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（正式版）

CCSJ31一般工程与结构用碳钢及低合金钢铸件金相检验2023-11-27发布国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I前言 l2规范性引用文件 3术语和定义 4试样的选取与制备 5金相组织检验 26晶粒度测定 7非金属夹杂物检验 8检验报告 ⅢGB/T43409—2023本文件按照GB/T1.1—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》的规定起草。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。本文件由全国铸造标准化技术委员会(SAC/TC54)提出并归口。本文件起草单位：中国机械总院集团沈阳铸造研究所有限公司、江西樟树市福铃内燃机配件有限公司、江苏万恒铸业有限公司、佛山市中凯检测技术有限公司、广东华昌集团有限公司、浙江泰瑞重型机械有限公司、中铁宝桥集团有限公司、中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司、通裕重工股份有限公司、中国重型汽车集团有限公司、中车长春轨道客车股份有限公司、兰州兰石检测技术有限公司、哈尔滨电机厂有限责任公司、山东天力机械铸造有限公司、大唐锅炉压力容器检验中心有限公司、海安海太铸造有限公司、二重(德阳)重型装备有限公司、中铁七局集团有限公司、中煤北京煤矿机械有限责任公司、北京工业职业技术学院、浙江机电职业技术学院、湖南紫荆新材料科技有限公司、益阳紫荆福利铸业有限公司、河南省诚建检验检测技术股份有限公司、三明市金圣特种钢有限公司、厦门瑞德利校准检测技术有限公司、三明市毅君机械铸造有限公司、惠州市卓能检测技术有限公司、濮阳市海林特种设备制造防护有限公司、江苏凯特汽车部件有限公司、江苏竣昌科技有限公司、重庆中昆新材料科技有限公司、漳州恒昌机械制造有限公司、青岛立博汽车零部件精密铸造有限公司、青岛旺升源金属科技有限公司、深圳市常丰激光刀模有限公司、深圳赤湾胜宝旺工程有限公司、河南大方重型装备有限公司、聊城市广利机械配件有限公司。1一般工程与结构用碳钢及低合金钢铸件金相检验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/T5611铸造术语GB/T6394—2017金属平均晶粒度测定方法GB/T7232金属热处理工艺术语GB/T13298金属显微组织检验方法GB/T20566钢及合金术语3术语和定义GB/T5611、GB/T7232、GB/T20566界定的以及下列术语和定义适用于本文件。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。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/T13298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)。25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(正火十回火)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)魏氏组织十块状铁素体十珠光体图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)贝氏体十针状铁素体图le)a)ZG200-400铸态组织b)ZG230-450铸态组织图1铸态金相组织3c)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低碳钢铸件ZG200-400退火态Ac₃+(50℃~150℃)铁素体十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℃)铁素体十细小块状珠光体，铁素体晶粒度不小于5级图2b)ZG230-450退火态Ac₃+(50℃~150℃)铁素体十网状分布的珠光体，铁素体晶粒度不小于5级图2c)4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低碳钢铸件ZG230-450正火(正火十回火)态Ac₃+(50℃~150℃)铁素体十细小块状珠光体，铁素体晶粒度不小于5级图2d)ZG270-480退火态Ac₃+(50℃~150℃)铁素体十网状分布的珠光体，铁素体晶粒度不小于5级图2e)正火(正火十回火)态Ac₃+(50℃~150℃)细小块状及条状铁素体十珠光体，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)中碳钢铸件ZG310-570退火态Ac₃+(50℃~150℃)细小均匀的珠光体十块状铁素体，铁素体晶粒度不小于5级图2h)正火(正火十回火)态Acs+(50℃~150℃)细小均匀的珠光体十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Acs+(50℃~150℃)细小均匀的贝氏体+少量铁素体图21)调质态Ac₃+(30℃~50℃)回火索氏体，组织均匀注：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5c)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)6h)ZG310-570退火态组织i)ZG310-570正火(正火+回火)态组织j)ZG310-570k)ZG650-830退火态组织调质态组织I)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)7m)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低碳钢铸件退火态(欠热)Ac₁~Ac₃铁素体+断续网状分布的珠光体十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),铁素体晶粒度小图3b)正火(正火十回火)态(欠热)Ac₁~Ac₃铁素体十断续网状分布的珠光体十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)铁素体十珠光体十魏氏组织(组织粗化)图3d)退火态(欠热)Ac₁~Acs铁素体十网状分布的珠光体+残留铸态组织图3e)退火态(过热)Ac₃+150℃以上铁素体十珠光体(组织粗化),铁素体晶粒度小于5级图3f)正火(正火十回火)态(欠热)Ac₁~Ac₃铁素体十珠光体十残留铸态组织图3g)正火(正火十回火)态(过热)Ac₃+150℃以上铁素体十珠光体十魏氏组织(组织粗化)图3h)8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低碳钢铸件退火态(欠热)Ac₁~Ac₃铁素体十网状分布的珠光体十残留铸态组织图3i)退火态(过热)Ac₃+150℃以上组织粗化的铁素体十珠光体，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十网状铁素图31)调质态(欠热)Ac₁~Ac₃回火索氏体十未溶铁素体(面积调质态(过热)Ac₃+(50℃~150℃)组织粗化的回火索氏体图3n)中碳钢铸件退火态(欠热)Ac₁~Ac₃珠光体十铁素体十残留铸态组织图3o)退火态(过热)Ac₃+150℃以上组织粗化的珠光体十条块状铁素体图3p)正火(正火+回火)态(欠热)Ac₁~Ac₃体十残留铸态组织图3q)正火(正火十回火)态(过热)Ac₃+150℃以上组织粗化的珠光体十网状分布的铁素体十魏氏组织图3r)调质态(欠热)Ac₁~Ac₃回火索氏体十未溶铁素体(面积图3s)调质态(过热)Ac₃+(50℃~150℃)组织粗化的回火索氏体图3t)退火态(欠热)Ac₁~Ac₃留铸态组织图3u)退火态(过热)Ac₃+150℃以上状铁素体图3v)正火(正火十回火)态(欠热)Ac₁~Ac₃体十残留铸态组织正火(正火十回火)态(过热)Ac₃+150℃以上素体图3x)调质态(欠热)Ac₁~Ac₃回火索氏体+未溶铁素体(面积图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。9a)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i)ZG270-480退火态欠热组织k)ZG270-480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j)ZG270-480退火态过热组织I)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o)ZG310-570退火态欠热组织q)ZG310-570正火(正火+回火)态欠热组织n)ZG270-480调质态过热组织p)ZG310-570退火态过热组织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u)ZG650-830退火态欠热组织w)ZG650-830正火(正火+回火)态欠热组织t)ZG310-570调质态过热组织v)ZG650-830退火态过热组织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/T6394—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/T6394—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。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×100b)I型夹杂物×5图5夹杂物类型评定图谱g)IV型夹杂物×100i)V型夹杂物×100j)V型夹杂物×500k)外来夹杂物×100I)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图谱包含氧化物、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)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51)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。图6Ⅱ型夹杂物评级图图6Ⅱ型夹杂物评级图(续)表5Ⅱ型夹杂物评级说明级别评定图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)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。c)细系：1.5级d细