標準編號:	TB/T 2942.1-2020
中文名稱:	機車車輛用鑄鋼件 第1部分：技術要求及檢驗
英文名稱:	Steel castings for rolling stock-Part 1:Technical requirements and inspection
行業(yè)分類:	TB    鐵路運輸行業(yè)標準
發(fā)布機構:	國家鐵路局
發(fā)布日期:	2020-5-29
實施日期:	2020-12-1
標準狀態(tài):	valid
替代舊標準:	TB/T 2942-2015 機車車輛用鑄鋼件通用技術條件 TB/T 2451-1993 鑄鋼中非金屬夾雜物金相檢驗
翻譯語言:	英文
文件格式:	PDF
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Steel castings for rolling stock - Part 1: Technical requirements and inspection 1 Scope This part of TB/T 2942 specifies the terms and definitions, technical requirements, inspection methods and rules, recording, marking and quality certificate of steel castings for rolling stock. This part is applicable to the manufacturing and inspection of Grade A steel, Grade B steel, Grade B+ steel, Grade C steel, Grade D steel and Grade E steel castings (hereinafter referred to as low-alloy steel castings) for rolling stock and carbon steel castings for general engineering purpose (hereinafter referred to as carbon steel castings). 2 Normative references The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated reference, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition (including any amendments) applies. GB/T 223 Methods for chemical analysis of iron, steel and alloy GB/T 225 Steel - Hardenability test by end quenching (Jominy test) GB/T 228.1-2010 Metallic materials - Tensile testing - Part 1: Method of test at room temperature GB/T 229-2007 Metallic materials - Charpy pendulum impact test method GB/T 231.1 Metallic materials - Brinell hardness test - Part 1: Test method GB/T 4336 Carbon and low-alloy steel - Determination of multi-element contents - Spark discharge atomic emission spectrometric method (routine method) GB/T 5117-2012 Covered electrodes for manual metal arc welding of non-alloy and fine grain steels GB/T 5482 Test method of metallic materials - Dynamic tear GB/T 5611 Foundry terminology GB/T 5678 Sampling methods of spectrochemical analysis for cast alloys GB/T 6414-2017 Castings - Dimensional tolerances and geometrical tolerances and machining allowances GB/T 6803 Test method for drop-weight