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| 标准编号 | GB/T 43409-2023 (GB/T43409-2023) | | 中文名称 | 一般工程与结构用碳钢及低合金钢铸件金相检验 | | 英文名称 | Metallographic examination of carbon steel and low alloy steel castings for general engineering and structural purposes | | 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 | 30,361 | | 发布日期 | 2023-11-27 | | 实施日期 | 2023-11-27 | | 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 43409-2023: 一般工程与结构用碳钢及低合金钢铸件金相检验
ICS 77.140.80
CCSJ31
中华人民共和国国家标准
一般工程与结构用碳钢及低合金钢铸件
金相检验
2023-11-27发布
2023-11-27实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 试样的选取与制备 1
5 金相组织检验 2
6 晶粒度测定 13
7 非金属夹杂物检验 15
8 检验报告 24
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
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请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
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械配件有限公司。
本文件主要起草人:王志明、李金梅、李巨文、陈涛、陈凯敏、李平平、赵红威、王汉超、高东玲、徐嘉亮、
郭加林、尚尔峰、欧云才、朱智、田勐、张鹏、关帅、董满中、曹峤、倪满生、杨尚广、景俊圣、郭建群、李载欣、
呙文武、郭通通、王清宇、王正军、蒋春宏、马正强、曹明兰、李亚东、李鄂成、李志、梁小武、马自付、李萍、
李灿辉、陈林生、刘绍刚、刘渊毅、刘国柱、包冬生、荆东青、龚德平、陈焰鑫、柴叶飞、薛超、许强、杨明卫、
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一般工程与结构用碳钢及低合金钢铸件
金相检验
1 范围
本文件规定了一般工程与结构用碳钢及低合金钢铸件金相检验试样的选取与准备、金相组织检验、
晶粒度测定、非金属夹杂物检验和检验报告。
本文件适用于一般工程与结构用碳钢及低合金钢铸件的金相检验,其他工程及结构用碳钢及低合
金钢铸件的金相检验可参照执行。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 5611 铸造术语
GB/T 6394-2017 金属平均晶粒度测定方法
GB/T 7232 金属热处理工艺 术语
GB/T 13298 金属显微组织检验方法
GB/T 20566 钢及合金术语
3 术语和定义
GB/T 5611、GB/T 7232、GB/T 20566界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
欠热组织 underheatedstructure
铸件热处理加热温度偏低或保温时间不足,导致退火态和正火态组织中残留铸态组织及调质态组
