铸铁件综合技术条件

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铸铁件综合技术条件
1  主题内容与适用范围
　  本标准根据GB 9439和GB 1348的相关内容，规定了灰铸铁及球墨铸铁的牌号及铸件技术条件，以下所涉及的铸铁均指此两类铸铁件。
　  本标准适用于砂型或导热性与砂型相当的铸型铸造的铸铁件。对用其他铸型铸造的铸铁件亦可参照使用。
2  铸铁牌号
2．1 根据GB 5612的规定，灰铸铁的牌号按Ф30单铸试棒的抗拉强度，将其分为HT100、HT150、HT200、HT250、HT300和HT350六个牌号。
2．2 根据GB 5612的规定，球墨铸铁的牌号分为单铸和附铸试块两类。
2．2．1单铸试块的机械性能分为QT400-18、QT400-15、QT450-10、QT500-7、QT600-3、QT700-2、QT800-2、QT900-2八个牌号。
2．2．2 附铸试块的机械性能分QT400-18A、QT400-15A、QT500-7A、QT600-3A、QT700-2A五个牌号（注：牌号后面的字母A系表示该牌号在附铸试块上测定的机械性能，以区别单铸试块测定的性能）。
3  技术要求
3．1 生产方法、化学成分和热处理
　  生产方法、化学成分和热处理工艺，可由供方自行决定，但必须保证本标准及相关文件规定的铸铁牌号及相应的机械性能指标。
　  如本组织或顾客对化学成分及热处理方法有特殊要求时，由双方在订货协议或相关文件中规定。
3．2 机械性能
3．2．1 单铸试棒（块）的机械性能
3．2．1．1 本标准根据单铸试棒加工成试样进行测定灰铸铁的抗拉强度，球墨铸铁的机械性能以抗拉强度和延伸率两个指标作为验收依据。其机械性能见表1的规定：
表1  单铸试棒（块）的机械性能
牌号    抗拉强度    屈服强度    延伸率    供参考
    бb≥MPa    б0.2≥MPa    δ≥%    布氏硬度HB    主要金相组织
HT100    100    /    /    /    /
HT150    150    /    /    /    /
HT200    200    /    /    /    /
HT250    250    /    /    /    /
HT300    300    /    /    /    /
HT350    350    /    /    /    /
QT400-18    400    250    18    130～180    铁素体
QT400-15    400    250    15    130～180    铁素体
QT450-10    450    310    10    160～210    铁素体
QT500-7    500    320    7    170～230    铁素体+珠光体
QT600-3    600    370    3    190～270    珠光体+铁素体
QT700-2    700    420    2    225～305    珠光体
QT800-2    800    480    2    245～335    珠光体或回火组织
QT900-2    900    600    2    280～360    贝氏体或回火马氏体
　  注：验收时，n牌号的灰铸铁，其抗拉强度应在n至（n+100）Mpa的范围内。
3．2．1．2 球墨铸铁件单铸试块的冲击试验只适用于表2规定的牌号，并且仅在本组织或顾客要求做冲击试验时，冲击值才作为验收依据。
表2  球墨铸铁件单铸试块V型缺口试样的冲击值
牌号    K
最小冲击值　 a  J/c㎡
    室温23±5℃    低温-20±2℃
    三个试样平均值    个别值    三个试样平均值    个别值
QT400-18    14    11    /    /
QT400-18L    /    /    12    9
　  注：字母“L”表示该牌号在低温时的冲击值。
3．2．2 附铸试棒（块）的机械性能
3．2．2．1 灰铸铁件壁厚超过20mm，而重量又超过200Kg，并有特殊要求时，经供需双方同意，也可采用与铸件冷却条件相似的附铸试棒（见附图1）或附铸试块（见附图2）加工成试样来测定抗拉强度，测定结果更接近铸件材质的性能，应符合表3的规定：

表3  灰铸铁件附铸试棒(块)的抗拉强度
牌号    铸件壁厚
mm    抗拉强度бb≥MPa
        附铸试棒    附铸试块    铸件
(供参考)
        Ф30    Ф50    R15    R25   
HT150    20～40    130    /    [120]    /    120
    40～80    115    [115]    110    /    105
    80～150    /    105    /    100    90
    150～300    /    100    /    90    80
HT200    20～40    180    /    [170]    /    165