test to determine nil-ductility transition temperature of ferritic steels GB/T 7232 Terminology of metal heat treatment GB/T 9444 Magnetic particle testing for steel castings GB/T 9448 Safety in welding and cutting GB/T 9452-2012 Testing method for working zone of heat treatment furnace GB/T 11351-2017 Mass tolerances for castings GB/T 15056 Casting surface roughness - Appraising method GB/T 20066 Steel and iron - Sampling and preparation of samples for the determination of chemical composition GB/T 20123 Steel and iron - Determination of total carbon and sulfur content - Infrared absorption method after combustion in an induction furnace (routine method) GB/T 20125 Low-alloy steel - Determination of multi-element contents - Inductively coupled plasma atomic emission spectrometric method GB/T 32533-2016 Covered electrodes for manual metal arc welding of high-strength steels TB/T 2942.2 Steel castings for rolling stock - Metallographic atlas for metallographic microstructure examination 3 Terms and definitions For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 5611 and GB/T 7232 apply. 4 Technical requirements 4.1 General requirements The molten steel shall be melted by electric arc furnace and induction furnace. Unless otherwise specified, the supply state shall be as follows: a) Grade A steel castings shall be supplied in normalized or annealed state; b) Grade B and Grade B+ steel castings shall be supplied in normalized or normalized + tempered state; c) Grade C steel castings shall be supplied in normalized + tempered or quenched + tempered state; d) Grade D and E steel castings shall be supplied in quenched + tempered state; e) Generally, carbon steel castings are supplied in normalized or normalized + tempered state, or in a state determined through negotiation between the supplier and the purchaser. 4.2 Chemical composition 4.2.1 General requirements

