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标准编号 | GB/T 37681-2019 (GB/T37681-2019) | 中文名称 | 大型铸钢件 通用技术规范 | 英文名称 | Heavy steel castings -- General technical specification | 行业 | 国家标准 (推荐) | 中标分类 | J31 | 国际标准分类 | 77.140.80 | 字数估计 | 14,194 | 发布日期 | 2019-06-04 | 实施日期 | 2019-06-04 | 起草单位 | 二重(德阳)重型装备有限公司、中国第一重型机械股份公司、中信重工机械股份有限公司、沈阳铸锻工业有限公司、太原重型机械集团有限公司 | 归口单位 | 全国大型铸锻件标准化技术委员会(SAC/TC 506) | 提出机构 | 中国机械工业联合会 | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 |
GB/T 37681-2019
Heavy steel castings--General technical specification
ICS 77.140.80
J31
中华人民共和国国家标准
大型铸钢件 通用技术规范
2019-06-04发布
2019-06-04实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
中国国家标准化管理委员会 发 布
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准由中国机械工业联合会提出。
本标准由全国大型铸锻件标准化技术委员会(SAC/TC506)归口。
本标准起草单位:二重(德阳)重型装备有限公司、中国第一重型机械股份公司、中信重工机械股份
有限公司、沈阳铸锻工业有限公司、太原重型机械集团有限公司。
本标准主要起草人:刘显有、李骏骋、肖章玉、谢军虎、张亚才、徐恩献、杨树文、卫心宏、徐文金、
林平、李彬、许诺、马宏、刘洪生。
大型铸钢件 通用技术规范
1 范围
本标准规定了大型铸钢件(以下简称为“铸件”)的订货要求、制造工艺、技术要求、检验规则和试验
方法、验收和发货等。
本标准适用于采用砂型或导热性与砂型相当的铸型铸造的大型铸钢件。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 222 钢的成品化学成分允许偏差
GB/T 223(所有部分) 钢铁及合金化学分析方法
GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法
GB/T 228.2 金属材料 拉伸试验 第2部分:高温试验方法
GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 231.1 金属材料 布氏硬度试验 第1部分:试验方法
GB/T 232 金属材料 弯曲试验方法
GB/T 2039 金属材料 单轴拉伸蠕变试验方法
GB/T 3375-1994 焊接术语
GB/T 4334 金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法
GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法(常规法)
GB/T 5611-2017 铸造术语
GB/T 5677 铸钢件射线照相检测
GB/T 5678 铸造合金光谱分析取样方法
GB/T 6394 金属平均晶粒度测定方法
GB/T 6414-2017 铸件 尺寸公差、几何公差与机械加工余量
GB/T 6477-2008 金属切削机床 术语
GB/T 7233.1 铸钢件 超声检测 第1部分:一般用途铸钢件
GB/T 7233.2 铸钢件 超声检测 第2部分:高承压铸钢件
GB/T 9443 铸钢件渗透检测
GB/T 9444 铸钢件磁粉检测
GB/T 9452 热处理炉有效加热区测定方法
GB/T 11170 不锈钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法(常规法)
GB/T 11261 钢铁 氧含量的测定 脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法
GB/T 11351-2017 铸件重量公差
GB/T 11352-2009 一般工程用铸造碳钢件
GB/T 13298 金属显微组织检验方法