    40～80    160    [155]    150    /    145
    80～150    /    145    /    140    130
    150～300    /    135    /    130    120
HT250    20～40    220    /    [210]    /    205
    40～80    200    [190]    190    /    180
    80～150    /    180    /    170    165
    150～300    /    165    /    160    150
HT300    20～40    260    /    [250]    /    245
    40～80    235    [230]    225    /    215
    80～150    /    210    /    200    195
    150～300    /    195    /    185    180
HT350    20～40    300    /    [290]    /    285
    40～80    270    [265]    260    /    255
    80～150    /    240    /    230    225
    150～300    /    215    /    210    205
　  注:1) HT100牌号的灰铸铁件在厚断面处强度太低,没有实用价值；
　　　 2）当铸件壁厚超过300mm时，其机械性能应由供需双方协商确定；
　　　 3）方括弧内的数值仅适用于铸件壁厚大于试样直径时使用。
3．2．2．2 球墨铸铁件附铸试块的机械性能以抗拉强度和延伸率两个指标作为验收依据，见表4的规定：

表4  球墨铸铁件附铸试块的机械性能
牌号    铸件
壁厚    抗拉强度
бb≥MPa    屈服强度
б0.2≥MPa    延伸率δ≥%    供参考
                    布氏硬度
HB    主要
金相组织
QT400-18A    30～60    390    250    18    130～180    铁素体
    60～200    370    240    12        
QT400-15A    30～60    390    250    15    130～180    铁素体
    60～200    370    240    12        
QT500-7A    30～60    450    300    7    170～240    铁素体
+珠光体
    60～200    420    290    5        
QT600-3A    30～60    600    360    3    180～270    珠光体
+铁素体
    60～200    550    340    1        
QT700-2A    30～60    700    400    2    220～320    珠光体
    60～200    650    380    1        
球墨铸铁件附铸试块的冲击试验只适用于表5所规定的牌号，并且仅在本组织或顾客要求做冲击试验时，冲击值才作为验收依据。
表5  球墨铸铁件附铸试块V型缺口试样的冲击值
牌号    铸件壁厚mm    K
最小冲击值　  a  J/c㎡
        室温23±5℃    低温-20±2℃
        三个试样平均值    个别值    三个试样平均值    个别值
QT400-18    30～60    14    11    /    /
    60～200    12    9    /    /
QT400-18A    30～60    /    /    12    9
    60～200    /    /    10    7
3．2．3 铸件的机械性能
3．2．3．1 灰铸铁件的抗拉强度与铸件壁厚有关，同一牌号的灰铸铁件不同壁厚处会得到不同的抗拉强度。为了便于设计和使用，表6给出了各牌号不同壁厚的灰铸铁件能达到的抗拉强度的参考值。当供需双方协商同意时，也可从铸件上切下的试块加工成试样来测定铸件材质的性能，应符合表6的规定：

表6  灰铸铁件机械性能
牌号    铸件壁厚mm    抗拉强度бb≥MPa    布氏硬度HB
HT100    2.5～10    130    105～174
    10～20    100    93～140
    20～30    90    82～140
    30～50    80    82～122
HT150    2.5～10    175    139～209
    10～20    145    116～174
    20～30    130    105～174
    30～50    120    105～157