Foreword i 1 Scope 2 Normative references 3 Terms and definitions 4 Technical requirements 5 Inspection methods and rules 6 Recording, marking and quality certificate Annex A (Informative) Reference index values for mechanical properties of low-alloy steel castings Annex B (Normative) Inspection of non-metallic inclusions in cast steel Annex C (Normative) Repair welding of defects in steel castings Annex D (Normative) Keel block Annex E (Normative) Tensile specimen of low-alloy steel castings

機車車輛用鑄鋼件 第1部分：技術要求及檢驗 1 范圍 TB/T 2942的本部分規(guī)定了機車車輛用鑄鋼件的術語和定義，技術要求，檢驗方法和檢驗規(guī)則，記錄、標志及質(zhì)量證明書。 本部分適用于機車車輛用A級鋼、B級鋼、B＋級鋼、C級鋼、D級鋼、E級鋼鑄件(以下簡稱低合金鋼鑄件)和一般工程用鑄造碳鋼件(以下簡稱碳鋼鑄件)的制造及檢驗。 2 規(guī)范性引用文件 下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。 GB/T 223 鋼鐵及合金化學分析方法 GB/T 225 鋼 淬透性的末端淬火試驗方法(Jominy試驗) GB/T 228.1—2010 金屬材料 拉伸試驗 第1部分：室溫試驗方法 GB/T 229—2007 金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗方法 GB/T 231.1 金屬材料 布氏硬度試驗 第1部分：試驗方法 GB/T 4336 碳素鋼和中低合金鋼 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 5117—2012 非合金鋼及細晶粒鋼焊條 GB/T 5482 金屬材料動態(tài)撕裂試驗方法 GB/T 5611 鑄造術語 GB/T 5678 鑄造合金光譜分析取樣方法 GB/T 6414—2017 鑄件 尺寸公差、幾何公差與機械加工余量 GB/T 6803 鐵素體鋼的無塑性轉(zhuǎn)變溫度落錘試驗方法 GB/T 7232 金屬熱處理工藝 術語 GB/T 9444 鑄鋼件磁粉檢測 GB/T 9448 焊接與切割安全 GB/T 9452—2012 熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法 GB/T 11351—2017 鑄件重量公差 GB/T 15056 鑄造表面粗糙度 評定方法 GB/T 20066 鋼和鐵 化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法 GB/T 20123 鋼鐵 總碳硫含量的測定 高頻感應爐燃燒后紅外吸收法(常規(guī)方法) GB/T 20125 低合金鋼 多元素含量的測定 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法 GB/T 32533—2016 高強鋼焊條 TB/T 2942.2 機車車輛用鑄鋼件 第2部分：金相組織檢驗圖譜 3 術語和定義 GB/T 5611和GB/T 7232界定的術語和定義適用于本文件。 4 技術要求 4.1 一般要求 鋼水應使用電弧爐、感應爐熔煉。除非另有規(guī)定，其供貨狀態(tài)應為： a)A級鋼鑄件應以正火或退火狀態(tài)供貨； b)B級鋼和B＋級鋼鑄件應以正火或正火加回火狀態(tài)供貨； c)C級鋼鑄件應以正火加回火或淬火加回火狀態(tài)供貨； d)D級和E級鋼鑄件應以淬火加回火狀態(tài)供貨； e)碳鋼鑄件一般以正火或正火加回火狀態(tài)供貨，或由供需雙方協(xié)商決定。 4.2 化學成分 4.2.1 一般要求 4.2.1.1 鑄鋼件化學成分應符合表1的規(guī)定。 表1 化學成分 鑄鋼牌號/級別 化學成分(質(zhì)量分數(shù))％ C Mn P S Si Cu Cr、Ni、Mo、V 低合金鋼鑄件 A級、B級和B＋級鋼 ≤0.32 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.035 ≤1.50 ≤0.30 根據(jù)產(chǎn)品性能要求添加 C級、D級和E級鋼 ≤0.32 ≤1.85 ≤0.035 ≤0.035 ≤1.50 ≤0.30 碳鋼鑄件 ZG200-400 ≤0.20 ≤0.80 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.60 ≤0.30 殘余元素 ZG230-450 ≤0.30 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.60 ≤0.30 ZG270-500 ≤0.40 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.60 ≤0.30 ZG310-570 ≤0.50 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.60 ≤0.30 ZG340-640 ≤0.60 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.60 ≤0.30 低合金鋼鑄件除表中規(guī)定外，其他元素及含量可由制造商選擇，以獲得所規(guī)定的力學性能。 