Foreword i 1 Scope 2 Normative references 3 Terms and definitions 4 Designation of material 5 Manufacturing process 6 Technical requirements 7 Test piece preparation 8 Test methods 9 Inspection rules 10 Marking, quality certificate, rust prevention, packaging, storage and transportation Annex A (Informative) Manufacturing process of austempered ductile iron castings Annex B (Informative) Unnotched impact test Annex C (Informative) Additional information on mechanical and physical properties Annex D (Informative) Performance characteristics and application examples by grades of austempered ductile irons Annex E (Informative) Guidance values for tensile strength and elongation after fracture for test piece cut from a casting Annex F (Informative) Guidance values for Brinell hardness Annex G (Normative) Sectioning procedure for cast samples Annex H (Informative) Cross-references of similar grades of austempered ductile irons Bibliography

1 范围 本文件规定了等温淬火球墨铸铁件的材料牌号、订货信息、制造工艺、技术要求、试样制备、试验方法、检验规则及标志、质量证明书、防锈、包装和贮运。 本文件适用于砂型或导热性与砂型相当的铸型铸造并经等温淬火热处理的球墨铸铁件。其他铸造方法(如金属型、金属型覆砂、壳型、熔模铸造和连续铸造等)生产的等温淬火球墨铸铁件，可参照使用。 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 223.3 钢铁及合金化学分析方法 二安替比林甲烷磷钼酸重量法测定磷量 GB/T 223.12 钢铁及合金化学分析方法 碳酸钠分离-二苯碳酰二肼光度法测定铬量 GB/T 223.18 钢铁及合金化学分析方法 硫代硫酸钠分离-碘量法测定铜量 GB/T 223.23 钢铁及合金 镍含量的测定 丁二酮肟分光光度法 GB/T 223.26 钢铁及合金 钼含量的测定 硫氰酸盐分光光度法 GB/T 223.58 钢铁及合金化学分析方法 亚砷酸钠-亚硝酸钠滴定法测定锰量 GB/T 223.60 钢铁及合金化学分析方法 高氯酸脱水重量法测定硅含量 GB/T 223.68 钢铁及合金化学分析方法 管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量 GB/T 223.69 钢铁及合金 碳含量的测定 管式炉内燃烧后气体容量法 GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法 GB/T 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 5611 铸造术语 GB/T 5612 铸铁牌号表示方法 GB/T 5677 铸件 射线照相检测 GB/T 5678 铸造合金光谱分析取样方法 GB/T 6060.1 表面粗糙度比较样块 第1部分：铸造表面 GB/T 6414 铸件 尺寸公差、几何公差与机械加工余量 GB/T 9441 球墨铸铁金相检验 GB/T 9443 铸钢铸铁件 渗透检测 GB/T 9444 