1.00in)的厚板，壁厚 19mm (0.75in)的通管以及单面面积 774mm2 (1.20in2)的正方体都相当于直径为 38.1mm (1.50in)的等效圆柱体(分别在原数值上×1.5 倍、×2 倍、×1.25 倍)。
示例 2：以表 A.3 所示复合形状制件为例，其可分为两个简单形状的分段部分，见表 A.3 a);由于两者均相当于中厚板，则较大分段部分的最大等效圆值 ER1=1.5×2T=3T，较小分段部分的最大等效圆值 ER2=1.5×T=1.5T;两分段部分垂直相交投影区域截面的对角线距离为(ER12+ER22)1/2=[(3T)2+(1.5T)2]1/2 =T(11.25)1/2，见表 A.3);计算后得出该复合形状体的最大等效圆值 ER3≈3.355T。
附录 B
(资料性附录)
民机常用钢牌号相似的国产牌号
民机常用钢牌号相似的国产牌号见表 B.1。
表 B.1 民机常用钢牌号相似的国产牌号
表 B.1 民机常用钢牌号相似的国产牌号(续)
附录 C
(规范性附录)
强度硬度换算表
强度与硬度的换算见表 C.1。
表 C.1 强度硬度换算表
表 C.1 强度硬度换算表(续)
