DIN1693-2-1977非合金与低合金级别的球墨铸铁主体浇铸试件的性能

1、第3页DIN 1693第1部分UDC 669.131.7: 669.15.196: 539.4: 620.1德国标准1977 年 10 月非合金与低合金级别的球墨铸铁DIN 1693主体浇铸试件的性能第2部分1范围与应用本标准适用于表1规定的球墨铸铁主体浇铸试件的试样的特性，主要应用于铸造质啟大 于2000kg和/或截面厚度在50mm与200mm范围内的铸件（紧密型铸件）。如果将该标准应用到质慣较小的铸件和截面厚度较小和 /或截面厚度大于200mm的情况 下，需要在签订采购合约时对铸铁的试样需要保证的特性达成协议。对应于单铸试件，主体浇铸试件可以提供关于铸件特性的比下列范围更多的信息。DIN

2、1693第1部分包含有关丁获取单铸试样的特性的内容。2铸铁试件的性能表1给定了主体浇铸试件需要达到的性能的标准。任何其它要求，例如铸件特定部位的 机械性能，在签订采购合约就要达成协议。针对这样的要求，如在铸件的特定区域需具 备特定的机械特性和/或技术或物理性能，需要由采购方明确的予以标示（例如在图样 ±）o后续页码为2至3页。释义内容在3至4页表1铸铁试件的性能DIN1693第1部分规定的等级铸件的控 制厚度mm mm铸铁试件 的厚 度抗张强 度入N/mmunlegiert und niedriglegiert （AD参数表W3-2铸铁等级；球墨铸铁；非合金与低 合金）1968年3月

3、 可以从下列处所获得：Beuth GmbH and Carl Heymanns Verlag KG ,柏林及科恩两地。 铸件收缩因为收缩引起的尺寸改变Ift不得超过1.2%。4取样将DIN 1605第1部分“材料测试；金属的机械测试；总则与验收”作为总的原 则应用到球墨铸铁紧密型铸件的取样和测试中是合适的。为了测试出表1规定的最小0.2% 屈 服极限 RpO.2）可以参见 AD-Merkblatt W3-2 Gusseisenwerkstoffe; Gusseisen mit Kugelgraphit,*N/mm2 最小破坏 伸长A5% 最小20C时吸收能2i（夏比冲击试 样）A参考数据符号材

4、料 号3件均值焦J最/单件值丰卜结构GGG-40.3 (.7043>30-60>60-200407039037025024015121412119主要为铁索体GGG-40 0.7040>30-60>60-20040703903702502401512主要为铁素 体GGG-50 07050>30-60>60-200407045042030029075铁素体/珠 光体GGG-603)0.7060>30-60>60-200407060055036034021珠光体/铁 素体/GGG-703)0.7070>30-60>60-200407070

5、065040038021主要为珠光 体1）对于铁素体级别而言，可以提供从试验机曲线图获得的屈服点以替代0.2%屈服极限，因为与DIN 50 145相比较，需要更加注意较为严格的过程条件，如释义中所言及。2）对于要求在其它温度条件下的试验应当获得的吸收能的具体值，需要协商确定。3）抗张强度及延伸晟在为了确保耐烤损性能而规定了最小硬度值后，将无法确保。第5页DIN 1693第1部分主体浇铸试件的性能，需要按照图1规定的形状和表2规定的尺寸获得主体浇铸 试件。其它形状的试件需要协商决定。铸件图1主体浇铸试件表2主体浇铸试件的尺寸形状ammbmm最大2体浇铸试彳cmm最小件hmmLt mm1 4030

6、2040 至 60 1252 7052.53570 至 105125与铸件的设计和浇铸及（铁水）补料系统相关的一些因素限制了提供主体浇铸试 件的可行性。主体浇铸试件不得在铸件上添加任何附加的结合点而引发可能出现 铸造缺陷的情况。相反，它们应当优先在向下方向，例如，对于法兰和肋条，提 供较短的垂直尺寸。为了确保热联结方面的紧密性，应当在贯穿试件长度Lt的方向将试件与铸件联结起来。任何使用爆炸型芯或模型填充物以便于脱模过程的， 可能违悖图1要求的布置方式的应用，需要在制造商和采购方之间达成协议。缩 小部分的控制尺寸为b=0.75xafllc=a/2o除此以外的其它形状尺寸需要达成协 议。除非与采购