织中存在较多未溶铁素体(含量5%以上)等的异常组织。
注:包括退火态欠热组织、正火态欠热组织和调质态欠热组织。
3.2
过热组织 overheatedstructure
铸件热处理加热温度过高,保温时间过长,以致基体晶粒变得明显粗大的组织。
注:包括退火态过热组织、正火态过热组织及调质态过热组织。
4 试样的选取与制备
4.1 金相试样应在铸件或力学性能试块上截取。
4.2 金相试样的制备应符合GB/T 13298的规定,截取和制备试样过程中应防止组织发生变化,试样
检验面浸蚀前应保持表面光洁,无划痕等磨制和抛光缺陷。
4.3 金相试样的浸蚀宜用2%~6%硝酸无水乙醇混合液(2mL~6mL硝酸+100mL无水乙醇)。
5 金相组织检验
5.1 金相组织
碳钢和低合金钢铸件的金相组织主要包括铸态、退火态、正火(正火+回火)态及调质态组织。
5.2 金相组织检验方法及评定
5.2.1 金相组织可在试样或铸件本体上进行检验。
5.2.2 试样浸蚀后,观察整个检验面,在有代表性的视场上确定其金相组织。铸态、退火态、正火(正
火+回火)态金相组织在放大100倍,直径不小于70mm的视场下,对照相应热处理状态下的金相图谱
进行评定;调质态金相组织在放大500倍,直径不小于70mm的视场下,对照相应热处理状态下的金相
图谱进行评定。
5.3 铸钢件铸态金相组织及其特征
铸钢件的铸态金相组织及其特征见表1,其典型牌号金相组织图谱见图1。
表1 铸态金相组织及其特征
典型牌号 铸态金相组织及其特征 图谱
低碳钢铸件
ZG200-400(ZG20) 魏氏组织+块状铁素体+珠光体 图1a)
ZG230-450(ZG25) 块状铁素体+魏氏组织+珠光体 图1b)
ZG270-480(ZG20Mn) 块状铁素体+魏氏组织+珠光体 图1c)
中碳钢铸件
ZG310-570(ZG45)
珠光体+沿奥氏体晶界呈网状分布的铁素
体及向晶内生长的针状铁素体
图1d)
ZG650-830(ZG35NiCrMo) 贝氏体+针状铁素体 图1e)
a) ZG200-400铸态组织 b) ZG230-450铸态组织
图1 铸态金相组织
c) ZG270-480铸态组织 d) ZG310-570铸态组织
e) ZG650-830铸态组织
图1 铸态金相组织 (续)
5.4 铸钢件不同热处理状态下的金相组织及其特征
铸钢件不同热处理状态下的金相组织及其特征见表2,其金相组织图谱见图2。
表2 铸钢件不同热处理状态下的金相组织及其特征
典型牌号 热处理状态 热处理温度 金相组织及其特征 图谱
ZG200-400
退火态 Ac3+(50℃~150℃)
铁素体+断续网状分布的珠光
体,铁素体晶粒度不小于5级
图2a)
正火(正火+回火)态 Ac3+(50℃~150℃)
铁素体+细小块状珠光体,铁素
体晶粒度不小于5级
图2b)
ZG230-450 退火态 Ac3+(50℃~150℃)
铁素体+网状分布的珠光体,铁
素体晶粒度不小于5级
图2c)
表2 铸钢件不同热处理状态下的金相组织及其特征 (续)
典型牌号 热处理状态 热处理温度 金相组织及其特征 图谱
ZG230-450 正火(正火+回火)态 Ac3+(50℃~150℃)
铁素体+细小块状珠光体,铁素
体晶粒度不小于5级
图2d)
ZG270-480
退火态 Ac3+(50℃~150℃)
铁素体+网状分布的珠光体,铁
素体晶粒度不小于5级
图2e)
正火(正火+回火)态 Ac3+(50℃~150℃)
细小块状及条状铁素体+珠光
体,铁素体晶粒度不小于5级
图2f)
调质态 Ac3+(30℃~50℃) 回火索氏体,组织均匀 图2g)
ZG310-570
退火态 Ac3+(50℃~150℃)
细小均匀的珠光体+块状铁素
体,铁素体晶粒度不小于5级
