国家标准《灰铸铁件》解读.docx
《国家标准《灰铸铁件》解读.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《国家标准《灰铸铁件》解读.docx（22页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
国家标准《灰铸铁件》解读
国家标准《灰铸铁件》解读
?
756?
Ju1.2009
VoI.58NO.7
国家标准铸铁解读
洪晓先,张寅
（1.东风汽车有限公司工艺研究所,湖北十堰442001;2.沈阳铸造研究所,辽宁沈阳110022）
1标准的历史概况及修订的必要性2新标准和旧标准主要内容的差异
20世纪50年代,我国灰铸铁件生产是采用当时原
苏联国家标准FOCT1412_48和经修订的FOCT
1412—54铸铁标准.60年代初,我国制定了
自己的灰铸铁件标准JB/T297一l962,其基本内容与
FOCT14l2—54完全相同.
1967年我国制定了灰铸铁件国家标准,即GB/T
976—1967荻铸铁件分类及技术条f牛》,并于1968年1
月试行.标准中按单铸试棒的抗弯,抗拉强度等级,
将灰铸铁分为7级,牌号分别为HT10.26,HT15—33,
HT20—40,HT25—47,HT30—54,HT35.61和HT40—68.
该标准规定,灰铸铁的力学性能以qb30rnnl单铸试棒的
抗拉强度和抗弯强度作为验收依据,以抗拉强度为主.
由于抗弯强度试棒不需机加工,实际生产中通常是以
抗弯强度作为验收依据,抗拉强度只是在抗弯强度不
合格时才测定.
GB/T976一l967一直沿用了近20年.到了80年代,
改革开放政策促进铸造业有了较大发展,铸件出口也
从无到有地发展起来,GB/T976—1967已不能满足生
产与外贸的需要,1985年GB/T5675--1985铸铁分
级》应运而生.GB/T5675--1985是等效采用国际标准
ISO/DIS185（1983年草案）制定的,但这只是一个牌
号分级标准,在技术条款方面仍沿用GB/T976一l967
的技术条款.为了方便使用,同时也考虑与球墨铸铁
件,可锻铸铁件等国家标准在结构上一致,经国家技
术监督局批准,决定编制铸铁件》国家标准.
1988年6月25日经国家标准局批准发布了GB/T
9439—1988铸铁件》,1989年3月1Et实施,GB/T
9439---1988是等效采用国际标准ISO/DIS185—1983
铁件分和ISO/DP7191一l987《铸铁件交货通
用技术条件》编制的,为推荐性国家标准.
2001年11月,中国加人世界贸易组织,随之而来
国家各项与经贸密切相关的基础标准需要与国际标准
接轨.2005年国家标准化管理委员会对铸造国家标准
清理评价,决定重新修订《灾铸铁件》国家标准.
GB/T9439---2009等同采用国际标准ISO185:
2005,
并参考国外先进标准.为提高标准的市场适应性,新
国家标准中增加了贸易性的内容,实现从产品型标准
向贸易型标准的转变.
新标准的主要内容与旧标准基本相近,但几乎在
每个章节和条款上表述的方式都有所不同.新标准等
同采用国际标准的同时,还保留,完善了旧标准中有
利于标准可操作性,完整性的章节.新标准给出了更
多的技术指标和数据,在取样要求,试验方法和检验
规则等章节将各条款规定的更详细,更明确,在结构
编排上也更趋合理.
2.1适用范围
新版标准规定了灰铸铁的术语和定义,灰铸铁牌
号,技术要求,取样要求,试验方法,检验规则,以
及铸件标识,包装和储运要求.标准所规定的范围阐
述更为具体.
2.2规范性引用文件
在规范性引用文件中,引用的文件一律采用最新
版的标准名称和编号,删除已作废的引用标准.新标
准共引用了18项国家标准,全部为非注日期引用.比
旧标准多引用的5项标准是:
GB/T228金属材料室温拉伸试验方法
GB/T4336碳素钢和中低合金钢火花源原子发
射光谱分析方法（常规法）
GB/T5611铸造术语
GB/T8170数值修约规则
GB/T11351铸件重量公差
2.3术语和定义
增加了术语和定义章节,对铸件主要壁厚定义为:
指用以确定铸件材料力学性能的铸件断面厚度.