除非另有規(guī)定，碳鋼鑄件化學成分中Cu、Cr、Ni、Mo、V等合金元素不作為驗收依據(jù)，但其總量應小于或等于1.00％。 4.2.1.2 除非另有規(guī)定，鋼中鋁(Al)含量宜控制在0.020％～0.080％范圍內(nèi)。 4.2.1.3 除C級、D級和E級鑄鋼以外牌號的鑄鋼，對于上限每減少0.01％的碳，允許增加0.04％的錳，錳含量最高至1.20％，但對牌號ZG200-400的鑄鋼，錳含量最高至1.00％。 4.2.2 碳當量(CE) 4.2.2.1 A級鋼、B級鋼和B＋級鋼的碳當量最大值為0.72，C級鋼、D級鋼和E級鋼的碳當量最大值為0.88。 4.2.2.2 為了獲得規(guī)定的力學性能，應根據(jù)公式(1)和允許的碳當量最大值，在符合4.2.1規(guī)定的前提下，確定4.2.1中未規(guī)定的合金元素的含量。根據(jù)公式(1)計算實際熔煉爐次的碳當量時，應使用C、Si、Mn以及合金元素的實際含量值。 CE＝C＋(Mn＋Si)/6＋(Cr＋Mo＋V)/5＋(Ni＋Cu)/15 (1) 4.2.3 淬透性 應對D級鋼和E級鋼鑄件進行末端淬火試驗。在末端淬火試驗時，根據(jù)含碳量的不同，在距淬火試驗試樣淬火末端11mm處測得的硬度應符合表2的規(guī)定。 表2 末端淬火硬度 含碳量(質(zhì)量分數(shù)) 硬度HRC ≤0.25％ ≥30 ＞0.25％～0.30％ ≥33 ＞0.30％～0.32％ ≥35 4.3 力學性能 4.3.1 拉伸性能 4.3.1.1 試棒制取試樣 試棒制取試樣時，鋼的力學性能應符合表3的規(guī)定。 表3 力學性能 抗拉強度MPa 屈服強度/規(guī)定塑性延伸強度MPa 斷后伸長率 斷面收縮率a 沖擊吸收能量a,bJ 鑄鋼牌號/級別 A級 B級 B＋級 C級 正火＋回火 淬火＋回火 D級 E級 a 碳鋼鑄件斷面收縮率和沖擊吸收能量如需方無要求，由供方選擇其一。 b 沖擊吸收能量應為3個試驗平均值，且允許有一個試樣的測定值小于規(guī)定的最小值，且不小于規(guī)定最小值的2/3。 注：當無明顯屈服時，測定規(guī)定塑性延伸強度RP0.2。低合金鑄鋼件屈服強度采用下屈服強度，碳鋼鑄件采用上屈服強度。 4.3.1.2 本體制取試樣 低合金鋼鑄件產(chǎn)品抽檢或顧客有需求時，可采用鑄件本體試樣來評定鑄鋼的拉伸性能。鑄件本體試樣試驗時，抗拉強度、屈服強度或規(guī)定塑性延伸強度應至少達到表3規(guī)定值的80％；同時，應對斷后伸長率、斷面收縮率進行檢測，檢測結(jié)果僅作為參考，不作為產(chǎn)品判定、驗收的依據(jù)，參考指標值參見附錄A。 4.3.2 沖擊性能 4.3.2.1 試棒制取試樣時，鋼的沖擊吸收能量應符合表3的規(guī)定。 低合金鋼鑄件產(chǎn)品抽檢或顧客有需求時，可采用鑄件本體試樣來評定鑄鋼的沖擊性能。檢測結(jié)果僅作為參考，不作為產(chǎn)品判定、驗收的依據(jù)，參考指標值參見附錄A。 4.3.2.2 低合金鋼可用動態(tài)撕裂吸收功或無塑性轉(zhuǎn)變溫度代替沖擊吸收能量評定鋼的沖擊性能，并應滿足： a)動態(tài)撕裂試驗在表4規(guī)定的溫度下進行，測定同一爐次的3個試樣，其平均吸收能量應大于或等于68J； b)無塑性轉(zhuǎn)變溫度試驗在表4規(guī)定的溫度下，2個試樣不應出現(xiàn)斷裂。 表4 無塑性轉(zhuǎn)變溫度 鑄鋼件牌號 熱處理方式 試驗溫度 ℃ A級 — — B級、B＋級 正火或正火＋回火 ＋16 C級 正火＋回火 ＋16 淬火＋回火 －51 D級 淬火＋回火 －51 E級 淬火＋回火 －51 4.4 硬度 除非產(chǎn)品技術文件另有規(guī)定，低合金鋼鑄件的硬度應符合表5的規(guī)定。碳鋼鑄件的硬度由供需雙方協(xié)商確定。 表5 硬度 級別 硬度 HBW A級 108～160 B級、B＋級 137～228 C級 179～241 D級 211～285 E級 241～311 4.5 金相 當鑄鋼件產(chǎn)品對非金屬夾雜物和金相組織有要求時，非金屬夾雜物要求應符合附錄B的規(guī)定；金相組織要求應符合TB/T 2942.2的規(guī)定或由供需雙方協(xié)商確定。 