Foreword i 1 Scope 2 Normative references 3 Terms and definitions 4 Designation of material 5 Manufacturing process 6 Technical requirements 7 Test piece preparation 8 Test methods 9 Inspection rules 10 Marking, quality certificate, rust prevention, packaging, storage and transportation Annex A (Informative) Manufacturing process of austempered ductile iron castings Annex B (Informative) Unnotched impact test Annex C (Informative) Additional information on mechanical and physical properties Annex D (Informative) Performance characteristics and application examples by grades of austempered ductile irons Annex E (Informative) Guidance values for tensile strength and elongation after fracture for test piece cut from a casting Annex F (Informative) Guidance values for Brinell hardness Annex G (Normative) Sectioning procedure for cast samples Annex H (Informative) Cross-references of similar grades of austempered ductile irons Bibliography

1 范圍 本文件規(guī)定了等溫淬火球墨鑄鐵件的材料牌號(hào)、訂貨信息、制造工藝、技術(shù)要求、試樣制備、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)志、質(zhì)量證明書、防銹、包裝和貯運(yùn)。 本文件適用于砂型或?qū)嵝耘c砂型相當(dāng)?shù)蔫T型鑄造并經(jīng)等溫淬火熱處理的球墨鑄鐵件。其他鑄造方法(如金屬型、金屬型覆砂、殼型、熔模鑄造和連續(xù)鑄造等)生產(chǎn)的等溫淬火球墨鑄鐵件，可參照使用。 2 規(guī)范性引用文件 下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。 GB/T 223.3 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法 二安替比林甲烷磷鉬酸重量法測定磷量 GB/T 223.12 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法 碳酸鈉分離-二苯碳酰二肼光度法測定鉻量 GB/T 223.18 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法 硫代硫酸鈉分離-碘量法測定銅量 GB/T 223.23 鋼鐵及合金 鎳含量的測定 丁二酮肟分光光度法 GB/T 223.26 鋼鐵及合金 鉬含量的測定 硫氰酸鹽分光光度法 GB/T 223.58 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法 亞砷酸鈉-亞硝酸鈉滴定法測定錳量 GB/T 223.60 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法 高氯酸脫水重量法測定硅含量 GB/T 223.68 