图2h)
正火(正火+回火)态 Ac3+(50℃~150℃)
细小均匀的珠光体+细小块状
及针条状铁素体,铁素体晶粒度
不小于5级
图2i)
调质态 Ac3+(30℃~50℃) 回火索氏体,组织均匀 图2j)
ZG650-830
退火态 Ac3+(50℃~150℃)
细小均匀的贝氏体+块状铁素
体,铁素体晶粒度不小于5级
图2k)
正火(正火+回火)态 Ac3+(50℃~150℃) 细小均匀的贝氏体+少量铁素体 图2l)
调质态 Ac3+(30℃~50℃) 回火索氏体,组织均匀 图2m)
注:Ac3 表示亚共析钢加热时所有铁素体都转变为奥氏体的温度。
a) ZG200-400退火态组织 b) ZG200-400正火(正火+回火)态组织
图2 铸钢件不同热处理状态下的金相组织
c) ZG230-450退火态组织 d) ZG230-450正火(正火+回火)态组织
e) ZG270-480退火态组织 f) ZG270-480正火(正火+回火)态组织
g) ZG270-480调质态组织
图2 铸钢件不同热处理状态下的金相组织 (续)
h) ZG310-570退火态组织 i) ZG310-570正火(正火+回火)态组织
j) ZG310-570调质态组织
k) ZG650-830退火态组织 l) ZG650-830正火(正火+回火)态组织
图2 铸钢件不同热处理状态下的金相组织 (续)
m) ZG650-830调质态组织
图2 铸钢件不同热处理状态下的金相组织 (续)
5.5 铸钢件不同热处理状态下的欠热或过热金相组织及其特征
铸钢件不同热处理状态下的欠热或过热金相组织及其特征见表3,其金相组织图谱见图3。
表3 铸钢件不同热处理状态下的欠热或过热金相组织及其特征
典型牌号 热处理状态 加热温度 金相组织及其特征 图谱
ZG200-400
退火态(欠热) Ac1~Ac3
铁素体+断续网状分布的珠光
体+针条状残留铸态组织
图3a)
退火态(过热) Ac3+150℃以上
铁素体+断续网状分布的珠光
体(组织粗化),铁素体晶粒度小
于5级
图3b)
正火(正火+回火)态
(欠热)
Ac1~Ac3
铁素体+断续网状分布的珠光
体+针条状残留铸态组织,铁素
体晶粒度小于5级
图3c)
正火(正火+回火)态
(过热)
Ac3+150℃以上
铁素体+珠光体+魏氏组织(组
织粗化)
图3d)
ZG230-450
退火态(欠热) Ac1~Ac3
铁素体+网状分布的珠光体+
残留铸态组织
图3e)
退火态(过热) Ac3+150℃以上
铁素体+珠光体(组织粗化),铁
素体晶粒度小于5级
图3f)
正火(正火+回火)态
(欠热)
Ac1~Ac3
铁素体 + 珠光体 + 残留铸态
组织
图3g)
正火(正火+回火)态
(过热)
Ac3+150℃以上
铁素体+珠光体+魏氏组织(组
织粗化)
图3h)
表3 铸钢件不同热处理状态下的欠热或过热金相组织及其特征 (续)
典型牌号 热处理状态 加热温度 金相组织及其特征 图谱
ZG270-480
退火态(欠热) Ac1~Ac3
铁素体+网状分布的珠光体+
残留铸态组织
图3i)
退火态(过热) Ac3+150℃以上
组织粗化的铁素体+珠光体,铁
素体晶粒度小于5级
图3j)
正火(正火+回火)态
(欠热)
Ac1~Ac3
铁素体 + 珠光体 + 残留铸态
组织
图3k)
正火(正火+回火)态
(过热)
Ac3+150℃以上
组织粗大的珠光体+网状铁素
体+魏氏组织
图3l)
调质态(欠热) Ac1~Ac3
回火索氏体+未溶铁素体(面积
百分数大于5%)
图3m)
调质态(过热) Ac3+(50℃~150℃) 组织粗化的回火索氏体 图3n)
ZG310-570
退火态(欠热) Ac1~Ac3 珠光体+铁素体+残留铸态组织 图3o)