7、方达成的协议与之ftl反，应当由制作商依据表1和表2确定主体 浇铸试件的位置、尺寸和形状。除非所有规定的热处理都已经完成，不得将主体 浇铸试件取下。唯一的例外允许情况是不会改变其结构的应力释放2,处理。第8页DIN 1693第1部分当试件浇铸在侧面时，应当从底部的三分之二处提取试样。2）可以参见 VDG Merkblatt N 1 , Abbau von Eignspannungen inGussstucken aus Gusseisen mit Lamsllengraphit（VDG数据表N 1 “含层状石墨的铸铁加.的铸件 的残余应力的释放”），可以由德国铸造商联合会（the Verein

8、 Deutscher Giessereifachleut 的图书馆获得，Sohnstrasse 7Q 4000 杜塞尔多夫。5使用主体浇铸试件的特性试验5.1拉伸试验应当按照DIN50145标准使用拉伸试样DIN 50 125-B 14x70进行拉伸试验。5.2豁口试棒冲击弯曲试验参见表1,应当按DIN 50115,在-20C的温度条件下，使用3件DVM试样进行 豁口试棒冲击弯曲试验。5.3试样的数最和试件的尺寸应当根据表2协商确定试样的数战和试件的形状。同时应当提供备份试样以便有 可能进行重复试验。如果预先没有达成任何协议，就由制造商下决定。5.4重复试验5.4.1如果明显由于试件的缺乏或试

9、样的错误制备的原因（但肯定不是因为材料 本身缺乏而引起）而导致试验岀现无法让人满意的结果，那么应当不对该结果进 行认可，而是下决定在满足（试验）要求后在重复相关的试验。5.4.2如果一项性能试验的结果无法满足预先规定的要求，就要进行重复试验。 在这样的情况下，对于每个失败的试验就要对来自同一试验单位的另外一件试件 进行两次进 步的试验。两件试件均有失败的结果，就要（对产品）进行隔离。5.4.3如果两次重复试验的结果均令人满意，可以认为试验单位满足了条件。如 果其中任何一次重复试验的结果不是足够好，就要（对产品）拒绝接收。6关于试验和接收的认可如果对执行试验的标准有要求，在签订合约时就要根据DI

10、N 50 049达成关于认可形式的协议。7铸件的机械强度性能（0.2%屈服极限）表3规定的0.2%屈服极限值是在对截面厚度小于200mm的铸件进行计算时作为 指南的。一旦出现材料的集合（联结点），这些值作为计算的基础，不再是壁厚， 而是最大内接圆柱体的直径。表30.2%屈服极限指导值等级0.2%屈服极限值Fto.2 N/mm2最小值对于壁厚至 50mm大于50至80mm大于80至120mm大于120至200mmGGG-40250 240 230 230GGG-50290 280 270 260GGG-60360 340 330 320GGG-70400 380 370 360释义球墨铸铁与含有

11、层状石墨的铸铁相比较，其特性较为不受壁厚的影响这一事实是 确实的；但对于特定的铸件的向上的尺寸以及特别在与大型手工制模铸件相关的 情况下，还是必须考虑该依赖性（即特性受壁厚的影响）。这样，在相对比较重的铸件和壁厚增厚的情况下，结晶过程和转换过程的减速引 起了机械强度特性与DIN 1693第一部分中对于单铸试件规定的（机械强度特性） 有所不同。其原因如下：a）当冷却过程较慢时每单位体积中出现的结晶核的数就较低，而在壁厚较薄的 情况下，冷却速度较快，每单位体积中出现的结晶核的数武较多，固化速度就更快。这就导致在较大的球状石墨的周围有大范围的金属阵列（共晶单元） 邻接。在与这些边界邻接的区域就有可能