GB/T 13299 钢的显微组织评定方法
GB/T 15056 铸造表面粗糙度 评定方法
GB/T 17505-2016 钢及钢产品 交货一般技术要求
GB/T 20066 钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法
GB/T 20123 钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法)
GB/T 20124 钢铁 氮含量的测定 惰性气体熔融热导法(常规方法)
GB/T 20125 低合金钢 多元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法
GB/T 30824 燃气热处理炉温度均匀性测试方法
TB/T 2451 铸钢中非金属夹杂物金相检验
3 术语和定义
GB/T 5611-2017、GB/T 3375-1994、GB/T 6477-2008、GB/T 17505-2016界定的以及下列术语和
定义适用于本文件。为了便于使用,以下重复列出了GB/T 5611-2017、GB/T 3375-1994、GB/T 6477-
2008、GB/T 17505-2016中的一些术语和定义。
3.1
大型铸钢件 heavysteelcasting
通常,重量在3t以上或重量小于3t、但空间体积达到1m3 以上的铸钢件。
3.2
铸造缺陷 castdefect
在铸造过程产生的缺陷,一般主要是指铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂物等缺陷。
3.3
主要缺陷 majordefect
重大缺陷
为补焊准备的坡口的深度超过25mm或超过所在截面厚度的40%(以两者较小者为准)的缺陷。
3.4
在单独制成的试块铸型中浇注的试块。单铸试块必须用与浇注铸件同炉或同包的金属液浇注。用
于加工成试样供检验化学成分、金相组织和力学性能等。
[GB/T 5611-2017,定义3.1.21]
3.5
附铸试块 testlug;cast-onsample
附在铸件上,切除以后不损坏铸件本体的试块。
注:附铸试块加工成试样后用于检验铸件的化学成分、金相组织、力学性能等。
[GB/T 5611-2017,定义3.1.22]
3.6
为便于补焊较深的铸造缺陷而成型的具有一定几何形状并带有一定斜度的型面。一般可采用机械
加工、碳弧气刨、砂轮等工具成型。
3.7
熔炼 melting
通过加热使金属由固态转变为液态,然后进行成分调节和精炼,使其纯净度、温度和成分达到要求
的过程和操作。
[GB/T 5611-2017,定义3.5.1]
3.8
补贴 pad
为增加冒口的补缩效果,沿冒口补缩距离,向着冒口方向铸件断面逐渐增厚的多余金属。
[GB/T 5611-2017,定义5.2.26]
3.9
精整 dressingandfinishing
通过采用补焊、碳弧气刨、砂轮打磨、喷丸(砂)等方式,使铸件表面质量或形状尺寸满足标准要求的
过程和操作。
注:改写GB/T 5611-2017,定义8.3.7。
3.10
碳当量 carbonequivalent
把钢中合金元素的含量按其作用折算成碳的相当含量,等于各种合金元素含量的折算碳量与实际
的总碳量之和。可作为评定钢材补焊性的一种参考指标。除另有规定,一般按照国际补焊学会推荐的
碳当量公式进行计算。
CE=C+Mn/6+(Cr+V+Mo)/5+(Cu+Ni)/15
式中:
C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu---钢中该元素的质量分数,以%表示。
注:改写GB/T 3375-1994,定义2.124。
3.11
粗加工 roughing
以切除大部分加工余量为主要目的的加工。
[GB/T 6477-2008,定义2.6.8]
3.12
试验单元 testunit
根据产品标准或合同的要求,以在抽样产品上所进行的试验为依据,一次接收或拒收产品的件数或
吨数。
[GB/T 17505-2016,定义3.6]
3.13
抽样产品 sampleproduct
检验、试验时,从试验单元中抽取的部分产品。
[GB/T 17505-2016,定义3.7]
4 订货要求和文件
4.1 在订货合同或订货协议中应注明铸件名称、图号、执行的标准、材料牌号、技术要求、检验项目、交
货状态和供货数量等信息。
4.2 需方应明确规定铸件的交货状态,提供经供需双方认可的订货图样和技术条件。
4.3 当需方提出执行的标准(技术规范)以外的特殊要求或补充要求时,应经供需双方商定。
5 制造工艺
5.1 熔炼
