简介

1.灰铁铸件是以铁和碳为基础的铸造合金，后者主要以薄片状石墨微粒的形式呈现。

2.灰铁的性能取决于石墨的形式和分布状态，及矩阵结构。

3.本标准按不同的机械性能,或者抗拉,或者硬度,对灰铁进行了分类。

4.灰铁的其它技术参数在附录A到C中列出。

附录A “除表1和2的其它机械和物理性能信息”

附录B “硬度与抗拉强度的关系”

附录C”灰铁抗拉强度,硬度及截面厚度间的关系”

注：该标准不含灰铁件技术交付条件。交付条件参考EN 1559-1和EN 1559-3。

1.       范围

本标准描述了砂铸或相当热扩散率铸件非合金或低合金灰铁的性能。

本标准灰铁性能描述如下:

a)       单独铸造的试棒，或在定单接受时生产商和采购方一致同意，即时试棒或从铸件上切取的试棒（看图表1）的抗拉强度。

b)      定单接受时生产商和采购方一致同意，在铸件(看图表1)，或即时试棒上进行的材料硬度检测。

本标准对prEN 877-1下的灰铁管或接头零件不适用。

本标准按抗拉强度与布氏硬度分别描述了6种灰铁（见表1,表2）。

2 参考标准

本标准由其它过期及未过期的参考文件组成。这些参考文件在本文的适当地方作了标注,包括出版情况。对过时的文件,本标准通过修改或修订,将其纳入本规范.对未过时的文件,其最新版本适用.

EN 1559-1

铸造-技术交付条件-第1部分：总则

EN 1559-3

铸造-技术交付条件-第3部分：铸铁件的其它要求

EN 10002-1

金属材料-抗拉测试-第1部分：测试方法（环境温度）

EN 10003-1

金属材料-布氏硬度测试-第1部分：测试方法

注：拟定本标准用到的参考文件，在文章适当的位置作了标注，在参考目录,附录D也有标注。

3.定义

本标准采用下述定义：

3.1 灰铁

活性碳以石墨,主要是以薄片状(薄碳)形式出现的铁-碳铸造材料。

注：石墨结构与分布按EN ISO 945的规定。

3.2 相关硬度

根据经验,测量硬度与从抗拉强度计算出来的硬度的比率(也称为RH)。

注： RH主要受原材料，熔炼工艺和金相工作方法的影响,通常处于0.8到1.2。

3.3 相关壁厚

机械性能适合的壁厚

注：相关壁厚是2倍的模,或两倍的量/表面的比率.

4 名称

材料应如表1或2按标志和数值进行命名。

5.订单信息

采购方应提供下述信息：

a)       本标准的编号（EN 1561）

b)      材料的名称

c)       定单接受时的一些特殊要求（看EN 1559-1 和EN 1559-3）

6 制造

灰铁的制造方法和化学成分应该由制造商来判断，并保证定单中的材料等级符合本标准所定义的要求。

    注:如果灰铁用于生产特殊用途(产品)时,其化学结构与热处理,可以在订单接受时,由生产商与采购商另成协议.

7 要求

7.1 机械性能

除EN 1559-1和EN 1559-3外，定单应该明确规定是在单独铸造试块上测量抗拉强度，或在铸件上测量布氏硬度氏特征性能。如果没有这样做，生产商应该根据抗拉强度来确定材料。

仅在定单接受时，特征性能应该被核实。

7.2 抗拉性能

7.2.1 从单独铸块上加工的试棒

这6种以抗拉强度(按9.1的方法,用从单独试块上加工的试棒进行测量)来定义的灰铁的抗拉性能,应和表1种的要求保持一致。

7.2.2从即时样块上加工的试棒

应与表1的要求保持一致。

7.2.3 从铸件上截取的试棒

1） 如果可以的话，由抗拉强度确定的六种灰铁从铸件上截取的试棒的抗拉强度,在订单接受时,应由生产商与采购方达成一致，且这些抗拉性能应该按协议的要求。

图表1：灰铁的抗拉强度

1)      如果使用的是即时试块，铸件的相关壁厚,在定单接受时应取得一致。

1） 如果在定单接受时,抗拉强度已商定，试块的类型也需要在定单上注明（看8.2）。如果没有商定，试块类型由制造商来判断。

2） 为了接收,给等级的抗拉强度应该在其名义值n（位置5的材料符号）和（n+100）N/mm²之间.