4.6 熱處理 4.6.1 一般要求 鑄件澆注后，應以不會損害其質(zhì)量的速度冷卻到540℃以下。在進行熱處理前，應對鑄件予以充分清理，內(nèi)腔砂芯應清理干凈。然后應根據(jù)4.1的要求，按4.6.2的規(guī)定對鑄件進行熱處理。 熱處理爐溫度均勻性及其儀表精度級別不應低于GB/T 9452—2012中規(guī)定的Ⅳ類熱處理爐的要求。 4.6.2 熱處理工藝 4.6.2.1 完全退火 將鑄件均勻加熱到相變區(qū)域以上的一個適當溫度，保溫一定的時間，使其完全奧氏體化和細化晶粒，隨后在爐內(nèi)緩慢冷卻。除非采購方另有規(guī)定，制造方可以選用正火替代完全退火。 4.6.2.2 正火 4.6.2.2.1 將鑄件均勻加熱到相變區(qū)域以上的一個適當溫度，保溫一定的時間，使其完全奧氏體化和細化晶粒。 4.6.2.2.2 將鑄件從爐中取出，并在空氣中冷卻至溫度低于370℃。 4.6.2.2.3 規(guī)定正火處理的B級鋼、B＋級鋼鑄件和碳鋼鑄件是否需要做隨后的回火處理由制造方?jīng)Q定。 4.6.2.3 正火加回火 4.6.2.3.1 將鑄件均勻加熱到相變區(qū)域以上的一個適當溫度，保溫一定的時間，使其完全奧氏體化和細化晶粒。 4.6.2.3.2 將鑄件從爐中取出，并在空氣中冷卻到全部鑄件的溫度至少低于回火溫度56℃。 4.6.2.3.3 將鑄件重新均勻加熱到相變溫度以下以進行回火處理?；鼗饻囟炔粦陀?20℃，并保溫一定的時間。從回火爐中取出鑄件，并以任何一種認為需要的速度冷卻。 4.6.2.4 淬火加回火 4.6.2.4.1 將鑄件均勻加熱到相變區(qū)域以上的一個適當溫度，保溫一定的時間，使其完全奧氏體化和細化晶粒。 4.6.2.4.2 將鑄件從爐中取出，當鑄件溫度還高于相變區(qū)域時，立即將其投入適當?shù)囊后w介質(zhì)中快速冷卻至遠低于相變區(qū)域的一個溫度。 4.6.2.4.3 將鑄件重新均勻加熱到相變溫度以下，但不低于430℃。保溫一定的時間，從爐內(nèi)取出鑄件，并以任何一種認為需要的速度冷卻。凡有淬火裂紋傾向的鑄件，淬火后應立即回火，以避免產(chǎn)生裂紋。但在任何情況下，淬火與回火之間的時間間隔不應超過8h。 4.6.3 工藝過程控制 4.6.3.1 熱處理爐溫應使用熱電偶與具有自動控溫功能的裝置進行測量和控制，并能自動記錄時間—溫度曲線圖，每張曲線圖要注明日期和爐次，以便識別。熱處理裝爐時，應填寫裝爐記錄，內(nèi)容至少包括： a)鑄件名稱； b)熱處理工藝； c)裝爐鑄件的順序號(如無產(chǎn)品順序號，則用熔煉爐次和數(shù)量)； d)與鑄件一起裝爐的試棒的編號及裝爐位置； e)熱處理的實際時間。 4.6.3.2 熱電偶應每3個月至少校準一次，自動控溫記錄裝置每6個月至少校準、檢定一次。爐溫均勻性應每6個月至少檢測一次。 4.6.3.3 時間—溫度曲線記錄、裝爐記錄、熱處理爐日常工作履歷表以及溫度控制記錄裝置的校準記錄應保存3年，以供采購方備查。 4.6.4 附鑄試塊 對于重量不小于70kg的所有鑄件，應在鑄件上鑄出至少2個、最多不超過4個的熱處理檢查試塊。對于重量小于70kg的鑄件，當采購方有要求時，也應在鑄件上鑄出熱處理檢查試塊，但最多不應超過4個。試塊應安置在適當?shù)奈恢蒙?，標準的熱處理試塊的高應為25mm，與鑄件相連接面的邊長為25mm，邊寬為13mm或16mm。 當對鑄件熱處理狀態(tài)有疑問時，可用附鑄試塊進行檢查和確認。 4.6.5 重新熱處理 如果力學性能試驗結(jié)果不符合4.3或金相組織不符合4.5的規(guī)定時，可對該批鑄件重新進行熱處理。重新熱處理的次數(shù)不應多于兩次(回火次數(shù)不限)，且應按5.3和5.5的規(guī)定重新進行試驗。 4.6.6 熱處理組批 根據(jù)熱處理爐的加熱方式，可分為間歇式熱處理組批和連續(xù)式熱處理組批。間歇式熱處理組批是指在該熱處理爐次中同一熔煉爐次、同一級別鋼的所有鑄件。連續(xù)式熱處理組批是指在一個熱處理周期，連續(xù)通過爐內(nèi)給定位置的同一熔煉爐次、同一級別鋼的所有鑄件，應確定每一熱處理爐次裝載的同一級別鋼的鑄件數(shù)量。 4.7 清理 鑄件在提交檢查前，應進行徹底的清理和精整。清理、精整后的鑄件應符合相關要求。 C級鋼、D級鋼、E級鋼、ZG310-570和ZG340-640鑄件，在熱處理后不宜采用熱法清理。若熱處理后采用了熱法清理，應進行回火或重新熱處理。 4.8 表面質(zhì)量 4.8.1 鑄件表面不應存在裂紋，妨礙使用和檢查的粘砂應清除。 4.8.2 產(chǎn)品圖樣和技術條件中無明確規(guī)定時，鑄件表面粗糙度應為NMR Ra 100。 4.8.3 鑄件的外棱和孔的邊緣出現(xiàn)的飛邊、毛刺應清除干凈，棱邊應倒圓；鑄件表面明顯凸起應打磨平整。 4.8.4 在滿足產(chǎn)品圖樣和技術條