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1、盾构刀圈基体用钢团体标准编制说明一、任务来源贯彻落实国务院出台的深化标准化工作改革方案中发展壮大团体标准的有关要求，制定满足市场和创新需要的团体标准，落实国家关于钢铁行业高质量发展的政策导向，满足生产企业和下游用户对盾构刀圈基体用钢产品标准的实际需求，提出盾构刀圈基体用钢团体标准制定项目。本标准由中国特钢企业协会提出并归口。由湖北川冶科技有限公司、冶金工业规划研究院等起草，并共同参与前期研究、调研和标准的编制、修改、技术数据验证以及标准推广等工作。二、制定本标准的目的和意义二十一世纪以来，随着我国基建战略的推进，城市化进程的加快，我国城市轨道交通行业保持着快速发展的势头。盾构机在地铁、铁路、公
2、路、市政、水电等各隧道工程中被广泛使用。盾构机刀具作为掘进系统的重要组成部分，对施工效果和施工时间有着重要的影响作用。刀圈是盾构机滚刀刀具中重要工作部件，直接影响着工程进度和工程造价。刀圈在盾构机工作中直接与岩层表面接触，需要承受很大的冲击载荷和磨损，需要刀圈有较高的屈服强度、硬度和韧性等综合性能。我国生产刀圈广泛应用热作模具钢，在刀圈生产过程中，热处理工艺主要为淬火加高温回火，以获得满足使用的综合性能。盾构机用刀具主要失效形式为刀圈的磨损、断裂、崩刀等，这使得刀圈的消耗量巨大，据一般工程统计，费用可达工程总造价的20%,失效同时会影响掘进机的破岩进度，降低工作效率，因此对刀圈材料的性能提出了
3、较高的要求。我国今年国家综合立体交通网规划纲要的发布，对我国交通网络提出了更高的要求，地下施工工程越来越多，环境条件越来越复杂，这些都对隧道施工设备提出了更高的要求。近年来，我国盾构国产化进程取得了很大的突破，在关键的零部件方面有了很大的进步，刀具国产化取得了较大的突破，刀圈材料种类增多，性能显著提高。目前盾构刀圈没有相关方面的国标，相关行业标准有JB/T13953-2020全断面隧道掘进机用盘形滚刀刀圈，该标准适用于全断面隧道用盘形滚刀刀圈，该标准为基础的行业通用性标准，缺乏对于高性能产品生产指标的指导，同时缺乏对于其他类型滚刀的指导。JB/T13385-2018全断面隧道掘进机用盘形滚刀，
4、该标准适用于全断面隧道掘进机用盘形滚刀，由于该标准是对整体滚刀刀身的要求，涉及轴承、刀圈等多个部件，缺乏对刀圈相应的高质量性能指标。本团体标准的制定加强了盾构机标准体系的建设，对于高质量盾构机刀圈的生产起到指导和规范作用。三、标准编制过程湖北川冶科技有限公司、冶金工业规划研究院等单位共同承担了盾构刀圈基体用钢团体标准的编制工作，共同组建了该团体标准起草小组，明确各自的责任和分工并开展工作。在盾构刀圈基体用钢标准制定过程中，起草小组认真查阅有关资料、收集相关数据信息，本标准参考工模具钢(GB/T1299-2014),结合盾构刀圈基体用钢的生产情况，产品下游用户对盾构刀圈基体用钢的化学成分、非金属
5、夹杂物、晶粒度等要求，进行本团体标准的编制工作。主要编制过程如下：2021年6月，中国特钢企业协会团体标准化工作委员会（以下简称团标委）秘书处给各位委员发出团体标准立项函审单。到立项函审截止日期，没有委员提出不同意见。2021年8月，团标委正式下达盾构刀圈基体用钢团体标准立项计划（2021年第三批）。团体标准立项后，湖北川冶科技有限公司、冶金工业规划研究院相关人员组成了标准起草组，提出了标准编制计划和任务分工，并开始标准编制工作。2021年8月2023年10月：进行了起草标准的调研、问题分析和相关资料收集等准备工作，完成了标准制定提纲、标准草案。2023年12月：召开标准启动会，围绕标准草案进