3） 该表为简单结构不同壁厚铸件和特定灰铁材料统一壁厚铸件的提供指导,对于非统一壁厚铸件或含有芯孔的铸件,表中所给值只是不同截面的抗拉强度的参考值,铸件的设计应基于铸件关键部位测量的抗拉强度.

4） 这些值只是指导性的，而非强制性的。

5） 该值作为相关壁厚范围的下限。

6） 该值对应于直径为30 mm,相关壁厚为15mm的即时试块。

注1：1N/mm²等于1Mpa。

注2：对于高阻尼容量和导热性，EN-GJL-100（EN-JL1010）是最适合的。

注3：材料名称与EN 1560一致。

注4：粗体表示相关等级的最小抗拉强度。

7.3 硬度性能

6种以硬度(按9.2的方法进行测量)来定义的灰铁的布氏硬度,如表2

如果不能按照EN 10003-1进行布氏硬度测试，可以选用其他方法，但应该和布氏硬度是相关值。

如果订购的铸件是基于硬度的,则接受定单接受时,相关壁厚和测试位置应达成一致。对不同壁厚范围

表2里所列出的不同等级,壁厚在(40mm，80mm)(大于40MM,小于等于80毫米)的硬度值对其壁厚范围而言是强制的。

注1:本节讲了灰铁的硬度等级.

注2:原则上,机械性能与抗磨损要求比较重量时,这个分类有效.

注3:对小厚度范围≤40毫米给定的硬度值,只是期望值.

注4:对相关厚度超过80毫米的,等级不按硬度划分.

表2: 灰铸铁件商定测试位置的强制与期望的布氏硬度

8. 试块

8.1 总则

试块必须提供,以确认材料等级。

如果改变材料的性能用到热处理,那么当铸件提交时，试块也需要用同样的方法进行热处理。

8.2 抗拉测试

8.2.1 单独浇注的试块

为确定材料等级,单独浇注的试块应如图1所示垂直浇注。铸模可以是砂模或具有同等热扩散率的铸模。这些铸模可以设计成可同时浇注几件样品的。

长度L应根据试棒A或B的长度（见9.1）以及所使用的夹具来决定。

铸模的其他尺寸应该符合图形1中的尺寸要求。

所有的尺寸单位都是毫米

图1:单独浇注的试块

为反映特殊铸件的性能（抗拉强度的可能值在图C.1中已给出）,其他尺寸的试块和采用的其他浇注工艺，生产商与采购方可以达成协议.

试块应由将提交的铸件的材料来生产，且与铸件在同一时间里浇注。

单独浇注试块的频率应该与生产商所采用的工序质量保证体系一致。

试块的脱模应该在不超过500℃的温度下进行。

注：然而，制造商和购买方可以商定在超过500℃的温度脱模, 如果铸件也是在这个温度脱模的话。

8.2.2 即时试块

用于按条款7所描述的测试的试棒,应该从即时试块上切取，如图2或3所示。试棒应与7.2.2一致。试块类型应与将提交的铸件几乎相同的冷却条件.试块及其在铸件上的位置,应由生产商和采购方达成一致。如果没有协议，生产商可以试块类型,且应在铸件的代表性位置。