2.4灰铸铁牌号
在灰铸铁牌号一章中,等同采用了国际标准ISO
185:
2005的牌号分级,增加了HT225和HT275两个新
牌号,这是新,旧标准的最显着差别.
2.5订货要求
将旧标准放在资料性附录中的订货要求纳入正文,
并作为独立章节.规定需方订货时最少应提供材料牌
号和特殊需求,其他技术参数如需方不了解,供方可
帮助确定,简化了需方的专业知识要求.这是产品型
标准向贸易型标准转变的一个特征.
2.6生产方法和化学成分
（1）增加了生产方法和化学成分章节.
铸造洪晓先等:
国家标准《:
扼铸铁解读
（2）规定铸件的生产方法一般由供方自行决定,
对特殊要求可双方商定.
（3）规定如需方的技术条件中包含化学成分的验
收要求时,按需方规定执行.化学成分按供需双方商
定的频次和数量进行检测.体现了买方市场,满足用
户需求的理念.
（4）规定当需方对化学成分没有要求时,化学成
分由供方自行确定,化学成分不作为铸件验收的依据.
但化学成分的选取必须保证铸件材料满足本标准所规
定的力学性能和金相组织要求.
2_7技术要求
（1）力学性能试棒取自单铸试棒还是铸件本体,
性能验收指标是抗拉强度还是硬度,均必须在订货协
议或需方技术要求中明确规定.铸件的力学性能验收
指标应在订货协议中明确规定.因铸件的形状,壁厚
不同,力学性能验收指标应根据具体铸件确定.
（2）除力学性能外,金相组织也是铸件验收的主
要指标,比旧标准要求更严格.
（3）新标准的表1将旧标准的三表合一,易于对
照.
（4）表1增加了HT225和HT275牌号铸件在不同壁
厚时的最小抗拉强度值.
（5）表1中,HT150的主要壁厚增加了两档.铸件
本体预期抗拉强度略有调低.
（6）将旧标准表2中的不同尺寸附铸试棒和附铸试
块整合到一起,根据铸件壁厚选择30rnlTl或50mm
附铸试棒,如选附铸试块也同样有Rl5和R25两种规
格.铸件主要壁厚小于80mm的选用小规格试棒
（块）,801/11/1及以上壁厚选用大规格试样（块）.
（7）旧标准中铸件壁厚在40～80mm时,可选用
qb30mm附铸试棒也可选用qb50mm附铸试棒,因此导
致了同一牌号,同样壁厚范围,因采用附铸试样或附
铸试块产生两个不同的最小抗拉强度值.新标准避免
了这种情况,即壁厚大于80iYinl时,均采用大规格试
棒或试块,而不同壁厚规定的最小抗拉强度值,基本
上是采用旧标准的附铸试块强度值.因为附铸试块的
抗拉强度略低于附铸试棒的抗拉强度,附铸试块的铸
造也较为方便.
（8）HT300牌号铸件在不同壁厚范围内,附铸试
棒（块）的性能略有降低或提高.
（9）新,旧标准对附铸试棒（块）最小抗拉强度
规定的差异见表1.
（10）新标准与国际标准ISO185:
2005相比,在
牌号HT150,HT200中缺少壁厚2.5～5inln档及对应的
铸件本体预期抗拉强度,数据有待补充.因为随着直
读光谱,孕育,保温浇注和整体组芯等新技术的应用,
主要壁厚小于5Inl-n的铸件时常可见,尤其是小型发动
机气缸体,最小壁厚通常仅为4innl左右.旧标准中
HT100,HT150和HT200对应的最小壁厚为2.5～10mnl,
太宽泛,也不尽合理,在今后该标准修订时应予以补充.
（11）铸件本体取样位置,试样尺寸和抗拉强度值
可由供需双方商定,若需方有明确规定时,应符合需
方图样及技术要求.若需方要求从铸件本体上取样,
但未指定本体取样位置时,供方可根据铸件结构和受力
状况,自行决定取样位置.
（12）标准给出8种规格的本体试样加工尺寸（见
表2）,方便使用,符合用户对铸件本体质量要求不断
提高的趋势.规定铸件本体抗拉强度的检测频次和数
量,由供需双方商定.