6、行了讨论，并按照与会意见和建议进行了修改，名称修改为。2024年X月：形成征求意见稿并发出征求意见。2024年X月：完成征求意见处理、形成标准送审稿。2024年X月：完成该标准审定会，根据审定意见修改。2024年X月：完成标准报批稿，上报中国特钢企业协会审批；完成标准发布、实施Q四、标准编制原则一是满足下游盾构机设备用户使用的需要。盾构机刀圈生产中需要重视原材料的力学性能和使用寿命，力争达到“科学、合理、先进、实用”。二是实践标准供给侧改革的原则。争取实现团体标准的“及时性”、“先进性”和“市场性”的要求。三是技术创新的原则。在与工模具钢（GB/T1222）协调一致的基础上，根据文献调研，企业
7、实验指标数值，在化学成分、非金属夹杂等的主要技术指标等方面进行优化，在标准中充分体现新产品的技术特点。六、主要技术内容（一）标准编写格式本文件内容符合GB/T1.1-2020的规定。本文件规定了盾构刀圈基体用钢的牌号表示方法和分类代号、订货内容、尺寸、外形、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。（二）关于适用范围本文件适用于盾构刀圈基体用热轧、锻制、冷拉、银亮条钢及机加工交货钢材（以下简称钢材）。（三）关于术语和定义滚刀disccutter,用于破碎岩石的带刀刃的环形体。（四）分类钢按盾构隧道砂岩硬度所需分为低硬度地质条件用钢、中硬度地质条件用钢、高硬度地质条件用钢。（五
8、）关于订货内容按本文件订货的合同或订单应包括下列内容：产品名称、本文件编号、牌号、冶炼方法、交货状态、尺寸、外形及重量允许偏差、特殊要求。（六）关于尺寸、外形、重量本文件对热轧圆钢、热轧扁钢、热轧盘条、锻制圆钢和方钢、6.2.2锻制扁钢、冷拉钢棒、银亮钢棒、机加工交货钢材等进行了规定。（七）关于技术要求1 .牌号和化学成分本文件规定了低硬度地质条件用钢、中硬度地质条件用钢、高硬度地质条件用钢的牌号和化学成分。根据下游需要和生产设计化学成分，具体见下表。表1低硬度地质条件用钢的牌号和化学成分（熔炼分析）牌号化学成分（质量分数）/%CSiMnPSCrWMoNiV4Cr5MoSiVl0.30.450
9、.801.200.200.500.0200.0104.75-5.50一1.101.750.80-1.2040CrNiMo0.370.440.17).370.600.80W0.020W0.0100.60-0.90O.I5-O.251.25-1.6550CrMoV0.480.530.801.100.200.400.020W0.0104.805.201.25-1.450.80-1.009CrMo20.85-0.950.25).450.20-0.350.020W0.0101.702.10一0.20-0.40一5CrNiMo0.500.600.400.50-0.800.0200.0100.50-0.80
10、0.15-0.301.40-1.80一5CrNiMoV0.500.600.40O.5OO.80W0.020W0.01()0.95-1.20一0.30%0.51.50-2.000.05-0.25注:作为残余元素Ni0.20%（含Ni钢除外），Cu0.10%o表2中硬度地质条件用钢的牌号和化学成分（熔炼分析）牌号化学成分（质量分数）/%CSiMnPSCrWMoNiVCr8Mo2VSi0.95-1.030.80-1.200.200.50W0.0200.0107.80-8.302.00-2.800.25-0.40Crl2MolVll.4(M.600.600.600.0200.01011.00-13.0
11、00.70-1.200.50-1.lO5Cr5MoSiVl0.48-0.520.90-1.1()O.3OO.50W0.020W0.0104.50-5.00一1.10-1301.00-1.20表3高硬度地质条件用钢的牌号和化学成分（熔炼分析）牌号化学成分（质量分数）/%CSiMnPSCrWMoNiV6Cr4Mo2W2V0.55-0.650.80-1.200.801.200.0200.0104.20-4.801.80-2.202.20-2.600.80-1.206Cr5Mo2V0.550.620.20).400.200.500.020W0.0105.00-5.40-2.20-2.400.200.9