HT200    2.5～10    220    157～236
    10～20    195    150～225
    20～30    170    129～209
    30～50    160    129～192
HT250    4.0～10    270    171～267
    10～20    240    164～247
    20～30    220    157～236
    30～50    200    150～225
HT300    10～20    290    178～278
    20～30    250    164～257
    30～50    230    157～247
HT350    10～20    340    199～298
    20～30    290    178～278
    30～50    260    171～257
注：当一定牌号的铁水浇注壁厚均匀而形状简单的铸件时，壁厚变化所造成抗拉强度的变化，可从本表查出参考性数据，当铸件壁厚不均匀，或有型芯时，此表仅能近似地给出不同壁厚处的大致的抗拉强度，铸件设计应根据关键部位的实测值进行。
3．2．3．2 球墨铸铁件如果是在铸件本体上取样时，取样部位及要达到的性能指标，由供需双方另行规定。
3．2．4 硬度和屈服强度
3．2．4．1 当本组织或顾客要求以硬度作为检验灰铸铁件材质的机械性能时，则应符合表6的规定。
3．2．4．2 当本组织或顾客对球墨铸铁件的屈服强度、硬度有要求时，经供需双方商定，可作为验收依据。当硬度作为验收指标时，按表1的规定执行。且每一批量的铸件必须检验硬度，检验硬度值的同时，必须进行金相组织检验。其试验方法按GB 1348附录A的规定执行。
3．3 金相组织
3．3．1 本组织或顾客如对铸件的金相组织有要求时，应符合GB 7216和GB 9441的规定。
3．3．2 球墨铸铁件的球化级别一般不得低于4级，其检验次数和取样位置由供需双方针对具体铸件另行规定。
3．3．3 球化级别和基体组织，可用无损检测方法进行检验，如有争议时，应用金相检验法裁决。
3．4 几何形状、尺寸及公差
3．4．1 铸件的几何形状、尺寸应符合订货时图样、模样或订货协议的要求。
3．4．2 铸件的尺寸公差应符合表7的规定，有特殊要求的按图样或订货协议的规定。
表7  铸件尺寸公差
铸件基本尺寸mm    公差等级CT
大于    至    5    6    7    8    9    10    11    12    13
/    3    0.28    0.40    0.56    0.80    1.2    /    /    /    /
3    6    0.32    0.48    0.64    0.90    1.3    /    /    /    /
6    10    0.36    0.52    0.74    1.0    1.5    2.0    2.8    4.2    /
10    16    0.38    0.54    0.78    1.1    1.6    2.2    3.0    4.4    /
16    25    0.40    0.58    0.82    1.2    1.7    2.4    3.2    4.6    6
25    40    0.46    0.64    0.90    1.3    1.8    2.6    3.6    5.0    7
40    63    0.50    0.70    1.0    1.4    2.0    2.8    4.0    5.6    8
63    100    0.56    0.78    1.1    1.6    2.0    3.2    4.4    6    9
100    160    0.62    0.88    1.2    1.8    2.5    3.6    5.0    7    10
160    250    0.70    1.0    1.4    2.0    2.8    4.0    5.6    8    11
250    400    0.78    1.1    1.6    2.2    3.2    4.4    6.2    9    12
400    630    0.90    1.2    1.8    2.6    3.6    5.0    7    10    14
630    1000    1.0    1.4    2.0    2.8    4.0    6    8    11    16
1000    1600    /    1.6    2.2    3.2    4.6    7    9    13    18
1600    2500    /    /    2.6    2.6    5.4    8    10    15    21
3．4．3 壁厚尺寸公差
壁厚尺寸公差按相应的尺寸公差等级降一级选用。
3．4．4 错型值