铸件用钢应采用感应炉或电弧炉熔炼,根据需要可进行炉外精炼,或其他经供需双方确认的满足要
求的熔炼方法。
5.2 铸造
除另有规定外,铸造工艺方法由供方自行确定(包括铸造工艺方案、试块方案、造型、浇注等毛坯制
造过程的所有操作)。
5.3 切割
除另有规定外,一般在铸件性能热处理前可利用气体火焰、等离子、碳弧气刨等的热能切割去除(以
下简称为“热切割”)工件上多余的部分(如冒口、浇口、补贴等),以及对产品附铸试块切口。
5.4 热处理
5.4.1 工艺制定及相关要求
除另有规定外,供方可根据产品要求制定合适的热处理工艺和进行热处理。
5.4.2 热处理设备的检验要求和炉温均匀性要求
热处理所使用的热处理炉及其配套设备应经测试和校检合格,测试和校检应按照GB/T 9452或
GB/T 30824的规定进行。
5.5 补焊
5.5.1 补焊前的技术准备
5.5.1.1 缺陷的消除
除另有规定外,根据铸件铸造缺陷情况,可采用铲挖、磨削、碳弧气刨、气割或机械加工等方法清除
缺陷。
5.5.1.2 坡口制备
根据缺陷大小、位置选择合适的铸造缺陷补焊坡口形式。对于采用碳弧气刨清理缺陷,碳弧气刨后
应打磨清除增碳层。坡口面应修至平整圆滑,并满足补焊操作的要求,不应存在尖角。
5.5.1.3 坡口焊前的无损检测
在补焊前,应采用磁粉检测或渗透检测对凹坑和坡口表面进行检测。应经无损检测证实无缺陷后
才能进行补焊。
5.5.1.4 焊前的预热
对于要求补焊的铸件,如有需要,焊前应进行预热,预热温度应符合焊接工艺规程要求。
5.5.2 补焊要求
5.5.2.1 焊工的资格要求
焊工应取得符合要求的资格证书。
5.5.2.2 补焊工艺的审批确认
当需方有要求时,主要缺陷的补焊应报需方认可,并提供相应的焊接工艺规程(WPS)及工艺评定
记录(PQR)。
缺陷补焊前应详细记录补焊区的位置及坡口尺寸,形成完善可追溯的补焊区记录报告。
5.5.2.3 补焊过程的控制要求
铸件缺陷的补焊应在铸件奥氏体化热处理后进行。补焊应严格按照 WPS文件要求进行,并对补
焊过程中的电流、电压参数、补焊时间、缺陷编号、预热温度、层间温度、焊工信息等进行详细记录。补焊
过程中,若检查发现裂纹、未熔合、未焊透等影响质量的缺陷时,应及时采取措施清除缺陷,在确认缺陷
已被清除后,才能继续补焊。
5.5.3 焊后热处理及检验
5.5.3.1 焊后热处理
原则上当铸件补焊完成后补焊区应进行去应力退火(特殊材料或特殊要求的产品除外)。
焊后去应力退火温度应低于性能热处理时的回火温度,特殊情况,如果焊后去应力退火温度高于性
能热处理时的回火温度,性能试块应随炉去应力退火,并重新进行力学性能检测;去应力退火保温时间
应根据缺陷补焊深度及产品壁厚共同决定,推荐按照每100mm保温2h~4h,最低保温时间为3h。
5.5.3.2 焊后的检验
补焊部位按产品技术要求进行无损检测和表面硬度检验,除另有规定外,应按该补焊区所在部位铸
件本体的无损检测要求进行检验。在图样或订货协议中要求对补焊部位进行硬度检验时,还应在去应
力退火后进行表面硬度检验。
5.6 机械加工
5.6.1 机械加工余量
除另有规定外,加工余量的选取由制造厂自行确定或按照GB/T 6414-2017的规定选取,但应保
证机械加工后铸件成品的尺寸符合图样或协议要求。
5.6.2 机械加工后去应力退火
铸件在粗加工后如需进行去应力退火,退火温度应低于性能热处理时的回火温度,并保证随炉去应
力退火的性能试块的性能满足标准的要求。如果粗加工后还需进行补焊,且随后进行焊后去应力退火,
则可以省略粗加工后去应力退火工序。
6 技术要求
6.1 化学成分
6.1.1 化学成分通用要求
铸件的化学成分应符合执行的标准、图样或协议的规定。大型铸钢件常用材料标准参见附录A。
6.1.2 残余元素
当需方无要求时,残余元素不作为验收依据;有要求时,应符合执行的标准、图样或协议的规定。
6.1.3 特殊当量值
当需方有要求时,可进行相关特殊当量(碳当量、镍当量、铬当量等)计算,但需方应提供相应的计算
公式。当未提供相应的计算公式时,其中的碳当量计算公式按3.10执行。
6.1.4 成品化学成分允许偏差
当需方有要求时,应进行成品化学成分分析。除另有规定外,成品化学成分允许偏差应符合
GB/T 222的规定。
6.2 力学性能
当需方有要求时,铸件的力学性能应符合执行的标准或协议的规定。
6.3 金相组织
当金相组织作为验收条件时,需方应规定各项检验的取样位置和验收等级。
金相检验用试样应在力学性能用试块中制取,金相试样的制取应距试块毛坯表面不少于6mm;若
需方要求检验本体金相,其检验位置由供需双方商定。
6.4 无损检测
铸件在精整过程及机械加工后应进行无损检测,但由于铸件的形状、结构对内部质量保证有较大影