12、0-1.202 .冶炼方法钢应用电弧炉、电弧炉+真空脱气、电弧炉+电渣重熔、真空电弧重熔（VAR）及其他满足要求的方法冶炼，具体冶炼方法应在合同注明。3 .交货状态钢一般以退火状态交货。根据需方要求，并在合同中注明，也可以热处理状态交货。4 .低倍组织钢材应进行酸浸低倍检验。在横向酸浸试片上不应有目视可见的缩孔、气泡、裂纹、翻皮、白点、夹杂、晶间裂纹。酸浸低倍组织合格级别应符合下表要求。相较于国标进行了加严。表4钢材的低倍缺陷及其合格级别钢材直径或边长、扁钢厚度mm中心硫松锭型偏析级，不大于80-1502.02.0150-2502.53.02504003.03.04003.53.05.非金属夹
13、杂物钢材应按GB/T10561-2023中A法检测非金属夹杂物，合格级别应符合表15的规定。根据需方要求，可检验DS非金属夹杂物，其合格级别由供需双方协商确定。相较于国标进行了加严。表5非金属夹杂物标准夹杂物类型ABCD细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系本文件级别，不大于1.00.51.01.01.01.01.51.0GB/T12221组1.51.51.51.51.01.02.01.06 .晶粒度钢材应检验奥氏体晶粒度，其合格级别应为6级或更细。7 .超声检测圆钢应按照GB/T4162的规定进行超声检测，其内部不应有白点、夹渣、分层、内裂、缩孔等冶金缺陷存在。声检测允许极限值的大小分级和数量级别
14、分别符合GB/T1299-2014中表36和表37的规定，其合格级别应符合下表的规定。表6超声检测的合格级别钢材直径、边长或厚度mm合格级别80-250E；C250-400EZd400协议8.表面质量钢材表面不应有目视可见的裂纹、结疤、折叠及夹杂。如有上述缺陷应清除，清除深度在允许偏差内且从圆钢实际尺寸算起应不超过公差之半，清除宽度不小于深度的5倍，同一截面达到最大清除深度不应多于1处。允许有从实际尺寸算起不超过公差之半的个别细小划痕、压痕、麻点及深度不超过0.2mm的小裂纹存在。9 .特殊要求根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注明，可补充力学性能、显微组织、脱碳层、淬透性等其他检验项目
15、，指标由双方协商规定。（八）关于试验方法钢材的检验项目和试验方法应符合表9的规定。表7钢材的检验项目、取样数量、取样方法及试验方法序号检验项目取样数量取样部位试验方法1化学成分1个/炉GB/T20066见8.12低倍组织2不同根圆钢GB/T2263非金属夹杂物2不同根圆钢GB/T63944晶粒度任一根钢材上GB/T105615超声检测逐根整根圆钢上GB/T6402-20226表面质量逐根整根圆钢上目视7尺寸、外形逐根整根圆钢上目视、合适的量具“根据需方要求，经供需双方协商并在合同中注明补充的检验项目。（九）关于检验规则本节规定了检查和验收、组批规则、取样数量、复验与判定、数值修约等事项（十）关
16、于包装、标志和质量证明书钢材的包装、标志、质量证明书应符合GB/T2101的规定。六、与国内其它法律、法规的关系制定本标准时依据并引用了国内有关现行有效的标准，也不违背国内其它行业标准、法律、法规及强制性标准的有关规定。七、标准属性本标准属于中国特钢企业协会团体标准。八、标准水平及预期效果该标准的制定能有效规范盾构刀圈基体用钢的生产、销售和使用，对盾构刀圈基体用钢的有序发展具有重要意义。同时该标准对产品的质量提升具有意义，有利于促进下游产品的质量提升与推广应用，体现团体标准的引领作用。九、贯彻要求及建议本标准归口单位为中国特钢企业协会，经过审定报批后，由中国特钢企业协会发布。建议在对盾构刀圈基体用钢的生产、贸易和使用等相关单位进行宣贯执行。盾构刀圈基体用钢标准编制工作组2024年4月