（13）将铸件硬度牌号规定,由旧标准的附录性文
件改为纳入正文中,体现了实际生产中,用户对铸件
本体硬度日益重视,同时也更易于通过铸件硬度对供
方铸件的质量进行监测.
新标准按不同壁厚对铸件本体硬度作了更详细的
规定,见表3.
将旧标准中的硬度牌号H145改为H155,使每个硬
度牌号等级间的硬度差均为20HBW.
（14）给出单铸试棒抗拉强度的同时还给出了单铸
试棒的硬度值,见表4.
（15）规定硬度检测应在铸造面1.5rnrn以下处测试,
因为铸件表面可能存在过冷组织,热处理贫碳和抛丸
应力等影响材质的真实硬度.
（16）没有推荐采用易割片作敲落式铸件附铸硬度
试块,这种方法在大量生产中不常用.
2.8取样要求
单铸试棒应在本批次铁液浇注后期浇注试棒,以
保证试棒的代表性.
2.9试验方法
（1）样件,试生产铸件需提交全尺寸检测报告,
检测数量由供需双方商定.量产供货的铸件应按批次
提交关键尺寸（或重要尺寸）检测报告,检测频次和
数量由供需双方商定.此规定的目的是保证铸件按生
产流程的要求进行试制,试产和量产,以保证铸件品
质的一致性,稳定性和可追溯性.
（2）如供需双方同意,可选用等效的方法测定抗
拉强度,布氏硬度,金相组织,如用测定楔压强度替
代测定抗拉强度.楔压强度通常用于受铸件毛坯尺寸
限制或已机加工后的铸件无法切取出本体抗拉试样的
场合.
2.10检验规则
在取样批次的划分章节,.增加了2条新规定.
（1）同一模具生产的同一炉铁液浇注的铸件构成
一
个取样批次.即铸件是以炉次为最大批次,条件是
该炉次浇注的铸件应是采用同一型,芯模具,造型,
?
758?
FOUNDRYVo1.58No.7
5lO
lO2O
2040
HT225
4080
一
一
19O
170
8Ol50l55一一一
l50300145一一一
230
200
170
150
135
1020
2040
HT2754080
8015O
l50300
205
190
l75
250
220
190
l75
新版:
表中斜体字数值表示指导值,其余抗拉强度值均为强制性值,铸件本体预期抗拉强度值不作为强制性值.
旧版:
1.壁厚150---300mm铸件的附铸试棒（块）最小抗拉强度没有规定指导值,均为强制性值.
2.HT100牌号太低,没有实用价值,表中没有列出HT100牌号.
3.HTI50,HT200,HT250牌号中没有5～10rnln和10---20nlnl档,以及对应的铸件本体预期抗拉强度.
制芯工艺也是一样的.
（2）在某一时间间隔内,如炉料,工艺条件或化
学成分有变化时,在此期间连续熔化的铁液浇注的所
有铸件,无论时间间隔有多短,都作为一个取样批次.强
调无论是连续熔化还是间歇熔化,只要炉料,工艺条
件或化学成分有变化,这个变化期间浇注的铸件都应
该作为一个单独的批次.如感应炉熔化时,某包铁液
加入了某种合金元素;同炉次铁液孕育剂,孕育方法
的改变..浇注同样铸件但浇注工艺或浇注系统的改变
等,都应该作为一个单独批次.
铸造洪晓先等:
国家标准锹铸铁牛》解读'759.
注:
1.在铸件应力最大处或铸件最重要工作部位或在能制取最大试样尺寸的部位取样.
2.加工试样时应尽可能选取大尺寸加工试样.
表3灰铸铁的硬度等级和铸件硬度
表4单铸试棒的抗拉强度和硬度值
规定供方应保存所有完整的试验和检查记录,留
客户复查.需方没有特殊规定时,同一批次的拉伸试
样和未做试验的试样应自填写试验报告之日起保存3个
月以上.
2.11附录
为了方便设计者和用户,增加了"灰铸铁的力学
性能和物理性能","灰铸铁件的抗拉强度,硬度和截
面厚度的关系"以及"楔压强度"的附录.