响,因此无损检测的方法、区域、验收等级等要求应根据产品设计或使用要求,由供需双方商定。
6.5 外观、形状、尺寸公差和重量公差
6.5.1 外观质量要求
铸件上的粘砂、夹砂、分边、毛刺、氧化皮应清理干净。铸件的表面粗糙度应符合图样或订货协议的
要求。
铸件表面不应存在影响使用的缺陷,如有缺陷可进行补焊修复。
6.5.2 尺寸公差
铸件尺寸公差应符合图样或订货协议的规定,如图样或订货协议中无规定,铸件尺寸公差应符合
GB/T 6414-2017中的DCTG13至DCTG15级的规定。
6.5.3 重量公差
订货时供需双方可商定铸件的重量公差,若需方无要求时,重量公差应符合GB/T 11351-2017中
的 MT13级至 MT15级规定。
6.6 特殊试验要求
当需方有要求时,可提出特殊试验(如金相、高温拉伸、高温短时持久、低温冲击、弯曲试验、
FATT50、晶间腐蚀等)要求。
6.7 试块方案
铸件应附带铸出附铸试块。除另有规定外,附铸试块的位置、数量和尺寸由供方确定。若由于工艺
或产品结构等原因无法放置附铸试块时,征得需方同意后,亦可采用单铸试块。单铸试块的形状和尺寸
应按GB/T 11352-2009中图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的规定执行。
6.8 试块的切割
当检验试块为附铸试块时,除另有规定外,允许附铸试块在热处理前进行切割开口,但不应完全从
本体切断,应留10mm~30mm的量与本体相连。热处理完成后,可采用火焰切割、锤击等方式使附铸
试块与本体分离。
7 检验规则和试验方法
7.1 试块检验要求
7.1.1 试块热处理
对于切离本体的附铸试块,应随工件同炉执行所有热处理工序。单铸试块应与同炉浇注的铸件同
炉热处理后才能作为该批次铸件的检验试块。
7.1.2 试块数量不足时的处理
当检验试块数量不足时,经供需双方商定,可在铸件本体合适位置用机械加工方式取样用于检验,
但由于铸件本体与试块间存在差异,因此其取样位置、验收指标值等应由供需双方另行商定。
7.1.3 性能试验的时机
一般情况下以铸件性能热处理后的性能作为验收依据,当用户要求验收最终热处理后的性能,应在
订货要求中进行规定。
7.1.4 检验批
7.1.4.1 当铸件的重量(净重)小于3t时,按照双同原则(同炉冶炼、同炉热处理)进行一组理化检验。
7.1.4.2 当铸件的重量(净重)大于或等于3t时,每件产品均应进行一组理化检验。
7.1.5 试样的加工
试样采用机械加工的方法从试块取下,至铸造表面最小距离为6mm,至用热切割表面的最小距离
为30mm。
7.2 无效试验的规定
试验结果不符合规定时,若存在以下的情况时,试验无效。试验无效时,可从相同试料上或靠近不
合格试块的相邻位置的试料上,重新取单倍样并重做试验,将重新试验的数据作为试验结果。
a) 试样加工不当(试样存在刀痕、未倒角等);
b) 试样安装不当或试验机的动作不当;
c) 试样上存在缺陷(断裂位置明显存在夹渣、气孔、缩松等铸造缺陷);
d) 拉伸试验中,在标点外的位置断裂。
7.3 化学成分分析
7.3.1 取样和制样规定
化学成分分析取样和制样应按GB/T 20066或GB/T 5678的规定执行。
7.3.2 熔炼分析
铸件化学成分熔炼分析用试样应在浇注过程中或出钢前从钢包中取样,每包取1个试样。如果单
个铸件采用多钢包合浇,则应对每一钢包取样并进行熔炼分析和记录。多包合浇的铸件,其化学成分用
加权平均分析法计算。
7.3.3 成品分析
如果需要成品分析,应在试块或在铸件本体上离铸造表面6mm以下部位取样进行成品分析。对
于检验批(炉)次,可随机在该试验单元中选取一个铸件的成品分析代表此批(炉)次所有铸件。
7.3.4 分析方法
化学成分分析按GB/T 4336、GB/T 11170、GB/T 11261、GB/T 20123、GB/T 20124、GB/T 20125、
GB/T 223的规定执行。仲裁分析按GB/T 11261、GB/T 20123、GB/T 20124、GB/T 223(GB/T 223.79
除外)的规定执行。
7.4 力学性能
7.4.1 拉伸试验
室温拉伸试验按GB/T 228.1的规定执行,试样尺寸应符合GB/T 228.1的规定。
7.4.2 冲击试验
冲击试验按GB/T 229中的规定执行。一组试验为3个冲击试样,3个冲击试样的试验结果的算术
平均值应符合规定,其中只允许有1个试样的试验结果低于规定值,但不应低于规定值的70%。
7.4.3 硬度检验
7.4.3.1 一般情况下,硬度不作为材料性能合格与否的验收依据。当硬度作为验收条件时,除另有规定
