AMSH优选AV优选.docx

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AMSH优选AV优选

航空航天材料规范

SAE

AMS-H-6875A

发布时间修改时间替代标准

1998年11月

1998年12月

2006年4日

钢原材料的热处理

说明

本文直接引自美国军事规范MIL-H-6875H修订2,仅作少量编辑性修改和格式修改以满足SAE技术标准的出版要求。

本文首发目的是替换MIL-H-6875H修订2。

原规范使用的任何零件编号保持不变。

根据SAE技术标准局（TSB）标准和规则（TSB001）中有关加速实行政府规范和标准的规定，原军事规范可作为SAE标准。

TSB规则规定：

（a）无需在SAE委员会级别进行一致性投票即可出版部分未修改的政府规范和标准；（b）可以保用现有政府规范或标准格式。

根据国防部的政策和程序，任何质量要求及相关的合格产品清单必须遵守DOD

合同。

任何有关合格产品清单（QPL's）的要求未经SAE批准，该要求不作为本技术报告的一部分。

1.范围

1.1适用范围

该规范涵盖四种钢（参见）的热处理必要条件，并涵盖炉设备、试验程序及热处理程序信息、热处理温度及材料（参见）试验程序的必要条件。

本规范仅适用于原材料的热处理（参见6.1.1获得表IA、表IB、表IC和表ID所列的各合金范围内所期望的属性和材料质量的程序。

本规范也适用于其它合金进行热处理。

1.1.1局限性：

除非特殊规定，本规范不适用于原料的加热或中间（非最终）热处理，

比如热加工。

未涉及的工艺包括表面热处理及特殊化热处理，如感应硬化，火焰硬化、渗碳处理、氮化处理等。

然而，本规范可为设备和控制提供参考。

工程组织可指定使用奥氏铁孻回火和马氏铁体淬火。

1.2分类

本规范的钢分为以下四种等级。

除非特殊规定，本规范中的工艺和设备要求分

别参考表IA、表IB、表IC及表ID所列所有钢的等级。

等级A——碳钢及低合金钢

等级B――马氏体耐腐蚀性钢

等级C――奥氏体耐腐蚀性钢

等级D――弥散硬化马氏体时效钢

2•规范性引用文档

以下出版物是本规定的组成部分，其发行自邀请竞标或要求建议书之日起生效。

出版物

购买：

SAE，联邦道400,瓦伦达，PA15096-0001。

AMS2418镀铜

AMS2424镀镍，低压力沉淀法

AMS2750高温测定法

AMS2759钢件热处理，通用要求

AMS2759/3弥散硬化耐腐蚀性马氏体时效钢部件的热处理

2.2ASTM出版物

提供者：

美国宾夕法尼亚洲，邮编19428-2959,西康雪哈根C700信箱，巴尔海

港大道100号，电话：

6，美国材料与试验协会或。

ASTMA262奥氏体不锈钢内晶粒磁化率检测

ASTMA370钢产品的机械性能检测

ASTMC848白陶瓷器杨氏弹性模数、剪切模数及泊松比的谐振检测方法

ASTMD3520热处理流体（磁性冷却速度试验）淬火时间的检测方法

ASTME3金相试样

ASTME8金属材料拉伸试验

ASTME10金属材料布氏硬度

ASTME18金属材料洛氏硬度及表面洛氏硬度

ASTME384材料微硬度

2.3美国政府出版物

提供者：

费城，罗宾斯大街700号，四维大厦，美国国防部标准化资料管理中

心，订阅服务台，邮编：

19111-5094

QQ-N-290镀镍（电镀）

MIL-C-14550镀铜（电镀）

3.技术要求

设备

3.1.1熔炉介质及保护涂层

3.1.1.1A、B、C及D类钢件的环境：

热处理A、B、C、D类钢件至1250T以上的气

体媒质应为下表要求的气态/燃烧废气、氩、氦、氢、氮、或这些气体的混合物，真

空、放热气体、吸热气体、氮基气体、或游离氨。

保护涂层。

环境

A类1/

B类1/

C类1/

D类1/

气态/燃烧废气

X2/

X2/

:

X

X

氩3/

X

X

X

X

氦3/

X

X

X

X

氢3/

X

X7/

:

X

X5/

氮3/6/

X8/

X

X

X10/

真空

X

X

X

X11/

放热气体4/

X

X

X

NO

氮基气体或吸热气体4/

X8/

X

rNO

NO

游离氨3/9/

NO

NO

X

NO

1/X—表示可用于指定的该种类别的钢的环境。

2/除非特殊规定，气态/燃烧废气环境受沉淀硬化、回火、应力消除及1400

T转换处理的限制。

气态/燃烧废气环境可用A类及B类材料高于1400T的处理，该材料在热处理后所有表面至少分出英寸金属，或者该材料被电镀层保护。

3在现有工作区域内，露点温度应不咼于-40Fo

4/根据3.3.3,应精炼或混合环境以避免材料表面碳含量的变化。

—40T最大

露点（如吸热反应）处的燃烧废气可用于A类材料，该材料允许其表面最大部分脱碳为英寸。

放热气体仅用于A类钢热处理。

5/可高于1950To

6/氮环境不包括游离氨中的氮。

7仅适用于1000T或更高温度。

可用于热处理。

8根据MIL-C-14550或AMS2418，或按照AMS2424或QQ-N-290镀镍或同等附加的表面保护，对A类钢细晶粒镀铜到英寸厚。

如工程组织批准可使用其它补充保护涂漆。

9/仅用于钢回火，如果发电机出口的残留氨不超过15ppm。

迪氮环境热处理温度限制在1400T或更低。

假如所有热处理材料表面相应分出至少英寸金属，氮环境可用于高于1400T的热处理。

理不得将氮作为高于1400T分压。

氮可作为淬火用于1925T或低于1925T的真空热处理。

3.1.1.2轧制成品的环境：

应持续分析提供给研磨产品炉体的燃气，这样产品才能满足合适的材料的规格要求。

炉体、燃气及燃气发生器应是可控制的。

应密封管道及工作区域以防止外界燃气的污染。

应对真空炉体使用精确记录仪以感应真空室内的真空。

所有环境炉体及燃气供应管线应采用指定的并经批准的用于对特种钢进行热处理的环境燃气进行清洗。

3.1.1.3盐池：

盐池可用于A类钢及B类钢的热处理。

应在最开始对盐池进行测试，随后第周至少一次，并应相应调整以确保部分表面免受一般腐蚀、免受表面硬化及脱碳或晶间腐蚀。

调整时使用的附加物应被限制在盐生产商推荐的池中盐和相应纠正。

3.1.1.4温度均匀性：

加热设备的设计和施工应满足炉体工作区域或工作负载任意一点的温度都遵守AMS2750的规定。

3.1.1.5温度范围及设定的温度值：

考虑到炉体温度的均匀性，炉体控制仪器设定的温度值应为规定范围内的负载温度。

可将热能头用于连续炉体以使研磨产品退火并规范化。

3.1.2高温测量及炉体温度控制：

用于炉体、焦炉、盐池、真空炉、制冷设备及关联的高温测量设备的控制和测试的要求及程序应遵守AMS按照AMS2750无法控制和

测试的设备，应通过工程组织指导进行控制和测试。

3.1.3淬火设备

3.1.3.1淬火池：

淬火池应允许材料全部浸入，为媒质或材料搅拌提供充足的循环，提供可行的显示媒质温度的装置及冷却或加热的装置。

为了生产出最大量材料淬火所要求的性能，池体应足够大。

3.13油淬火池：

淬火刚开始时，油作为淬火介质应保持在60T至160T之间；淬火期间任一时间不能超过200T，除经非工程组织特别批准。

油作为淬火介质的温度不应超过生产商推荐的运行范围。

整体淬火真空炉系统中使用的淬火油应在最初淬火时推荐的大约最高温度脱气，并在后续每次加油时脱气，这系统的淬火室低于环境压力。

3.1.3水溶性聚合物淬火剂：

允许表IA至ID中使用水溶性聚合物淬火剂。

水溶性聚合物淬火剂池体的温度不应超过生产商推荐的运行范围。

这些池体应进行充分循环以保证水溶性聚合物淬火剂介质的均匀性。

3.1.3.盐水炉淬火：

钢件在盐水炉中加热，用于冷却钢件的水淬火池应流入淡水，以免在槽内浓缩溶解在水中的盐。

当聚合物淬火池与盐水炉不如使用时，应每周对聚合物淬火池进行监控，以确保池体中盐的成分不超过池体重量的6%。

所有盐残留物应在淬火期间或立即从盐水炉中分离，或在盐水中淬火。

3.1.3可替代淬火剂：

替换表IA至表ID中所述的方法，经工程组织批准，如可提供同等机械性能和耐腐蚀性，并且可适用于原料，则可使用蒸汽、空气、喷水、惰性气体、聚合物、熔盐或其它淬火介质或淬火工艺代替。