3标准的特点
3.1由产品型标准向贸易型标准转变
旧标准在内容和表述方式偏重于灰铸铁件自身的
牌号等级规定,技术要求,试验方法和检验规则等,
其考虑更多的是站在供方的角度指导制造商按国家标
准的基本规定生产灰铸铁件.新标准虽然在主体内容
上和旧标准相近,但是站在中间的立场,并以用户
（需方）需求为上的理念来阐述标准的规定.
3.1.1突出用户要求
在很多情况下,用户对铸件的使用条件,工况和
质量要求比铸件制造商更清楚,尽管用户可能对铸造
工艺,材料技术本身不那么内行.反之铸件制造商虽
然对铸件和铸件生产技术是内行,但其对该铸件的用
途,使用工况并不一定了解.所以新标准给用户预留
了更多的话语权.特别是在技术,质量要求方面,当
用户有专门要求时,经供需双方协商同意,可按用户
提出的要求验收.体现出在市场经济下,供方应不拘
泥于标准的规定,尽可能满足客户需求,以需求拉动
技术,质量提升的发展趋势.
3.1.2强调供需双方协商准则
标准只能做到确立规则,规定一般事件的处理方
法,而实际生产,贸易中不同的情形和需求无法预知.
新标准几乎在所有重要条款中都规定了供需双方协商
一
致的原则,因为贸易本身就是不断洽谈协商,相互
理解和妥协的过程.从某种意义上说,新标准是为供
需双方协商提供了一个法定规则的平台.
3.1_3重要环节和细节都列出了相应条款和具体要求
铸造生产环节多,流程长,在签署订货协议中难
免有漏项.新标准在主要技术,质量,检验等环节都
给出了较为详细的条款,对供需双方都有提示或警示
作用.
?
760?
FOUNDRY
du1.2oo9
VOI.58N0.7
3.2主要内容等同采用了国际标准的最新文本
3.2.1与国际标准接轨
与国际标准接轨是编制新标准的基本原则,为了
更好地促进对外贸易和交流,国家标准应不低于国际
标准已成为不言而喻的共识.新标准在主要技术内容
方面等效采用了国际标准ISO185:
2005（（Greycast
irons.Classification））,但在标准的编写结构上不完全
对应.
3.2.2表格合并与简化
标准中规定的技术指标和技术参数多以表格的形
式表述.与旧标准相比,新标准合并了一些相近内容
的表格,还提供了更多的表格数据,在数据内容上更
加完整.
3.2-3新增加了两个灰铸铁牌号
等同采用了国际标准的牌号分级.该标准的
2005版,增加了HT225和HT275两个新牌号,这是新
标准与旧标准的最显着差异.HT200.HT300牌号是用
量最多,且随着牌号提高铸造性能恶化也较为显着的
区域,为了充分挖掘灰铸铁材料的力学性能潜力,减
缓铸造性能的恶化倾向,将牌号细分可为用户提供更
多的选择,同时有利于物尽其用.铸造配料,熔化,
炉前成分检测,孕育等新技术也为灰铸铁牌号的细分
提供了技术保障.
美国材料试验学会标准ASTMA48/A48M--2003
（（StandardSpecificationforGrayIronCastings））标准中,
灰铸铁牌号按抗拉强度分级,从150至400,每增加25]VIVa
为一个牌号等级,分150,175,200,225,250,275,
300,325,350,375和400共11个牌号.美国汽车工程
师协会标准SAEJ431,将灰铸铁也分为8个等级.新标
准中没有抗拉强度为375MPa和400MPa这2个级别的
牌号,因为我国和许多工业国家一样,由于球墨铸铁,
蠕墨铸铁的发展,实际上已很少生产这2种高强度的灰
铸铁件了.对灰铸铁强度要求过高的并不总是有利的,
因为它会恶化铸造性能,机加工性能和减震性.
3.2.4将硬度牌号及验收指标纳入正文
硬度牌号和抗拉强度牌号一样,也可以作为灰铁
件的验收条件.以硬度牌号作为验收条件,一般是用
于对切削性能或耐磨性能要求较高的灰铸铁件,且铸
件主要壁厚小于80mill.
3.2.5硬度牌号的分级
硬度牌号分级的3位数字是表示各硬度牌号铸件在
壁厚40mnl时所对应规定硬度的上限值,如硬度牌号
H195,表示铸件壁厚40rnm部位,硬度的最大值不大
于195HBW.