鋼鐵及合金化學(xué)分析方法 管式爐內(nèi)燃燒后碘酸鉀滴定法測定硫含量 GB/T 223.69 鋼鐵及合金 碳含量的測定 管式爐內(nèi)燃燒后氣體容量法 GB/T 228.1 金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法 GB/T 229 金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法 GB/T 231.1 金屬材料 布氏硬度試驗(yàn) 第1部分：試驗(yàn)方法 GB/T 5611 鑄造術(shù)語 GB/T 5612 鑄鐵牌號(hào)表示方法 GB/T 5677 鑄件 射線照相檢測 GB/T 5678 鑄造合金光譜分析取樣方法 GB/T 6060.1 表面粗糙度比較樣塊 第1部分：鑄造表面 GB/T 6414 鑄件 尺寸公差、幾何公差與機(jī)械加工余量 GB/T 9441 球墨鑄鐵金相檢驗(yàn) GB/T 9443 鑄鋼鑄鐵件 滲透檢測 GB/T 9444 鑄鋼鑄鐵件 磁粉檢測 GB/T 11351 鑄件重量公差 GB/T 14203 火花放電原子發(fā)射光譜分析法通則 GB/T 15056 鑄造表面粗糙度 評(píng)定方法 GB/T 20066 鋼和鐵 化學(xué)成分測定用試樣的取樣和制樣方法 GB/T 20125 低合金鋼 多元素的測定 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法 GB/T 24234 鑄鐵 多元素含量的測定 火花放電原子發(fā)射光譜法(常規(guī)法) GB/T 34904 球墨鑄鐵件 超聲檢測 3 術(shù)語和定義 GB/T 5611界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。 3.1 等溫淬火球墨鑄鐵 austempered ductile iron；ADI 通過等溫淬火熱處理得到的以奧鐵體為主要基體的球墨鑄鐵材料。 注：等溫淬火球墨鑄鐵也稱為奧鐵體球墨鑄鐵。 3.2 等溫淬火熱處理 austempering of ductile iron 將球墨鑄鐵件加熱到一定溫度(奧氏體開始形成溫度以上)并保溫足夠時(shí)間，使碳擴(kuò)散到奧氏體中，隨后以避免產(chǎn)生珠光體的速度冷卻至一定溫度(馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度以上)，保溫足夠時(shí)間，使基體組織轉(zhuǎn)變以得到期望性能的熱處理過程。 3.3 奧鐵體 ausferrite 主要由針狀鐵素體和高碳奧氏體組成的球墨鑄鐵顯微組織。 3.4 鑄件的主要壁厚 relevant wall thickness of casting 代表鑄件材料力學(xué)性能的鑄件斷面厚度。 3.5 并排試塊 side-by-side cast sample 和鑄件用同一澆注系統(tǒng)，與鑄件并排澆注的試塊。 4 材料牌號(hào) 4.1 等溫淬火球墨鑄鐵材料牌號(hào)的表示，應(yīng)符合GB/T 5612的規(guī)定。 4.2 依據(jù)單鑄、并排或附鑄試塊加工的試樣(L0＝5d)測得的最小抗拉強(qiáng)度值和最小斷后伸長率，將等溫淬火球墨鑄鐵分為6個(gè)牌號(hào)，見表1。 表1 單鑄、并排或附鑄試塊的力學(xué)性能 材料牌號(hào) 鑄件的主要壁厚t mm 抗拉強(qiáng)度Rm MPa(min.) 屈服強(qiáng)度Rp0.2 MPa(min.) 斷后伸長率A5(L0＝5d) ％(min.) 