工程组织规定同等测试。

当表IA至表ID允许使用空气淬火，可使用氩和氦。

使用其它惰性气体替代需要经工程组织批准。

3.1.3.2淬火设备的位置：

淬火设备应如此摆放，同时处理设施应具备足够速度以起到避免淬火前启动转换或感光的作用。

3.1.4其他设备：

必要时，选用合适的夹具、固定装置、托盘、吊架、机架、通风机等工具适当

处理工作，并对设备主要部件进行维护。

在使用热处理固定装置或材料的连接处或其附近，如造成污染材料，或者加热速率、冷却速率或淬火速率减少至低于完全转换或全部硬化所要求的速率，则禁止使用该热处理固定装置或材料。

3.1.5清洗设备：

应根据3.3.1.1提供设备清洗材料。

清洗有毒或有害物质的清洁器，使用时应遵

守有效的健康和安全法规。

热处理

3.2.1加热速率：

应控制加热速率以防止损坏材料（参见）。

如果材料有以下情况，

推荐加热材料升至1300T前在1000T-1200T预热：

（a）预硬化超过Rc35,或者由含碳量大于等于％勺钢组成，或者；

（b）截面有突变，或有锋利的内斜角，或者；

（C）已完成精加工。

3.2.2A类及B类材料的硬化：

A类及B类材料应通过奥氏体化、淬火及回火进行硬化。

3.2.2.1A类钢件先决条件

3.22材料：

H-11钢件在硬化前应处于退火状态，除非其已被hotheaded经

hotheaded的H-11材料在硬化前应进行退火，通过炉体从1625T±25T冷却至至少

1000T，最大冷却速率为50T/小时。

3.2.2.或1095材料：

由52100钢或1095钢制成的钢件应在球化退火条件下硬化。

3.2.2.其它A类钢件：

硬化或回火其它A类钢制成的钢件至220ksi或更高时，应在最初形成奥氏体前被标准化，标准化回火，或标准化亚临界退火。

已焊接的部件应在硬化前标准化。

被定为偏差损坏、临界维护或临界断裂的钢件应进行标准化、标准化回火，或标准化亚临界退火，不考虑后续热处理所达到的强度。

3.2.2.2奥氏体化：

奥氏体温度应适当遵守表IA和表IB。

钢件应在规定的温度范围内足够长时间，以便完成必要的转换及扩散。

某温度下推荐的维持时间见表IIA所列。

3.2.2.3淬火：

应在奥氏体化温度对材料淬火，如使用淬火剂，淬火剂按照表IA或表

IB规定。

材料应在回火前冷却到或低于淬火剂温度。

材料应在淬火后两小时内或冷却处理到室温后两小时内回火。

如硬化钢件未能在淬火后两小时内回火，其可在400T±25T或适当温度突然淬火以防止断裂。

研磨产品应按照表IA&IB不适用的商

业实践情况进行淬火。

应充分冷却并充分回火，防止淬火断裂或影响最终产品机械性能和耐腐蚀性。

3.2.2.4回火：

应按照表III对材料回火。

当多次回火时，应在每次回火处理之间将材料冷却至室温。

推荐采用表IA或表IB所列回火温度，除非特别说明。

3.2.3D类钢硬化：

D类钢件应通过材料的释出热处理进行硬化，该材料已被固溶、奥氏体化或冷却处理。

通常要求D类材料固溶，或者固溶并冷却处理（例如弹簧回火）。

D类材料热处理应遵照表ID。

表ID中的时效温度可调高以满足规定的抗拉强度。

3.2.4其他热处理

3.2.4.1正火（仅适用于A类钢）：