3.2.6灰铸铁材料的性能指标
附录中给出了不同牌号灰铸铁常用的力学,物理
性能指标,抗拉强度和铸件壁厚的关系,以及楔压强
度试验和换算方法,为标准使用者提供了方便.
3.3保留,完善了旧国家标准中不可或缺的精华的
部分
对旧标准几十年实践证明不可或缺的部分予以保
留,完善.如技术要求章节中的几何形状,尺寸,尺寸
公差,加工余量,表面质量,铸造缺陷;检验规则章节
中的检验权利,检验地点,取样批次的划分,试验数据
保存,试样保存;铸件标识,包装,储运要求章节中的
铸件标识和质量报告,表面防护,包装,储运要求等.
上述条款强调了灰铸铁件作为商品的属性和商品交货时
应符合的质量状态要求.这些内容国际标准ISO185:
2005（（Greycastirons—Classification））均没涉及.
3.4灰铸铁牌号单铸试棒的硬度值
在3Omm单铸试棒上测试材质硬度是生产中常用
的方法,但因单铸试棒硬度和铸件本体硬度有一定的
差异,在供需双方没有事先商定的情况下,经常会因
铸件硬度的定义发生争议.本标准既给出了单铸试棒
的硬度范围也给出了铸件本体的硬度范围.
4标准的应用
铸铁件》是铸造标准中的基础性标准,应用面
广,使用频率高,因此供需双方在应用新标准时应注
意下列事项.
4.1标准的适用范围
新标准不适用于连铸型材,离心铸管,金属型铸
造等非砂型灰铸铁件.
4.2灰铸铁牌号的化学成分
化学成分是保证力学性能的重要依据,因此在铸
造企业自己的技术标准中通常都明确规定不同灰铸铁
牌号的化学成分范围.而新,旧标准都没有对化学成
分做出规定是因为:
（1）化学元素之间有交互性和互补性,在某些元
素增加的情况下,减少另外一些元素可得到同样的力
学性能和硬度值范围.各铸造厂的情况和工艺方法差
别很大,规定了成分就牺牲了灵活性,多样性,后果
也不经济.
（2）除化学成分外,还有很多其他因素对铸件的
力学性能有重要影响,如微量元素,孕育,熔化过热,
激冷倾向,替代元素,冷却方式,后续处理等.也就
是说,即使化学成分合格或不合格,并不能完全主导
铸件的力学性能和硬度.
（3）中小冲天炉熔化和炉料比较复杂的情况下,
难以做到对化学成分范围做比较准确的控制,铁液出
炉后木已成舟,只能用综合调控手段来保证铸件力学
性能.
（4）对一个具体铸造企业,其条件和工艺已确定,
经供需双方协商同意,可规定化学成分范围的要求.
铸造洪晓先等:
国家标准锹铸铁解读?
761?
对有特殊要求的铸件,甚至可将某些化学元素作为主
要验收依据之一.
（5）当需方没有提出化学成分范围要求时,铸件
的化学成分由制造商自行决定,因为制造商比需方更
清楚满足该牌号要求应选择的各化学元素范围,同时
也有利于采用制造商的化学成分体系,检测验收体系,
实现规模化生产.
（6）当需方提出具体的化学成分范围,经供需双方
协商同意后,还应确认哪些元素属于强制性要求和强制
性要求元素的波动范围以及超出范围时的处理办法等.
4.3灰铸铁牌号
灰铸铁牌号指30mm单铸试棒的最小抗拉强度,
它只能间接反映铸件本体的力学性能.同样牌号的铸
件,因形状,尺寸,壁厚不同,铸件本体性能力学性
能和硬度会有不同.
4.4HT_225和HT275~号特点
提高灰铸铁牌号通常是用降低碳,硅含量或是添加
合金元素来实现,而随着抗拉强度牌号的提高,灰铸铁
的工艺性明显恶化,尤其是收缩倾向,白口倾向大和流
动性差.新增加的2个牌号对工艺性较敏感的薄壁箱体
件,薄壁小件,形状复杂件,盘类件等用途较大.
4.5HT350以上牌号
HT350以上牌号的铸造工艺性差,实际生产中已
很少采用.对于更高强度牌号的要求,推荐采用蠕墨
铸铁或球墨铸铁.虽然蠕墨铸铁和球墨铸铁各有自身
特点,但除减震性外,其铸造工艺性,切削加工性和
成本等都有较强的竞争力.建议在选用HT350牌号的
同时应考虑对比选用蠕墨铸铁或球墨铸铁的可能性.