斷后伸長率A4(L0＝4d) ％(min.) QTD800-11 QTD800-11R t≤30 800 550 11 12 30＜t≤60 750 550 7 8 60＜t≤100 720 550 6 7 QTD900-9 t≤30 900 650 9 10 30＜t≤60 850 650 6 7 60＜t≤100 820 650 5 6 QTD1050-7 t≤30 1050 750 7 8 30＜t≤60 1000 750 5 6 60＜t≤100 970 700 4 5 QTD1200-4 t≤30 1200 850 4 5 30＜t≤60 1170 850 3 4 60＜t≤100 1140 850 2 3 QTD1400-2 t≤30 1400 1100 2 3 30＜t≤60 1300 由供需雙方商定 2 由供需雙方商定 60＜t≤100 1250 由供需雙方商定 1 由供需雙方商定 QTD1600-1 t≤30 1600 1300 1 1 30＜t≤60 1450 由供需雙方商定 由供需雙方商定 60＜t≤100 1300 由供需雙方商定 由供需雙方商定 經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚恚?qiáng)度最小值可按本表規(guī)定，而隨鑄件壁厚增大，抗拉強(qiáng)度和斷后伸長率會(huì)降低 注1：由于鑄件復(fù)雜程度和各部分壁厚不同，其性能是不均勻的。 注2：字母R表示該牌號(hào)有室溫(23℃)沖擊性能值。 4.3 按硬度值的大小，將抗磨等溫淬火球墨鑄鐵分為兩個(gè)材料牌號(hào)，見表2。 表2 抗磨等溫淬火球墨鑄鐵的力學(xué)性能 材料牌號(hào) 布氏硬度HBW(min.) 其他性能(僅供參考) 抗拉強(qiáng)度Rm MPa(min.) 屈服強(qiáng)度Rp0.2 MPa(min.) 斷后伸長率A5 ％(min.) QTD-HBW400 400 1400 1100 2 QTD-HBW450 450 1600 1300 1 注1：最大布氏硬度由供需雙方商定。 注2：400HBW和450HBW如換算成洛氏硬度分別約為43HRC和48HRC。 5 制造工藝 5.1 等溫淬火球墨鑄鐵的鑄造工藝和等溫淬火熱處理工藝應(yīng)由供方自行確定。 5.2 鑄件化學(xué)成分由供方自行確定，但應(yīng)保證鑄造和熱處理工藝采用與已驗(yàn)收認(rèn)可的首批樣件同樣的工藝參數(shù)。 5.3 等溫淬火球墨鑄鐵件的制造工藝可見附錄A。 6 技術(shù)要求 6.1 單鑄、并排或附鑄試樣的力學(xué)性能 6.1.1 根據(jù)砂型或?qū)嵝耘c砂型相當(dāng)?shù)蔫T型鑄造的厚度或直徑25mm的單鑄、并排或附鑄試塊加工的試樣(L0＝5d)，測得的最小力學(xué)性能來確定材料的牌號(hào)，相當(dāng)于表1中鑄件的主要壁厚t≤30mm的性能。 6.1.2 試樣原始標(biāo)距等于4倍試樣直徑(L0＝4d)時(shí)，等溫淬火球墨鑄鐵的力學(xué)性能見表1。 6.1.3 等溫淬火球墨鑄鐵試樣的力學(xué)性能應(yīng)符合表1的規(guī)定。如需方有要求時(shí)，沖擊性能應(yīng)符合表3的規(guī)定。無缺口試樣測試沖擊性能值，見附錄B的表B.1。 表3 單鑄、并排和附鑄試塊V型缺口試樣的最小沖擊吸收能量 材料牌號(hào) 鑄件主要壁厚t mm 室溫(23±5℃)下最小沖擊吸收能量KV J 3個(gè)試樣的平均值 單個(gè)值 QTD800-11R t≤30 30＜t≤60 60＜t≤100 10 9 8 9 8 7 6.1.4 等溫淬火球墨鑄鐵的其他力學(xué)性能和物理性能見附錄C。 6.1.5 等溫淬火球墨鑄鐵各牌號(hào)的性能特點(diǎn)及應(yīng)用示例見附錄D。 6.2 鑄件本體試樣的力學(xué)性能 6.2.1 如需要，經(jīng)供需雙方商定可從鑄件本體指定部位切取試樣測試其性能。鑄件本體力學(xué)性能見附錄E。 6.2.2 鑄件本體性能可能等于或小于表1和表3的規(guī)定值。 6.3 硬度 6.3.1 附錄F給出了各材料牌號(hào)布氏硬度范圍指導(dǎo)值。 6.3.2 抗磨等溫淬火球墨鑄鐵的布氏硬度應(yīng)符合表3的規(guī)定，表3中的其他力學(xué)性能僅供參考。 6.4 石墨形態(tài) 石墨形態(tài)以Ⅵ型為主，球化率不小于85％，石墨球數(shù)每平方毫米不低于100個(gè)。 