外,硬度要求均指检验试块的硬度,硬度检验应按批或件进行。
7.4.3.2 当在订货文件中要求验收铸件本体硬度时,产品硬度应在铸件的铸造表面下方3mm~6mm
处测试。位置及数量无要求时,供方应至少选择2个具有代表性的位置进行测试。测试位置的表面粗
糙度Ra应≤3.2μm,若硬度测试工具对铸件测试表面有规定的,应达到相应的规定。
7.4.3.3 布氏硬度试验按GB/T 231.1的规定执行。
7.4.3.4 除另有规定外,同一试样或本体同一区域的硬度应测量3个硬度值,3个硬度值的平均值应符
合规定。
7.5 无损检测
7.5.1 渗透检测
铸件表面可进行渗透检测,以检测表面缺陷。渗透检测按GB/T 9443的规定执行。
7.5.2 磁粉检测
铸件可采用磁粉检测,以检测铸件表面或近表层缺陷。磁粉检测按GB/T 9444的规定执行。
7.5.3 超声检测
铸件内部缺陷可采用超声检测。超声检测按GB/T 7233.1或GB/T 7233.2的规定进行。
7.5.4 射线检测
铸件内部缺陷也可采用射线检测。射线检测按GB/T 5677的规定执行。
7.6 表面质量、形状、尺寸和重量检查
7.6.1 表面质量检查
铸件表面进行目视检查,表面粗糙度评定按GB/T 15056的规定执行。
7.6.2 形状、尺寸检查
铸件的尺寸和几何形状检验应使用量具、样板、机床划线或三维检测仪器检查。
7.6.3 重量检查
采用过磅方式进行重量检查,若对重量无特殊要求,可用尺寸检查代替重量检查。
7.7 特殊试验
特殊试验由需方规定试验方法和试验参数。
推荐采用的特殊试验方法标准如下:
a) 高温拉伸试验按GB/T 228.2的规定执行;
b) 高温持久试验按GB/T 2039的规定执行;
c) FATT50试验按GB/T 229的规定执行;
d) 晶间腐蚀试验按GB/T 4334的规定执行;
e) 显微组织检验方法按GB/T 13298的规定,评定方法按GB/T 13299的规定;
f) 平均晶粒度测定方法按GB/T 6394的规定;
g) 非金属夹杂物评定方法按TB/T 2451的规定;
h) 弯曲试验按GB/T 232的规定执行,对于试验结果的判定准则(试验后试样外表面显示的缺陷
是否为裂纹),应由供需双方事先商定。
7.8 复试
7.8.1 当力学性能试验结果不符合要求时,供方可进行复试。
7.8.2 拉伸试验不合格时,可在靠近不合格试块的相邻位置的试块上取试样进行双倍复试,如2个试
验结果均符合需方的规定,则该批量的拉伸性能为合格,否则供方可按7.9的规定处理。
7.8.3 冲击试验不合格时,可在靠近不合格试块的相邻位置的试块上取试样进行双倍复试,如果复试
的6个冲击试样的试验结果的算术平均值达到需方规定的平均值,且其中只允许有2个试样的试验结
果低于规定的平均值,但每个不应低于规定的70%,否则供方可按7.9的规定处理。
7.8.4 硬度不合格时,可在靠近不合格试块的相邻位置的试块上取试样进行双倍复试。复试结果的算
术平均值应符合需方的规定,则该批的硬度为合格,否则供方可按7.9的规定处理。
7.8.5 特殊试验不合格时,可进行一次复试,复试规则由供需双方商定。
7.8.6 当复试不合格对象为抽检样品时,且抽检样品所代表的试验单元由非双同(同熔炼、同热处理)
炉次、批量同种铸件组成时,可在所在单元剩余的产品中重新取样进行检验,取样位置及数量由供需双
方商定,如重新取样的试验结果均符合需方的规定,则该单元剩余的产品的性能为合格,否则供方可按
7.9的规定处理。第一次抽检不合格的样品需按7.9的规定处理。
7.9 重新热处理
当复试结果仍不符合规定时,可将铸件和试块重新进行热处理,未经需方同意,重新热处理不应超
过2次(回火次数不限)。重新热处理后应按7.4~7.8的规定重新进行检测,检测内容及试样数量与原
规定相同。
8 验收与交货
8.1 验收
供方按订货文件要求对每一检验批的铸件进行检验,符合要求后交货。
8.2 标识
铸件应有供方标识、订货合同号、熔炼炉号、生产批号、铸件识别号等标识内容。
8.3 质量证明书
交货时,供方应向需方提供质量证明书。质量证明书应包括下列内容:
a) 订货合同号;
b) 图号;
c) 铸件名称;
d) 重量;
e) 产品执行标准编号和材料牌号;
f) 铸件识别号或熔炼炉号;
g) 化学成分分析试验报告和力学性能试验报告等;
h) 热处理状态、热处理报告、热处理炉批号;
i) 主要缺陷及补焊记录(包括位置与尺寸草图);
j) 合同和订货协议中有要求的其他检验报告。
8.4 涂装、包装
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