退火态(过热) Ac3+150℃以上
组织粗化的珠光体+条块状铁
素体
图3p)
正火(正火+回火)态
(欠热)
Ac1~Ac3
珠光体 + 针条状及块状铁素
体+残留铸态组织
图3q)
正火(正火+回火)态
(过热)
Ac3+150℃以上
组织粗化的珠光体+网状分布
的铁素体+魏氏组织
图3r)
调质态(欠热) Ac1~Ac3
回火索氏体+未溶铁素体(面积
百分数大于5%)
图3s)
调质态(过热) Ac3+(50℃~150℃) 组织粗化的回火索氏体 图3t)
ZG650-830
退火态(欠热) Ac1~Ac3
贝氏体+珠光体+铁素体+残
留铸态组织
图3u)
退火态(过热) Ac3+150℃以上
组织粗化的贝氏体+块状及网
状铁素体
图3v)
正火(正火+回火)态
(欠热)
Ac1~Ac3
贝氏体 + 珠光体 + 少量铁素
体+残留铸态组织
图3w)
正火(正火+回火)态
(过热)
Ac3+150℃以上
组织粗化的贝氏体 + 少量铁
素体
图3x)
调质态(欠热) Ac1~Ac3
回火索氏体+未溶铁素体(面积
百分数大于5%)
图3y)
调质态(过热) Ac3+(50℃~150℃) 组织粗化的回火索氏体 图3z)
注:Ac1 表示钢加热时向奥氏体转变的温度。
a) ZG200-400退火态欠热组织 b) ZG200-400退火态过热组织
c) ZG200-400正火(正火+回火)态欠热组织 d) ZG200-400正火(正火+回火)态过热组织
e) ZG230-450退火态欠热组织 f) ZG230-450退火态过热组织
图3 铸钢件不同热处理状态下的欠热或过热金相组织
g) ZG230-450正火(正火+回火)态欠热组织 h) ZG230-450正火(正火+回火)态过热组织
i) ZG270-480退火态欠热组织 j) ZG270-480退火态过热组织
k) ZG270-480正火(正火+回火)态欠热组织 l) ZG270-480正火(正火+回火)态过热组织
图3 铸钢件不同热处理状态下的欠热或过热金相组织 (续)
m) ZG270-480调质态欠热组织 n) ZG270-480调质态过热组织
o) ZG310-570退火态欠热组织 p) ZG310-570退火态过热组织
q) ZG310-570正火(正火+回火)态欠热组织 r) ZG310-570正火(正火+回火)态过热组织
图3 铸钢件不同热处理状态下的欠热或过热金相组织 (续)
s) ZG310-570调质态欠热组织 t) ZG310-570调质态过热组织
u) ZG650-830退火态欠热组织 v) ZG650-830退火态过热组织
w) ZG650-830正火(正火+回火)态欠热组织 x) ZG650-830正火(正火+回火)态过热组织
图3 铸钢件不同热处理状态下的欠热或过热金相组织 (续)
y) ZG650-830调质态欠热组织 z) ZG650-830调质态过热组织
图3 铸钢件不同热处理状态下的欠热或过热金相组织 (续)
6 晶粒度测定
6.1 碳钢和低合金钢铸件的铁素体平均晶粒度的测定,应按GB/T 6394-2017的规定执行。
6.2 碳钢和低碳低合金钢铸件的铁素体平均晶粒度评级图(评级用试样应按GB/T 6394-2017图Ⅰ
制作)见图4,在放大100倍,直径为70mm的视场下,对照相应评级图进行评定。
a) 1级 b) 2级
图4 碳钢和低碳低合金钢铸件的铁素体平均晶粒度评级图
c) 3级 d) 4级
e) 5级 f) 6级
g) 7级 h) 8级
图4 碳钢和低碳低合金钢铸件的铁素体平均晶粒度评级图 (续)
7 非金属夹杂物检验
7.1 检验方法
7.1.1 试样抛光后用金相显微镜检验。夹杂物类型检验可放大至能分辨的倍率,定量检验放大100倍。