铸钢铸铁件 磁粉检测 GB/T 11351 铸件重量公差 GB/T 14203 火花放电原子发射光谱分析法通则 GB/T 15056 铸造表面粗糙度 评定方法 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 20125 低合金钢 多元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法 GB/T 24234 铸铁 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法(常规法) GB/T 34904 球墨铸铁件 超声检测 3 术语和定义 GB/T 5611界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 等温淬火球墨铸铁 austempered ductile iron；ADI 通过等温淬火热处理得到的以奥铁体为主要基体的球墨铸铁材料。 注：等温淬火球墨铸铁也称为奥铁体球墨铸铁。 3.2 等温淬火热处理 austempering of ductile iron 将球墨铸铁件加热到一定温度(奥氏体开始形成温度以上)并保温足够时间，使碳扩散到奥氏体中，随后以避免产生珠光体的速度冷却至一定温度(马氏体开始转变温度以上)，保温足够时间，使基体组织转变以得到期望性能的热处理过程。 3.3 奥铁体 ausferrite 主要由针状铁素体和高碳奥氏体组成的球墨铸铁显微组织。 3.4 铸件的主要壁厚 relevant wall thickness of casting 代表铸件材料力学性能的铸件断面厚度。 3.5 并排试块 side-by-side cast sample 和铸件用同一浇注系统，与铸件并排浇注的试块。 4 材料牌号 4.1 等温淬火球墨铸铁材料牌号的表示，应符合GB/T 5612的规定。 4.2 依据单铸、并排或附铸试块加工的试样(L0＝5d)测得的最小抗拉强度值和最小断后伸长率，将等温淬火球墨铸铁分为6个牌号，见表1。 表1 单铸、并排或附铸试块的力学性能 材料牌号 铸件的主要壁厚t mm 抗拉强度Rm MPa(min.) 屈服强度Rp0.2 MPa(min.) 断后伸长率A5(L0＝5d) ％(min.) 断后伸长率A4(L0＝4d) ％(min.) QTD800-11 QTD800-11R t≤30 800 550 11 12 30＜t≤60 750 550 7 8 60＜t≤100 720 550 6 7 QTD900-9 t≤30 900 650 9 10 30＜t≤60 850 650 6 7 60＜t≤100 820 650 5 6 QTD1050-7 t≤30 1050 750 7 8 30＜t≤60 1000 750 5 6 60＜t≤100 970 700 4 5 QTD1200-4 t≤30 1200 850 4 5 30＜t≤60 1170 850 3 4 60＜t≤100 1140 850 2 3 QTD1400-2 t≤30 1400 1100 2 3 30＜t≤60 1300 由供需双方商定 2 由供需双方商定 60＜t≤100 1250 由供需双方商定 1 由供需双方商定 QTD1600-1 t≤30 1600 1300 1 1 30＜t≤60 1450 由供需双方商定 由供需双方商定 60＜t≤100 1300 由供需双方商定 由供需双方商定 经过适当的热处理，屈服强度最小值可按本表规定，而随铸件壁厚增大，抗拉强度和断后伸长率会降低 注1：由于铸件复杂程度和各部分壁厚不同，其性能是不均匀的。 注2：字母R表示该牌号有室温(23℃)冲击性能值。 4.3 按硬度值的大小，将抗磨等温淬火球墨铸铁分为两个材料牌号，见表2。 表2 抗磨等温淬火球墨铸铁的力学性能 材料牌号 布氏硬度HBW(min.) 其他性能(仅供参考) 抗拉强度Rm MPa(min.) 屈服强度Rp0.2 MPa(min.) 断后伸长率A5 ％(min.) QTD-HBW400 400 1400 1100 2 QTD-HBW450 450 1600 1300 1 注1：最大布氏硬度由供需双方商定。 注2：400HBW和450HBW如换算成洛氏硬度分别约为43HRC和48HRC。 5 制造工艺 5.1 等温淬火球墨铸铁的铸造工艺和等温淬火热处理工艺应由供方自行确定。 