在循环空气或循环保护环境中通过从表IA所列温度进行冷却完成正火。

表IIA列出推荐在该温度下维持最短时间。

324.2A类钢及B类钢退火：

根据表IA或表IB，在表IIA建议的维持时间内完成A类及B类材料的退火（完全退火）。

通过加热至1200T-1250T完成A类材料的亚临界（部分）退火，并在该温度范围内持续两个小时。

B类材料的亚临界退火按照表

IB和IIA的规定完成。

3.2.4.3C类钢退火：

根据表IC和表IB规定完成C类材料退火。

3.2.4.4消除应力：

硬化前的A类材料可在1000T至1250T之间任何温度完成消除应力。

硬化后的A类及B类材料可通过最高加热到低于回火温度50T时完成消除应力。

在该温度下推荐的最短维持时间在表IIA中列出。

禁止对已用锤头敲打过的部件或冷加工过的部件在其硬化后进行消除应力，如滚花螺纹。

C类材料可通过最高

加热至875土25T或加热至1900T后快速冷却的方式完成消除应力。

已硬化的D类材料在低于时效温度30T时至少维持一个小时进行消除应力。

3.2.5轧制成品的热处理：

除合或购货订单中说明除外，这些表格不适用于轧制成品

（连续热处理的原材料）的加工，而应按已被证实的商业惯例对其进行退火、奥氏体化、淬火及回火。

这些操作应提供与适用材料规范或工程绘图要求等价的成品机械性能、耐蚀性和微观结构，并应由工程组织认定的试验或方法进行验证。

工艺要求

3.3.1一般要求：

材料热处理采用的设备和加工技术能够提供采购中要求的产品的机械性能、耐蚀性和微观结构。

3.3.1.1清理：

材料在热处理前应按要求进行清理污垢，防止遗留杂物对热处理不利影响。

轧制成品如果表面完好，无需再热处理前去污处理。

3.3.1.2空隙：

材料应被支撑起来留有空隙便于热量和淬冷介质的流动，保证表面朝外、弯曲最小便于加热和淬冷。

3.3.1.3确认使用涂层和镀层：

除脚注8描述的铜和镍镀层外，工程和官方核实后，在处理过程中采用涂层或镀层保护材料表面。

332机械性能：

A类型和B类型钢制成的零部件在对其硬度试验。

硬度数据参照

ASTMA-37（0见）转化成同等的抗拉强度，其抗拉强度应符合设计要求。

在硬度试验

中存有争议，其认为抗拉强度应参照ASTME-而试验结果应符合设计要求。

由下述D类型钢制成的零部件应对一个具有相同合金形式和条件下抗拉试样进行热处理：

AM350（厚度大于英寸），AM355热处理后零部件硬度以洛氏硬度表示，17-4PH和

15-5PH的刚部件热处理后的硬度分别达到H1100和H1150抗拉伸的试样并满足绘图、设计规范和材料规范的要求。

其它的D类型钢件的硬度试验应参照AMS275侨口AMS2759/3要求。

当合同或订单中有具体要求时，至少对一个试样以及其它任意的D

类型钢进行热处理或/和老化。

要考虑试样如何才能代表将被加工成的零部件，比如他们尺寸相同，具有的同样的合金组成成分及使用条件等。

3.3.2.1类型A和类型B钢的设计极限强度的许用变化范围：

设计或适用材料规范中没有规定最小可接受强度和最大强度等级时，最大强度应比最小强度大20ksi以上,Hy-Yuf和H-11钢的最大强度应比最小强度大30ksi以上。