本文件中评级图片相当于100倍下抛光平面上面积为0.5mm2的(即边长为0.710mm)正方形视场。
7.1.2 检验时应首先观察整个受检面,然后按最差视场,对照评级图,分别评定级别,评定时可评半级。
7.1.3 外来夹杂物应在检验报告中以文字说明。
7.2 检验项目及评级图
7.2.1 夹杂物类型
夹杂物类型按图5进行评定,其类型说明见表4。
a) Ⅰ型夹杂物 ×100 b) Ⅰ型夹杂物 ×500
c) Ⅱ型夹杂物 ×100 d) Ⅱ型夹杂物 ×500
图5 夹杂物类型评定图谱
e) Ⅲ型夹杂物 ×100 f) Ⅲ型夹杂物 ×500
g) Ⅳ型夹杂物 ×100 h) Ⅳ型夹杂物 ×500
i) Ⅴ型夹杂物 ×100 j) Ⅴ型夹杂物 ×500
图5 夹杂物类型评定图谱 (续)
k) 外来夹杂物 ×100 l) 外来夹杂物 ×500
图5 夹杂物类型评定图谱 (续)
表4 夹杂物类型评定说明
夹杂物类型 说 明 图谱
Ⅰ型
包含氧化物、表面附有硫化物的硅酸盐类夹杂物和复合二氧化硅玻璃体等球状夹
杂物
图5a)、图5b)
Ⅱ型 包含灰色点条状硫化铁锰及其与氧化铁锰共晶型夹杂物等点网状分布夹杂物 图5c)、图5d)
Ⅲ型
包含黑色多角形含三硫化二铝的复合夹杂物和钢中添加钒、铬等出现的多角形夹杂
物以及其他非球状分布夹杂物
图5e)、图5f)
Ⅳ型 三氧化二铝树枝晶形夹杂物,在光学显微镜下呈群状 图5g)、图5h)
Ⅴ型 以氧化铁为主要成分的单颗粒球状的二次氧化夹杂物 图5i)、图5g)
外来夹杂物 钢水浇注时带入的夹渣,耐火材料等粗大颗粒夹杂物 图5k)、图5l)
7.2.2 Ⅱ型夹杂物
Ⅱ型夹杂物分5个等级,按图6进行评定,其评级说明见表5。
a) 1级 ×100 b) 2级 ×100
图6 Ⅱ型夹杂物评级图
c) 3级 ×100 d) 4级 ×100
e) 5级 ×100
图6 Ⅱ型夹杂物评级图 (续)
表5 Ⅱ型夹杂物评级说明
级别 说 明 评定图
1 灰色短条状,长度不大于20μm,网状分布不明显,同时有Ⅲ型夹杂物共存 图6a)
2 灰色短条状,长度不大于20μm,网状分布较明显,较少其他类型夹杂物共存 图6b)
3 灰色短条状,长度不大于40μm,网状分布明显 图6c)
4 灰色点状或短条状,紧密排列呈网状分布 图6d)
5 大量灰色点状或短条状,呈聚集不均匀网状分布 图6e)
7.2.3 Ⅰ型和Ⅲ型夹杂物
Ⅰ型、Ⅲ型夹杂物分细系和粗系两类,级别按图7进行,其评级说明见表6。细系和粗系超过3级
后,应根据夹杂物的数量评定级别,3.5级对应100倍视场内点数最小值为49,4级对应100倍视场内点
数最小值为64。
a) 细系:0.5级 ×100 b) 细系:1级 ×100
c) 细系:1.5级 ×100 d) 细系:2级 ×100
e) 细系:2.5级 ×100 f) 细系:3级 ×100
图7 Ⅰ型和Ⅲ型夹杂物评级图
g) 粗系:0.5级 ×100 h) 粗系:1级 ×100
i) 粗系:1.5级 ×100 j) 粗系:2级 ×100
k) 粗系:2.5级 ×100 l) 粗系:3级 ×100
图7 Ⅰ型和Ⅲ型夹杂物评级图 (续)
表6 Ⅰ型和Ⅲ型夹杂物评级界限(最小值)
类 别 级 别 100倍视场内点数 评级图
细系
粒径不大于8μm
0.5 1 图7a)
1 4 图7b)
1.5 9 图7c)
2 16 图7d)
2.5 25 图7e)
3 36 图7f)
粗系
粒径大于8μm且
小于13μm
0.5 1 图7g)
1 4 图7h)
1.5 9 图7i)
2 16 图7g)
2.5 25 图7k)
3 36 图7l)
......
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