　  错型值必须位于表7的公差值之内，当需进一步控制错型值时，则应在图样上注明，其值从表7和表8中选取较小的值。
表8  错型值
公差等级CT    5    6    7～8    9～10    11～13
错型值mm    0.3    0.5    0.7    1.0    1.5
成批和大量生产铸件的尺寸公差等级按表9的规定选取：
表9  成批和大量生产铸件的尺寸公差等级
铸造工艺方法
公差等级    砂型手工造型    砂型机器造型及壳型    熔模铸造
灰铸铁    11～13    8～10    5～7
球墨铸铁    11～13    8～10    5～7
　  
小批和单件生产铸件的尺寸公差等级按表10的规定选取：
表10  小批和单件生产铸件的尺寸公差等级
造型材料
公差等级    干、湿型砂    自硬砂
灰铸铁    13～15    11～13
球墨铸铁    13～15    11～13
3．5铸件重量偏差
如订货协议无特殊要求时，铸件重量按QB005的规定执行。
3．6 表面质量
3．6．1 铸件表面粗糙度按GB 6060.1的规定或图样、订货协议的要求执行。
3．6．2 铸件应清理干净，修整多肉，去除浇冒口残余、芯骨、粘砂及内腔残余物。
3．7 缺陷及修补
3．7．1 在加工面上允许存在加工余量范围内的表面缺陷。不允许有影响铸件使用性能的裂纹、冷隔、缩孔、夹渣等铸造缺陷存在。
3．7．2 铸件非加工面上及铸件内部允许存在的缺陷种类、范围、数量由供需双方在订货时商定。
3．7．3 不影响铸件使用性能的缺陷可以修补（焊补或其它方法），修补技术条件由供需双方商定。经补焊后的球铁件应进行消除内应力处理。
3．8 特殊要求
　  本组织或顾客对磁粉探伤、超声波检验、射线检验等有要求时，应在订货时商定。
4  试验方法
4．1 试棒（块）和试样的制备
4．1．1 单铸试棒（块）
4．1．1．1 灰铸铁件单铸试棒应用干砂型或具有相仿冷却条件的砂型竖浇，当供需双方协商同意后，也可用湿砂型。同一铸型可同时浇注若干根试棒，其试棒的自由间距不得小于50mm，如附图3所示，试棒的L根据试样和夹持装置的长度确定。
4．1．1．2 球墨铸铁件单铸试块尺寸见附图4、附图5所示，图中虚线以下斜影线部份为切取试样。如果在腔内进行球化处理时，试块可以与铸件有共同的浇冒口系统的型腔内浇注，或在装有与铸件工艺接近的带有反应室的腔内单独浇注。
4．1．1．3 试棒（块）应与该批铸件以同一批量的铁水浇注，并在每包铁水的后期浇注。
4．1．1．4 试棒（块）的冷却条件与所代表的铸件大致相同，其开箱温度不应超过500℃。
4．1．1．5 需热处理时，应与所代表的铸件同炉热处理。灰铸铁件进行消除应力的时效处理时，其试棒可不予处理。
4．1．2 附铸试棒（块）
4．1．2．1 灰铸铁件附铸试棒（块）的安排方式应使其冷却条件与所代表的铸件大致相仿，试棒（块）的类型以及附铸的部位应由供需双方协商确定，如果没有这样的协议，则应附铸在有代表性的部位。附铸试棒（块）的L均根据试样和夹持装置的长度确定。附铸试棒见附图1，附铸试块见附图2所示。图中括号内的数字分别适用于直径Ф50试棒和半径R25试块。
4．1．2．2 当球墨铸铁件重量等于或超过2000 Kg，而且壁厚在30～200 mm范围时，一般采用附铸试块，附铸试块的形状和尺寸如附6所示。附铸试块在铸件上的位置，应由供需双方商定，要以不影响铸件的使用性能、外观质量及试块致密为原则。
4．1．2．3 附铸试棒（块）应在热处理后从铸件上切取。
4．2 试样
4．2．1 灰铸铁件拉力试样的类型有A型和B型两种，试样的两端可加工成螺纹状或圆柱状，以适应夹持装置的需要，其形状及尺寸见附图7和附图8所示。
4．2．2 球墨铸铁件拉伸试样均在单铸试块的剖面线部位或铸件本体上切取。其形状和尺寸见附图9所示。
4．2．3 球墨铸铁件冲击试样的形状及尺寸见附图10所示。
4．3 机械性能试验
4．3．1 灰铸铁件拉力试验按GB 977的规定进行；硬度试验按GB 9439附录A的规定进行。
4．3．2 球墨铸铁件拉伸试验按GB 228的规定进行；冲击试验按GB 2106的规定进行，试验时应选用能量同球墨铸铁性能相适应的试验机；布氏硬度试验应按GB 231的规定进行，根据供需双方商定，可在铸件上或试样上的一个或几个部位上进行。
4．4 化学分析
4．4．1铸件化学分析取样方法按订货协议的规定进行，如订货协议中无规定，则由供方自定。
4．4．1 化学成分仲裁分析方法按GB 223.1～223.5的规定进行。
4．5 金相检验
4．5．1 灰铸铁件金相检验按GB 7216的规定进行。
4．5．2 球墨铸铁件金相检验按GB 9441的规定进行。
4．6 表面粗糙度
　  铸件的铸造表面粗糙度检验按GB 6060.1的规定进行。
4．7 无损检验
磁粉探伤按GB 9444的规定进行，超声波检验按GB 7233的规定进行，射线检验按
GB 5677的规定进行。
5  检验规则
5．1 检验权利
5．1．1 铸件应由供方技术检查部门检查和验收。
5．1．2 本组织有权对铸件进行检验。
5．1．3 本组织要求参加供方检验时，双方应商定提交检验的日期。若本组织在商定的时间内未能到场，供方可自行检验，并将检验结果提交本组织。