4.6单铸试棒与本体试棒性能的差异
铸造的特点是适于制造形状不规则,结构复杂的
零件,因此壁厚差异较大会导致不同部位的冷速不同,
造成各部位力学性能和硬度有一定差异.单铸试棒只
能代表该牌号材质特定壁厚的力学性能和硬度,铸件
本体试样才能代表本体I生能.
4.7附铸试棒（块）规格的选取
以铸件主要壁厚80nlrn为界,壁厚小于80rnn'l时,
选用小规格的附铸试棒（块）,壁厚大于等于80mnl
时,选用大规格试棒（块）.
4.8抗拉强度性能的差异
（1）对于同档尺寸规格的单铸或附铸试棒,如加工
成A型抗拉强度试样,其统计强度值要略高于B型试样.
因为A型试样标距内的平行段短,可能碰到组织不均匀
影响的几率小,所以更能代表材质本身的真实抗拉强度.
（2）对于同档尺寸规格的附铸试棒或附铸试块,
附铸试棒的统计强度值要略高于附铸试块,因为附铸
试棒的冷速要快一些,内部组织也致密一些.
（3）附铸试棒（块）的性能还不能完全代表铸件
本体性能,只是比单铸试棒性能的代表性更好一些,
只有本体试样才能如实反映铸件本体性能.铸件本体
性能可根据标准附录中给出的壁厚与抗拉强度,硬度
的关系图估算.
4.9铸件本体抗拉强度
测定铸件本体抗拉强度时,抗拉强度试样的加工
应尽可能选用尺寸较大的规格,大规格试样l:
LsJ,规格
试样的测试数据更稳定,准确.
4.10抗拉强度的强制值和指导值
灰铸铁各牌号等级规定的最小抗拉强度是强制性
值,但对应于壁厚>150mm,≤300mi/l的铸件,新标
准中给出的附铸试棒（块）抗拉强度值为指导值,在
表中用斜体字表示.表中给出的铸件本体预期抗拉强
度值也不是强制性值.
4.11铸件的本体硬度范围可以小于新标准中规定的
范围
当供需方同意在铸件本体的指定部位测试硬度,
则该指定部位硬度值的上,下限范围应不小于40HBW.
此条款一般用于大量生产的铸件.因为标准中给出的
硬度值范围是泛指,所以对给定的铸件和硬度测试部
位,经供需双方协商同意,可适当缩小硬度值范围.
4.12硬度检验规则
新标准取消了旧标准列在规范性附录中的硬度检
验规则,因为影响硬度的因素较多,测试误差也较大,
而且实际中容易测试多点,多部位的硬度值来综合判
断铸件材质情况,不像抗拉强度,误差较小,也比较
单一.但在实际应用中硬度检测规则和抗拉强度检测
规则是一样的,即在事先规定的部位测试硬度,如该
部位硬度合格则材质合格,若测试结果达不到要求,
又不是试样制备或操作不当造成的,则可在硬度测定
点附近再选定2处测定硬度,进行复验.如复验中,其
中一处硬度不合格,则判该铸件材质不合格.
铸件本体硬度的测试比例,检测频次,硬度合格
率及抽取铸件的代表性等,由供需双方商定.
4.13铸件本体硬度检测
铸件本体硬度检测简单,方便,可以不损坏铸件,
甚至可100%在线检测.对大批量生产的铸件,越来越
多地用本体硬度来代替抗拉试棒检测,特别是汽车灰
铸铁件.以检测本体硬度为主时,应在本企业生产条
件下事先做出该铸件本体硬度和单铸试棒,本体试棒
之间的函数关系,以此确定本体硬度的上,下限范围,
并经需方同意及确定抽检比例后才可实施.大型铸件
一
般检测附铸试块的硬度.
4.14灰铸铁的化学成分
新标准和国际标准ISO185:
2005都没有规定灰铸
铁的化学成分,但化学成分的控制还是尽可能控制在
较窄的范围.铸造熔化中炉料分选,分类,配比定量,
?
762?
FoUNDRY
Ju1
升级会员 