簡介

1.灰鐵鑄件是以鐵和碳為基礎的鑄造合金，后者主要以薄片狀石墨微粒的形式呈現。

2.灰鐵的性能取決于石墨的形式和分布狀態，及矩陣結構。

3.本標準按不同的機械性能,或者抗拉,或者硬度,對灰鐵進行了分類。

4.灰鐵的其它技術參數在附錄A到C中列出。

附錄A “除表1和2的其它機械和物理性能信息”

附錄B “硬度與抗拉強度的關系”

附錄C”灰鐵抗拉強度,硬度及截面厚度間的關系”

注：該標準不含灰鐵件技術交付條件。交付條件參考EN 1559-1和EN 1559-3。

1.?????? 范圍

本標準描述了砂鑄或相當熱擴散率鑄件非合金或低合金灰鐵的性能。

本標準灰鐵性能描述如下:

a)?????? 單獨鑄造的試棒，或在定單接受時生產商和采購方一致同意，即時試棒或從鑄件上切取的試棒（看圖表1）的抗拉強度。

b)????? 定單接受時生產商和采購方一致同意，在鑄件(看圖表1)，或即時試棒上進行的材料硬度檢測。

本標準對prEN 877-1下的灰鐵管或接頭零件不適用。

本標準按抗拉強度與布氏硬度分別描述了6種灰鐵（見表1,表2）。

2 參考標準

本標準由其它過期及未過期的參考文件組成。這些參考文件在本文的適當地方作了標注,包括出版情況。對過時的文件,本標準通過修改或修訂,將其納入本規范.對未過時的文件,其最新版本適用.

EN 1559-1

鑄造-技術交付條件-第1部分：總則

EN 1559-3

鑄造-技術交付條件-第3部分：鑄鐵件的其它要求

EN 10002-1

金屬材料-抗拉測試-第1部分：測試方法（環境溫度）

EN 10003-1

金屬材料-布氏硬度測試-第1部分：測試方法

注：擬定本標準用到的參考文件，在文章適當的位置作了標注，在參考目錄,附錄D也有標注。

3.定義

本標準采用下述定義：

3.1 灰鐵

活性碳以石墨,主要是以薄片狀(薄碳)形式出現的鐵-碳鑄造材料。

注：石墨結構與分布按EN ISO 945的規定。

3.2 相關硬度

根據經驗,測量硬度與從抗拉強度計算出來的硬度的比率(也稱為RH)。

注： RH主要受原材料，熔煉工藝和金相工作方法的影響,通常處于0.8到1.2。

3.3 相關壁厚

機械性能適合的壁厚

注：相關壁厚是2倍的模,或兩倍的量/表面的比率.

4 名稱

材料應如表1或2按標志和數值進行命名。

5.訂單信息

采購方應提供下述信息：

a)?????? 本標準的編號（EN 1561）

b)????? 材料的名稱

c)?????? 定單接受時的一些特殊要求（看EN 1559-1 和EN 1559-3）

6 制造

灰鐵的制造方法和化學成分應該由制造商來判斷，并保證定單中的材料等級符合本標準所定義的要求。

??? 注:如果灰鐵用于生產特殊用途(產品)時,其化學結構與熱處理,可以在訂單接受時,由生產商與采購商另成協議.

7 要求

7.1 機械性能

除EN 1559-1和EN 1559-3外，定單應該明確規定是在單獨鑄造試塊上測量抗拉強度，或在鑄件上測量布氏硬度氏特征性能。如果沒有這樣做，生產商應該根據抗拉強度來確定材料。

僅在定單接受時，特征性能應該被核實。

7.2 抗拉性能

7.2.1 從單獨鑄塊上加工的試棒

這6種以抗拉強度(按9.1的方法,用從單獨試塊上加工的試棒進行測量)來定義的灰鐵的抗拉性能,應和表1種的要求保持一致。

7.2.2從即時樣塊上加工的試棒

應與表1的要求保持一致。

7.2.3 從鑄件上截取的試棒

1）?如果可以的話，由抗拉強度確定的六種灰鐵從鑄件上截取的試棒的抗拉強度,在訂單接受時,應由生產商與采購方達成一致，且這些抗拉性能應該按協議的要求。

圖表1：灰鐵的抗拉強度

1)????? 如果使用的是即時試塊，鑄件的相關壁厚,在定單接受時應取得一致。

1）?如果在定單接受時,抗拉強度已商定，試塊的類型也需要在定單上注明（看8.2）。如果沒有商定，試塊類型由制造商來判斷。

2）?為了接收,給等級的抗拉強度應該在其名義值n（位置5的材料符號）和（n+100）N/mm²之間.