5．2 检验地点
5．2．1 除供需双方商定只能在本组织检验外，最终检验一般在供方进行。
5．2．2 供需双方对铸件质量发生争议时，检验可在双方商定的第三方进行。
5．3 批量的划分
5．3．1 由同一包铁水浇注的铸件为一个批量。
5．3．2 每一批铸件的重量为清铲好的2000 Kg或以下的铸件，经供需双方协商同意，可作为一个批量。
5．3．3 如果一个铸件的重量大于2000 Kg时，就单独成为一个批量。
5．3．4 当连续不断地熔化大量同一牌号的铁水时，以每两小时内所浇注的铸件为一个批量。
5．3．5 如果一种牌号的铁水熔化量很大，而且采用了系统控制的熔化技术和严格监控生产过程，能逐包进行一定形式的工艺控制，并确实证明球墨铸铁各次球化处理稳定、符合要求，经供需双方协商同意，也可把若干批量合并成一组验收。
5．4 机械性能试验的次数、试验结果的评定和复验
5．4．1 灰铸铁件每一个批量至少进行一次拉力试验。检验抗拉强度时，先用一根拉力试样进行试验，如果符合要求，则该批铸件在材质上即为合格；若试验结果达不到要求，而不是由于5.4.3条所列原因引起的，则可从同一批的试样中另取二根进行复验。复验结果都达到要求，则该批铸件在材质上仍为合格，若复验结果中仍有一根达不到要求，则该批铸件为不合格。
　  每批铸件所应进行的硬度测试次数，由供需双方协商确定。试验时，先在一处测定硬度值，如符合要求，则该批铸件材质为合格。若试验结果达不到要求，而不是由于5.4.3条所列原因引起的，则可在测定点附近再测定两点硬度值，进行复验。复验结果都达到要求，则该批铸件材质为合格，如果其中一点硬度值不符合要求，则该批铸件材质为不合格。
5．4．2 球墨铸铁件检验抗拉强度或冲击值时，先用一根抗拉强度或一组（三根）冲击试样进行试验。试验结果符合要求，则该批铸件为合格，如果试验结果达不到要求，再用双倍同批试样进行重复试验。当重复试验结果都能达到要求时，则该批铸件为合格，如果双倍重复试验中有1/2达不到要求时，则该批铸件为不合格。
　  若因热处理不当造成不合格时，允许再次热处理，但重复热处理的次数不得超过两次。
　  铸件如果以铸态供货时，性能达不到要求，经本组织同意，供方可将铸件和其代表的试块进行热处理后重新试验。
5．4．3 试验的有效性
　  如果不是由于铸件本身的质量问题，而是由于下列原因之一造成试验结果不符合要求时，则试验无效。
　  1）试样在试验机上安装不当或试验机的操作不当；
　  2）试样有铸造缺陷或试样切削加工不当；
　  3）试样断在平行段（标距）外；
　  4）试样拉断后断口上有铸造缺陷。
　  此时，应按以上要求重新试验。
5．5 金相组织
　  铸件金相组织按3.3条的要求进行检查。
5．6 几何形状、尺寸及公差
5．6．1 铸件的几何形状和尺寸按3.4条的要求进行检查。
5．6．2 首批铸件和重要铸件，应按图样规定逐件检查尺寸和几何形状。一般铸件及用保证尺寸稳定性方法生产出来的铸件，可以抽查，抽查的方法按供需双方商定进行。
5．6．3 铸件的尺寸公差按3.4条的要求进行抽检。
5．7重量偏差
　  铸件的重量偏差按QB005的要求进行抽检。
5．8 表面质量
　  铸件的表面质量按3.6条的要求逐件进行检查。
5．9 缺陷
5．9．1 铸件可见表面缺陷检查应以目视方法进行。
5．9．2 铸件不可见表面的缺陷检查可用内窥镜检查。
5．9．3 铸件应逐件检查缺陷，但对几何形状、内腔形状复杂的铸件的缺陷检查，可按双方商定数量进行抽检。
5．10 无损检验
　  铸件无损检验按3.8条的要求进行检验。
6  标志、包装、运输和贮存
6．1 标志与质量证明书
6．1．1 铸件如尺寸允许应在非加工面上作出供方商标和其他必要的标志。标志的位置、尺寸和方法按图样或协议的要求，但要注意不使铸件质量受到损伤。当无法在铸件上作出标志时，标志可打印在附于每批铸件的标签上。
6．1．2 出厂铸件应附以检验合格证或质量证明书，其中包括：
　  1）供方名称或标志；
　  2）铸件名称；
　  3）铸件图号、零件号、材质牌号及必要的检验结果；
　  4）制造日期（或编号）或生产批号。
6．2 防护、包装、运输和贮存
6．2．1 铸件在检验以后应进行防护处理或包装；
6．2．2 铸件表面防护、包装、运输和贮存应符合有关协议的规定。
7  相关标准
7．1  GB 9439《灰铸铁件》
7．2  GB 1348《球墨铸铁件》
7．3  GB 5612《铸铁牌号表示方法》
7．4  GB 7216《灰铸铁金相》
7．5  GB 9441《球墨铸铁金相检验》
7．6  QB005《铸件重量公差》
7．7  GB 6060.1《表面粗糙度比较样块 铸造表面》
7．8  GB 977《灰铸铁机械性能试验方法》
7．9  GB 228《金属拉力试验法》
7．10 GB 2106《金属夏比（V型缺口）冲击试验方法》
7．11 GB 231《金属布氏硬度试验法》
7．12 GB 223.1～223.5《钢铁及合金化学分析方法》
7．13 GB 9444《铸钢件磁粉探伤及质量评级方法》
7．14 GB 7233《铸钢件超声波探伤及质量评级方法》
7．15 GB 5677《铸钢件射线照相及底片等级分类方法》