注1：图2和3里列出了两种可能的尺寸，较大试棒的尺寸选择显示在括弧里。小尺寸的适用于壁厚小于80mm的铸件，大尺寸的适用于壁厚大于等于80mm的铸件。

长度L根据试棒的长度和夹具来确定。

注2： 仅当铸件超过20mm厚且重量超过200kg时即时试块才适用。

8.2.3 取自铸件的试块

表1列出了取自简式铸件的试块的最小抗拉强度值。

注：不同壁厚的铸件的值可以和表1中给出的不一样。

8.3 硬度测试

硬度测试可能按8.2.1描述的单独浇注试块进行。

另外，如果生产商和采购方达成一致，可以在如图4所示的试棒(Brinell头)上实施布氏硬度测试。Brinell头的位置,大小和形状,由双方定单接受时商定。

为了实施布氏硬度测试，从铸件上将试棒取出，将切面磨光，然后在光面上测试。

如果铸件要热处理，在热处理没结束之前，Brinell 头不能离开铸件。

9.测试方法

9.1 抗拉测试

用如图5或6的试棒按EN 10002-1要求做抗拉测试

试棒的尺寸应与表3所给尺寸一致。夹区可以是装螺钉的,也可以是平的，以适合夹具。

注：对于一样的材质，用试棒A的实际结果可能会比用试棒B的要稍微高一点。

                             表3:试棒A与B的尺寸  （单位：mm）     

9.2 布氏硬度测试

如果要求测试布氏硬度，应该在商定的位置按EN 1003-1要求进行测试。

10 重复测试

如果有不是因铸件本身的质量问题而是因下述原因造成不能接受的结果时，不进行此测试：

a）  试棒装配错误或测试机器操作有误

b）  缺陷试块或试棒的加工

c）  裂开以后才发现的试棒内部缺陷

如出现上述情况，需要从同一测试单位上取出新的试棒，获得的结果取代有缺陷试棒的结果。

如果抗拉测试未达到最小抗拉强度要求，除以上给出的原因外，需进行两次重复测试。

如果两次重复测试通过，可以认定材料与标准一致。

如果一个或两个重复测试没有达到规定最小抗拉强度，材料应被认定为不符合该标准。

附录 A(参考信息)

除表1与2里列出的其它机械性能和物理属性

机械性能如表A.1所示

物理属性如表A.2所示

定单接受时,如果生产商和采购方达成一致，可以选用备选测试程序，例如楔子渗透测试评估抗拉强度.

表A.1：直径为30毫米单独浇注试棒的机械性能

附录B

硬度和抗拉强度之间关系的附加信息

硬度,抗拉强度,还有杨氏系统与给定等级灰铁的硬度系数是相互影响的,一个特征的增加将导致[7]到[9](见附件D)的其它特征值的增加.硬度与抗拉强度间存在下述经验关系.

HB=RH X (A+B X Rm)

通常接受的值为:

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

RH被称为相关硬度.这个参数通常在0.8到1.2之间变动.因为相关硬度的偏移,给抗拉强度与硬度(见B.1)确定一个明确的限制标准,是很困难的.关于RH的更多信息,参照文献[10]到[17].(见附件D)

RH主要受原材料,熔炼工艺与冶金工艺的影响.在一个铸造厂,这些影响可以保持为一个常数.所以生产商可以指出硬度与相关的抗拉强度。

a)布氏硬度HB

b)抗拉强度Rm,N/平方毫米

c)相关硬度,RH

注:1N/平方毫米等于1MPA.

图B.1:灰铁布氏硬度与抗拉强度间的关系

附录C:

灰铁抗拉强度,硬度,壁厚关系的其它信息.

图C.1提供了最小抗拉强度与相关壁厚间期望关系的其它基本信息,图C.2提供了铸件平均布氏硬度与相关厚度的关系.

不是所有的铸件都可以按表2里的材料等级与相关壁厚生产的,这个在图C.2里有反映.为了达到任何硬度范围的要求,可以用不止一种材料等级,取决于相关壁厚.

这说明了生产商与采购商间就铸件硬度要求以及硬度测试位置规范达成协议是非常重要的.