12、出现大范围的偏析而且无法在进一 步地冷却中提供扩散而再进行足够地分散。制造商可以将这一趋势保持到该 种偏析发生在一定地限度之内，方法即为叮以选择合适地成分，并且通过有 效地孕育以便提高晶核地数駅，但无法完全避免该效应。b）大壁厚情况下的慢速结晶过程将导致球形石墨无法确保完全达到理想的圆 球体形状，相反经常岀现二次石墨的形态或类似薄片状（石墨）的情况。通 过仔细选择合适的填料和监控热处理过程还是有可能将工艺效果保证到限度之内。对于同一种基本结构，例如，铁素体结构，这两种效应的后果将是： 首先超出了 0.2%的屈服极限值（仅仅是受到轻微的影响），材料的延伸率也 降低了。这就意味着，随着铸件壁厚的増

13、加，抗拉强度和破断延伸率将降低。c）随着铸件的重量和壁厚的增加，在结晶过程中，邻界（相变）范围的转换将 变慢。这将促进阵列中的铁素体形态。珠光体成分将出现粗带结构并导致硬 度和强度的降低。当在偏析区域内出现可能的珠光体边界时，基本铁素体结第9页DIN 1693第1部分构将更容易建立。为了获得以珠光体阵列为主导结构的（铸件）有必要使用 合金珠光体稳定添加剂，但不能促进晶团边界偏析。在厚壁铸件和重型铸件的试件主体浇铸（而不是试件单铸）的固化和冷却时， 这些过程都应当考虑在内。通过与铸件本体的紧密的热联结，主体浇铸试件 的构成更好，可以提供与铸件相关的机械强度特性。基于标准化的原因，在 主体浇铸试件

14、中使用了两种壁厚，分别为 40mm和70mm。基于铸件的形状 以及浇铸和补料系统的具体情况，再确定这些试样的合适的位置。这样就只 能为之提供一份一般性的建议。主体浇铸试件在反映铸件预期的机械强度特性（的能力）方面远远比单铸试件更 好。不过即使不需要反映铸件的特性，它还是很适用的： 主体浇铸试件的冷却特 性与铸件不同区域的冷却特性不同。在对于单铸试样、主体浇铸试样以及直接取自实际铸件的试样进行的大范围调查 取得大约1000套数据，对于离散区带分析的数学统计方法被用到了寻找构成本 标准的基础的关系中。该项调查的目的是揭示铸件的保证特性与主体浇铸试样的 保证特性之间的关系。但是，现有材料的数駅证实实

15、在太少而无法容许定义该种 保证值。只有对于0.2%屈服极限值，我们发现其与截面厚度的依赖关系仅有相 对较小的离散性，由此就可能按照针对不同的壁厚的区段的指导数，预先估计其 最小值。它们有95%的可能性被超过，并且由此提供了有用的设计基础。因此 出现了下列两种替代方式：延迟标准化的过程直到某一时刻：获取了足够的特性值的数据而可以定义铸 件的最小确保值；-或概略的表述对由球墨铸铁制作的铸件的相关持性的知识到日前所达到的程 度。使用本标准，在目前阶段可以达成取样和测试过程的一致性，其目标是在获取经验后，在理解达到更深的程度的基础上，便利未来的标准化工作。对于在本标准 中提到的等级，给定了下列补充信息

16、。GGG-40它主要是铁素体基础的级別，对制作工艺提出了额外的要求。为了确保铸件整体 的较高的延展性，需要防止出现有较厚的偏析区带的形态。GGG-40.3对于获取大范围的匀质细晶粒材料来说，该等级对于确保吸收能的要求将导致岀 现异常严苛的对于填充材料、熔化工艺和处理工艺的要求。当铸件的壁厚出现大 范围的变化或在结构中珠光体成分的含慣超过10%, 一般就需要进行热处理来第10页DIN 1693第1部分修正（微观）结构。GGG-60制作出来的珠光体/铁索体基本级別一般保留铸造后留黑皮不加工，不经过热处 理的状态。其突出的特点是具有高机械强度和很好的耐磨性能。GGG-70GGG70辱级具有很高的0.2%屈服极限值和抗拉强度，被认为具有主体精细带状 阵列结构。由于厚截面铸件在模具中的慢速冷却，该种结构的获取通常只有采用 添加可实现珠光体稳定化的合金添加剂这一手段。替代方案是