6.5 基體組織 6.5.1 等溫淬火球墨鑄鐵的基體組織主要為奧鐵體，其他組織(如珠光體、馬氏體、碳化物)的含量，以不影響所要求的力學(xué)性能為原則。 6.5.2 不完全奧氏體化熱處理可用于生產(chǎn)QTD 800-11和QTD 800-11R，其基體組織是先共析鐵素體和奧鐵體的混合組織。不完全奧氏體化熱處理的球墨鑄鐵要求比表1中規(guī)定的牌號(hào)有更高的淬透性。 6.5.3 鑄件某些斷面的冷卻速度可能不足以完全避免珠光體或其他組織的形成，這些顯微組織的最大值及這些部位的力學(xué)性能可由供需雙方商定。 6.5.4 可以通過無缺口試樣的沖擊試驗(yàn)，間接地了解鑄件熱處理后得到的顯微組織情況。 6.6 幾何形狀及其尺寸公差 鑄件的幾何形狀及其尺寸應(yīng)符合圖樣或有關(guān)技術(shù)要求的規(guī)定。無特殊要求時(shí)，鑄件尺寸和幾何公差應(yīng)按GB/T 6414的規(guī)定選擇。 6.7 重量公差 鑄件的重量公差應(yīng)符合圖樣或有關(guān)技術(shù)要求的規(guī)定。無特殊要求時(shí)，應(yīng)按GB/T 11351的規(guī)定選擇。 6.8 表面質(zhì)量 6.8.1 鑄件表面的粘砂、氧化皮等應(yīng)清除干凈；修整多肉，去除澆冒口殘余、芯骨及內(nèi)腔殘余物等。鑄件允許的澆冒口殘余、多肉、飛翅、披縫殘余、內(nèi)腔清潔度等，應(yīng)符合需方圖樣的技術(shù)要求或供需雙方訂貨協(xié)議的要求。 6.8.2 鑄件表面粗糙度應(yīng)符合圖樣或有關(guān)技術(shù)要求的規(guī)定。無特殊要求時(shí)，應(yīng)按GB/T 6060.1的規(guī)定選擇粗糙度等級(jí)。 6.8.3 鑄件加工面上允許存在能加工去除掉的表面缺陷。鑄件非加工面上及其內(nèi)部允許的缺陷種類、數(shù)量、范圍，應(yīng)符合圖樣或產(chǎn)品技術(shù)要求或供需雙方訂貨協(xié)議的規(guī)定。 6.8.4 在不影響使用性能的前提下，允許對(duì)鑄件表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)方法與等級(jí)由供需雙方商定。 6.8.5 鑄件不準(zhǔn)許存在有影響使用性能的鑄造和熱處理缺陷(如裂紋、冷隔、縮孔、夾渣、氣孔、氧化皮、脫碳等)存在。 6.9 特殊要求 需方對(duì)鑄件有磁粉探傷、滲透探傷、超聲波檢驗(yàn)、射線檢驗(yàn)要求時(shí)，由供需雙方商定。 7 試樣制備 7.1 一般要求 7.1.1 試樣應(yīng)代表同批次所生產(chǎn)的鑄件。 7.1.2 試塊與鑄件應(yīng)采用同樣的材料、鑄造工藝和熱處理工藝。 7.1.3 應(yīng)根據(jù)鑄件的重量和壁厚來選擇試塊的類型和尺寸(單鑄、并排、附鑄或本體試塊的類型和尺寸見表4)，除非另有約定，試塊的類型應(yīng)由供方確定。當(dāng)鑄件單重等于或超過2000kg，且主要壁厚超過60mm時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用附鑄試塊或并排試塊。 表4 與鑄件主要壁厚對(duì)應(yīng)的鑄造試塊的類型、尺寸及拉伸試樣直徑 鑄件主要壁厚t/mm U型選擇方案1(見圖1) Y型選擇方案2(見圖2) 圓棒型選擇方案3(見圖3) 附鑄試塊(見圖4) 優(yōu)先選用的拉伸試樣直徑ad/mm t≤12.5 — Ⅰ 類型b，c A 7(圓棒型：14mm) 12.5＜t≤30 — Ⅱ 類型a，b，c B 14 30＜t≤60 b Ⅲ — C 14 60＜t≤200 — Ⅳ — D 14 a 按照?qǐng)D5試樣的其他直徑由供需雙方商定。 b 該鑄造試塊的冷卻速率對(duì)應(yīng)于40mm壁厚。 7.1.4 型內(nèi)球化時(shí)，不應(yīng)使用單鑄試塊。 7.1.5 所有的試塊都應(yīng)有明顯的標(biāo)記，以保證鑄件質(zhì)量的可追溯性。 7.1.6 拉伸試樣和沖擊試樣應(yīng)經(jīng)等溫淬火熱處理后的試塊加工而成。