对于300M钢，如果最大抗拉强度不超过305ksi，其实际最大强度应比最小强度大30ksi以上。

3.3.3表面污染：

如材料在淬火前进行硬化或正火处理，或者淬火后再硬化处理，应满足如果确实知道材料足够处理表面污染不必遵照上述要求。

3.3.3.1类型A和类型B材料的脱碳处理：

熔炉里用以对类型A材料的正火以及对类型A和类型B材料淬火的加热介质必须控制好，不得有过多的脱碳。

用熔炉进行热处理的材料，最终硬度在HRC4（6220ksi）以上的，如果任意精加工表面的碳深度大于英寸就认为部分脱碳过重。

用熔炉进行热处理的材料，最终硬度在HRC4（6220ksi）

以下的，任意精加工表面的脱碳深度小于英寸。

脱碳程度。

所有的表面全部脱碳均不可接受。

3.3.3.2渗碳和渗氮：

熔炉里的热载体必须控制好，不得出现渗碳和渗氮现象。

渗碳和渗氮程度参照。

3.3.3.3晶间腐蚀：

应控制好熔炉里用于将材料加热到1250°F以上的热载体，220ksi以下时，材料晶间腐蚀厚度不得超过英寸，其它材料的晶间腐蚀厚度不能超过英寸。

3.3.4淬火的连续性：

采用中的某一方法，对起初的每个油箱里的淬火剂进行试验，以后每季度一次，对所有结果比较确定淬火的连续性。

热处理设备应为每一个淬火系统建立控制界限，如有淬火剂超出界限，应采取补救措施重新校核系统恢复情况。

零部件的热处理

精加工的或半精加工的零部件应参照AMS275进行热处理。

原材料应参照这里

的规范进行热处理。

本文档零部件的任何参照被AMS2759勺相应要求取代。

4.质量合格规范

检测责任

合同或订单中有规定除外，承包商对所有检测性能要求（检测和试验）负责。

除合同或订单另有规定外，承包商也可用自己的或其它合适的设备对其检测，政府不允许的除外。

政府认为有必要核实需求双方是否遵守事先规定的约定时，有权对规范中说明的任何检测进行核查。

4.1.1承诺的责任：

所有条款需满足第3节的要求。

本规范之前说明的检测是承包商综合检测系统或质量体系的一部分。

任何检测要求的缺少都不能减轻承包商确保向政府所提交的产品符合合同要求的责任。

试样检测作为制造过程的组成部分，是确保产品符合要求的一种操作，但是这并不能保证不提交已知有缺陷的或者其它有缺陷的材料，同样也不能保证让政府接受由缺陷的材料。

4.1.2控制记录：

系统精度的试验结果，熔炉温度、控制记录系统的标定、日期、时间、温度以及热处理材料用到的淬火剂都应记录在案，5年内承包人和政府代表均可查。

此外，成品热处理器应跟踪记录熔炉5年内的温度。

4.1.3违约行为：

如果任何试验结果不满足本规范的要求，应查明失败原因。

如果是设备问题，应在设备另用前修好。

质量保障组织对原材料的研磨、精加工或半精加工产品加工的质量负责，应能对最近的一次成功试验算起材料加工过程中可能出现的情况进行评估。

评估和矫正应记录在案。

设备校准和试验

4.2.1高温校准：

高温设备应参照AMS2750和附录（见3.1.2）进行校准。

4.2.2设备试验程序：

热处理设备应参照AMS2750和附录（见3.1.2）进行检测。

材料试验程序

4.3.1表面污染检测：

用于以下任何处理的熔炉需参照进行检测：

类型A和类型B材

料的正火和奥氏体化，类型D材料的固溶处理和奥氏体修正。

熔炉专用于材料上所有的污物将被除去而不必再进行试验的材料的热处理。

431.1类型A和B材料的试样，除了H-11,均应根据工程认定组织的选择在回火或未回火条件下进行试验。

H-11试样和类型D材料的试样应在热处理完之后进行试验。

为了与一致，试样应按照进行金相组织制备并按照和试验。

431.2对于类型A钢制作而成的极限强度为220ksi或硬度Rc46及以上的材料，至少对一个具有同样合金组成的试样在每种载荷下进行热处理。

对于具有损伤容差或破坏严重的材料，不管其极限强度或硬度为多少都要至少对一个具有同样合金组成的试样进行热处理。

如果该材料被重新热处理，最初的试样或者试样的一部分必须参照在重新热处理后进行试验。

431.3对于由类型A的钢和类型B和D的钢制作成的低强度的材料（220ksi以下），应参照至少对一个试样进行试验，每个合金组的初始载荷见。

a.熔炉环境/月；

b•盐浴/周；

c.类型D钢的净化周期（参照3.1.1.2）

4.3.1.月试验和周试验，具有下述组成成分的钢可以认为具有同样的合金组成：

a.类型A的钢，含碳量：

＜=;

b.类型A的钢，含碳量：

＞;