3）?該表為簡單結構不同壁厚鑄件和特定灰鐵材料統一壁厚鑄件的提供指導,對于非統一壁厚鑄件或含有芯孔的鑄件,表中所給值只是不同截面的抗拉強度的參考值,鑄件的設計應基于鑄件關鍵部位測量的抗拉強度.

4）?這些值只是指導性的，而非強制性的。

5）?該值作為相關壁厚范圍的下限。

6）?該值對應于直徑為30 mm,相關壁厚為15mm的即時試塊。

注1：1N/mm²等于1Mpa。

注2：對于高阻尼容量和導熱性，EN-GJL-100（EN-JL1010）是最適合的。

注3：材料名稱與EN 1560一致。

注4：粗體表示相關等級的最小抗拉強度。

7.3 硬度性能

6種以硬度(按9.2的方法進行測量)來定義的灰鐵的布氏硬度,如表2

如果不能按照EN 10003-1進行布氏硬度測試，可以選用其他方法，但應該和布氏硬度是相關值。

如果訂購的鑄件是基于硬度的,則接受定單接受時,相關壁厚和測試位置應達成一致。對不同壁厚范圍

表2里所列出的不同等級,壁厚在(40mm，80mm)(大于40MM,小于等于80毫米)的硬度值對其壁厚范圍而言是強制的。

注1:本節講了灰鐵的硬度等級.

注2:原則上,機械性能與抗磨損要求比較重量時,這個分類有效.

注3:對小厚度范圍≤40毫米給定的硬度值,只是期望值.

注4:對相關厚度超過80毫米的,等級不按硬度劃分.

表2: 灰鑄鐵件商定測試位置的強制與期望的布氏硬度

8. 試塊

8.1 總則

試塊必須提供,以確認材料等級。

如果改變材料的性能用到熱處理,那么當鑄件提交時，試塊也需要用同樣的方法進行熱處理。

8.2 抗拉測試

8.2.1 單獨澆注的試塊

為確定材料等級,單獨澆注的試塊應如圖1所示垂直澆注。鑄模可以是砂模或具有同等熱擴散率的鑄模。這些鑄模可以設計成可同時澆注幾件樣品的。

長度L應根據試棒A或B的長度（見9.1）以及所使用的夾具來決定。

鑄模的其他尺寸應該符合圖形1中的尺寸要求。

所有的尺寸單位都是毫米

圖1:單獨澆注的試塊

為反映特殊鑄件的性能（抗拉強度的可能值在圖C.1中已給出）,其他尺寸的試塊和采用的其他澆注工藝，生產商與采購方可以達成協議.

試塊應由將提交的鑄件的材料來生產，且與鑄件在同一時間里澆注。

單獨澆注試塊的頻率應該與生產商所采用的工序質量保證體系一致。

試塊的脫模應該在不超過500℃的溫度下進行。

注：然而，制造商和購買方可以商定在超過500℃的溫度脫模, 如果鑄件也是在這個溫度脫模的話。

8.2.2 即時試塊

用于按條款7所描述的測試的試棒,應該從即時試塊上切取，如圖2或3所示。試棒應與7.2.2一致。試塊類型應與將提交的鑄件幾乎相同的冷卻條件.試塊及其在鑄件上的位置,應由生產商和采購方達成一致。如果沒有協議，生產商可以試塊類型,且應在鑄件的代表性位置。