如試樣需在試塊熱處理前加工，應(yīng)由供需雙方商定。 7.2 鑄造試塊和試樣 7.2.1 單鑄試塊 7.2.1.1 試塊應(yīng)在與鑄件相同的鑄型或?qū)嵝阅芟喈?dāng)?shù)蔫T型中單獨(dú)澆注。也可以選擇和澆注鑄件相似的澆注系統(tǒng)中單獨(dú)澆注。 7.2.1.2 單鑄試塊應(yīng)與它所代表的鑄件用同一批次的鐵液澆注，并在該批次鐵液的后期澆注。 7.2.1.3 單鑄試塊的類型和大小如圖1、圖2或圖3所示。 單位為毫米 標(biāo)引符號(hào)說明： Z——不同規(guī)格的拉伸試樣的總長度。 圖1 單鑄試塊或并排試塊——U型試塊(選擇方案1) 單位為毫米 尺寸 型式 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ u 12.5 25 50 75 ν 40 55 100 125 x 25 40 50 65 y 135 140 150 175 z 根據(jù)圖5所示不同規(guī)格的拉伸試樣的總長Lt確定 試塊鑄型吃砂量：Ⅰ、Ⅱa和Ⅱb型試塊最小吃砂量40mm，Ⅲ型和Ⅳ型試塊最小吃砂量80mm。 對(duì)于薄壁鑄件或金屬型鑄件，其抗拉強(qiáng)度可由供需雙方商定。并用厚度u小于12.5mm的試塊加工成的拉伸試樣來測定。 標(biāo)引符號(hào)說明： u——試塊取樣位置的厚度； ν——試塊頂端厚度； x——試塊取樣位置的高度； y——試塊總高； z——試塊總長。 圖2 單鑄試塊或并排試塊——Y型試塊(選擇方案2) a)a型 b)b型 c)c型 單位為毫米 類型 A B D H Hb Lf Ln Lt W a 4.5 5.5 25 50 — Lt＋20 Lf－50 根據(jù)圖5所示不同規(guī)格拉伸試樣的總長度 100 b 4.5 5.5 25 50 — Lt＋20 Lf－50 50 c 4.0 5.0 25 35 15 Lt＋20 Lf－50 50 Lt應(yīng)由試塊按圖5加工而得的試樣所允許的尺寸來確定。試塊最小吃砂量為40mm。 標(biāo)引符號(hào)說明： Ln——試棒澆注系統(tǒng)總長； B——試棒澆口寬度； Lt——試棒總長； D——試棒直徑； Lf——試棒鑄型總長； H——試棒鑄型下型高度； A——試棒澆口厚度； Hb——試棒鑄型下型高度。 W——試棒鑄型寬度； 圖3 單鑄試塊、并排試塊和附鑄試塊——圓棒型試塊(選擇方案3) 7.2.1.4 試塊從鑄型取出時(shí)的溫度應(yīng)與鑄件打箱時(shí)的溫度相當(dāng)，一般不超過500℃。 7.2.2 并排試塊 7.2.2.1 并排試塊代表與其同時(shí)澆注的鑄件，也代表所有與其有相同主要壁厚的同批次鑄件。 7.2.2.2 代表同批次鑄件力學(xué)性能的并排試塊應(yīng)在最后一箱澆注。 7.2.2.3 并排試塊的類型和大小如圖1、圖2或圖3所示。 7.2.3 附鑄試塊 7.2.3.1 附鑄試塊附鑄在它所代表的鑄件上，有與鑄件主要壁厚相應(yīng)的厚度，并與鑄件同一批次熱處理。 7.2.3.2 附鑄試塊應(yīng)在同批次鑄件的最后一箱澆注。 7.2.3.3 附鑄試塊的類型和大小如圖3或圖4所示。 標(biāo)引說明： 1——鑄件； c——附鑄試塊和鑄件連接部位的寬度； a——附鑄試塊寬度； h——附鑄試塊高度； b——附鑄試塊和鑄件連接部位的高度； Lt——附鑄試塊長度。 單位為毫米 類型 鑄件的主要壁厚t a bmax cmin h 最小吃砂量 Lt Aa t≤12.5 15 11 7.5 ＞20～30 40 根據(jù)圖5所示不同規(guī)格拉伸試樣的總長確定 B 12.5＜t≤30 25 19 12.5 ＞30～40 40 C 30＜t≤60 40 30 20 ＞40～65 80 D 60＜t≤200 70 52.5 35 ＞65～105 80 a 如選用比A型更小尺寸的附鑄試塊時(shí)，應(yīng)采用下式計(jì)算關(guān)系：b＝0.75a，c＝0.5a。 圖4 附鑄試塊(選擇方案4)