c.类型B的钢，403,410和416;

d.类型D的钢，17-4PH,15-5PH和PH13-8Mo

e.类型D的钢，17-4PH,PH15-7MC和PH14-8Mo

4.3.2机械性能

4.321类型A,B和D钢制热处理材料的硬度检测：

最终热处理后的材料硬度检测频率应参照AMS2759勺取样要求。

应在适合的不会对材料用途造成损害的最大横截面处试验。

对标准件如螺母和螺栓或成品热处理时，适用部件和钢的规范的取样和硬度试验要求优先。

4.322抗拉试验：

具有相同合金形式和使用条件的类型D钢试样，使用相同的炉料热处理和实效，应参照ASTME进行抗拉试验。

样品试验代表了对零部件做的试验。

同样，类型A和类型B的材料应参照ASTME进行类似的抗拉强度试验。

样本规模无法减小（仍用可接受的抗拉样本）或成本太高（浪费的钢料比样本用钢料还多）会造成无法用一批样本的试验无法代表整体试验，此时参照ASTME8寸一个标准抗拉杆使

用同样的炉料进行热处理和实效处理。

4.3.3金相学试验：

试样的金相制备应参照ASTME3脱碳、渗碳、渗氮和晶间腐蚀的确定参照

4.3.3.1和。

4.3.3.1表面化学变化的确定：

脱碳的厚度可按照根据ASTME38放大250倍做一个微硬度横切面来确定，并记录下表面以下不同深度对应的硬度。

心部硬度以下硬度达到相当于20点努普的硬度处即为脱碳的边界。

此外，微硬度和微观结构不能表现出渗碳或渗氮的迹象。

横切面不用有在心部硬度以上的表面硬度有递增的趋势。

4.3.3.2晶间腐蚀：

类型A材料的晶间氧化程度由金相浸蚀试样（将这些钢件浸泡在新制备的沸腾溶液（16克铬酸、80克氢氧化钠和145ml水）中7-20分钟）确定。

类型B和D材料的晶间氧化程度由金相浸蚀试样（将这些钢件浸泡在新制备的溶液（1克三硝基酚、5ml盐酸和100ml乙醇）中1-2分钟）确定。

如果其晶间腐蚀已被证实，也可用其它蚀刻剂进行测定。

控制淬火速度的试验流程：

4.4.1比较冷却曲线评价：

油、水或水聚合物淬火效果的波动情况可合适的已被认知的公称组织承认的冷却曲线评价流程得到。

4.4.2磁性冷却速度试验器：

油淬火介质的淬火效果可根据磁性冷却速度试验器检测得到，检测方法见ASTMD3520。

4.4.3热线式试验：

该法用于测试油淬火介质的淬火效果时，具体操作如下：

443.1试验程序：

往250ml的烧杯里注入150ml油液，加热至60C。

将预制的电线（试铜灵，55%的铜，45%的镍，英寸长）放置在夹具上，电线非张紧笔直状态不可用。

油温为60坐C，移开温度计，将烧杯换成热线试验仪器。

热线试验仪器包括一个双弹簧螺丝钳拉紧电线，为每个螺丝钳提供60直流的控制箱。

电流在秒内稳定地从0增大35安培，电流由一个光耦合半导体闸流管阶梯波发生器的固态电路产生。

最大电流可通过LED数字显示器读出。

很快，油液中沉浸的夹紧的电线和夹持器得到控制。

读数在10秒内即可完成，最大电流由LED数字显示器读出并记录下来。

该装置可对其它未测试的线重复试验。

进行三次试验取平均值。

电流读数在±0.5A内

才有效，否则重测。

4.4.4所有淬火介质的机械性能测试：

选择合适的硬度和尺寸的合金钢淬火试样，选

取一个直接或间接受淬火的影响的机械性能（如硬度，强度和强性模数）进行测试。

将测试性能与规范要求的性能对比以确认淬火的效果。

4.4.4.1所有淬火介质的机械性能测试的试样选取：

试样硬度/尺寸的选择意在选出表面硬度最大（如具有95%的马氏体）和心部硬度较小（如，马氏体和贝氏体之和少于50%）的试样。

4.4.4.2用于机加工的回火试样：

为了机加工，淬火后可适当地回火（比如，在500