注1：圖2和3里列出了兩種可能的尺寸，較大試棒的尺寸選擇顯示在括弧里。小尺寸的適用于壁厚小于80mm的鑄件，大尺寸的適用于壁厚大于等于80mm的鑄件。

長度L根據試棒的長度和夾具來確定。

注2： 僅當鑄件超過20mm厚且重量超過200kg時即時試塊才適用。

8.2.3 取自鑄件的試塊

表1列出了取自簡式鑄件的試塊的最小抗拉強度值。

注：不同壁厚的鑄件的值可以和表1中給出的不一樣。

8.3 硬度測試

硬度測試可能按8.2.1描述的單獨澆注試塊進行。

另外，如果生產商和采購方達成一致，可以在如圖4所示的試棒(Brinell頭)上實施布氏硬度測試。Brinell頭的位置,大小和形狀,由雙方定單接受時商定。

為了實施布氏硬度測試，從鑄件上將試棒取出，將切面磨光，然后在光面上測試。

如果鑄件要熱處理，在熱處理沒結束之前，Brinell 頭不能離開鑄件。

9.測試方法

9.1 抗拉測試

用如圖5或6的試棒按EN 10002-1要求做抗拉測試

試棒的尺寸應與表3所給尺寸一致。夾區可以是裝螺釘的,也可以是平的，以適合夾具。

注：對于一樣的材質，用試棒A的實際結果可能會比用試棒B的要稍微高一點。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?表3:試棒A與B的尺寸? （單位：mm） ? ??

9.2 布氏硬度測試

如果要求測試布氏硬度，應該在商定的位置按EN 1003-1要求進行測試。

10 重復測試

如果有不是因鑄件本身的質量問題而是因下述原因造成不能接受的結果時，不進行此測試：

a）? 試棒裝配錯誤或測試機器操作有誤

b）? 缺陷試塊或試棒的加工

c）? 裂開以后才發現的試棒內部缺陷

如出現上述情況，需要從同一測試單位上取出新的試棒，獲得的結果取代有缺陷試棒的結果。

如果抗拉測試未達到最小抗拉強度要求，除以上給出的原因外，需進行兩次重復測試。

如果兩次重復測試通過，可以認定材料與標準一致。

如果一個或兩個重復測試沒有達到規定最小抗拉強度，材料應被認定為不符合該標準。

附錄 A(參考信息)

除表1與2里列出的其它機械性能和物理屬性

機械性能如表A.1所示

物理屬性如表A.2所示

定單接受時,如果生產商和采購方達成一致，可以選用備選測試程序，例如楔子滲透測試評估抗拉強度.

表A.1：直徑為30毫米單獨澆注試棒的機械性能

附錄B

硬度和抗拉強度之間關系的附加信息

硬度,抗拉強度,還有楊氏系統與給定等級灰鐵的硬度系數是相互影響的,一個特征的增加將導致[7]到[9](見附件D)的其它特征值的增加.硬度與抗拉強度間存在下述經驗關系.

HB=RH X (A+B X Rm)

通常接受的值為:

A=100,B=0.44[10],[11]

RH被稱為相關硬度.這個參數通常在0.8到1.2之間變動.因為相關硬度的偏移,給抗拉強度與硬度(見B.1)確定一個明確的限制標準,是很困難的.關于RH的更多信息,參照文獻[10]到[17].(見附件D)

RH主要受原材料,熔煉工藝與冶金工藝的影響.在一個鑄造廠,這些影響可以保持為一個常數.所以生產商可以指出硬度與相關的抗拉強度。

a)布氏硬度HB

b)抗拉強度Rm,N/平方毫米

c)相關硬度,RH

注:1N/平方毫米等于1MPA.

圖B.1:灰鐵布氏硬度與抗拉強度間的關系

附錄C:

灰鐵抗拉強度,硬度,壁厚關系的其它信息.

圖C.1提供了最小抗拉強度與相關壁厚間期望關系的其它基本信息,圖C.2提供了鑄件平均布氏硬度與相關厚度的關系.

不是所有的鑄件都可以按表2里的材料等級與相關壁厚生產的,這個在圖C.2里有反映.為了達到任何硬度范圍的要求,可以用不止一種材料等級,取決于相關壁厚.

這說明了生產商與采購商間就鑄件硬度要求以及硬度測試位置規范達成協議是非常重要的.