5.2 铸件化学成分由供方自行确定，但应保证铸造和热处理工艺采用与已验收认可的首批样件同样的工艺参数。 5.3 等温淬火球墨铸铁件的制造工艺可见附录A。 6 技术要求 6.1 单铸、并排或附铸试样的力学性能 6.1.1 根据砂型或导热性与砂型相当的铸型铸造的厚度或直径25mm的单铸、并排或附铸试块加工的试样(L0＝5d)，测得的最小力学性能来确定材料的牌号，相当于表1中铸件的主要壁厚t≤30mm的性能。 6.1.2 试样原始标距等于4倍试样直径(L0＝4d)时，等温淬火球墨铸铁的力学性能见表1。 6.1.3 等温淬火球墨铸铁试样的力学性能应符合表1的规定。如需方有要求时，冲击性能应符合表3的规定。无缺口试样测试冲击性能值，见附录B的表B.1。 表3 单铸、并排和附铸试块V型缺口试样的最小冲击吸收能量 材料牌号 铸件主要壁厚t mm 室温(23±5℃)下最小冲击吸收能量KV J 3个试样的平均值 单个值 QTD800-11R t≤30 30＜t≤60 60＜t≤100 10 9 8 9 8 7 6.1.4 等温淬火球墨铸铁的其他力学性能和物理性能见附录C。 6.1.5 等温淬火球墨铸铁各牌号的性能特点及应用示例见附录D。 6.2 铸件本体试样的力学性能 6.2.1 如需要，经供需双方商定可从铸件本体指定部位切取试样测试其性能。铸件本体力学性能见附录E。 6.2.2 铸件本体性能可能等于或小于表1和表3的规定值。 6.3 硬度 6.3.1 附录F给出了各材料牌号布氏硬度范围指导值。 6.3.2 抗磨等温淬火球墨铸铁的布氏硬度应符合表3的规定，表3中的其他力学性能仅供参考。 6.4 石墨形态 石墨形态以Ⅵ型为主，球化率不小于85％，石墨球数每平方毫米不低于100个。 6.5 基体组织 6.5.1 等温淬火球墨铸铁的基体组织主要为奥铁体，其他组织(如珠光体、马氏体、碳化物)的含量，以不影响所要求的力学性能为原则。 6.5.2 不完全奥氏体化热处理可用于生产QTD 800-11和QTD 800-11R，其基体组织是先共析铁素体和奥铁体的混合组织。不完全奥氏体化热处理的球墨铸铁要求比表1中规定的牌号有更高的淬透性。 6.5.3 铸件某些断面的冷却速度可能不足以完全避免珠光体或其他组织的形成，这些显微组织的最大值及这些部位的力学性能可由供需双方商定。 6.5.4 可以通过无缺口试样的冲击试验，间接地了解铸件热处理后得到的显微组织情况。 6.6 几何形状及其尺寸公差 铸件的几何形状及其尺寸应符合图样或有关技术要求的规定。无特殊要求时，铸件尺寸和几何公差应按GB/T 6414的规定选择。 6.7 重量公差 铸件的重量公差应符合图样或有关技术要求的规定。无特殊要求时，应按GB/T 11351的规定选择。 6.8 表面质量 6.8.1 铸件表面的粘砂、氧化皮等应清除干净；修整多肉，去除浇冒口残余、芯骨及内腔残余物等。铸件允许的浇冒口残余、多肉、飞翅、披缝残余、内腔清洁度等，应符合需方图样的技术要求或供需双方订货协议的要求。 6.8.2 铸件表面粗糙度应符合图样或有关技术要求的规定。无特殊要求时，应按GB/T 6060.1的规定选择粗糙度等级。 6.8.3 铸件加工面上允许存在能加工去除掉的表面缺陷。铸件非加工面上及其内部允许的缺陷种类、数量、范围，应符合图样或产品技术要求或供需双方订货协议的规定。 6.8.4 在不影响使用性能的前提下，允许对铸件表面缺陷进行修补，修补方法与等级由供需双方商定。 6.8.5 铸件不准许存在有影响使用性能的铸造和热处理缺陷(如裂纹、冷隔、缩孔、夹渣、气孔、氧化皮、脱碳等)存在。 6.9 特殊要求 需方对铸件有磁粉探伤、渗透探伤、超声波检验、射线检验要求时，由供需双方商定。 7 试样制备 7.1 一般要求 7.1.1 试样应代表同批次所生产的铸件。 7.1.2 试块与铸件应采用同样的材料、铸造工艺和热处理工艺。 7.1.3 应根据铸件的重量和壁厚来选择试块的类型和尺寸(单铸、并排、附铸或本体试块的类型和尺寸见表4)，除非另有约定，试块的类型应由供方确定。当铸件单重等于或超过2000kg，且主要壁厚超过60mm时，应优先采用附铸试块或并排试块。 表4 与铸件主要壁厚对应的铸造试块的类型、尺寸及拉伸试样直径 铸件主要壁厚t/mm U型选择方案1(见图1) Y型选择方案2(见图2) 圆棒型选择方案3(见图3) 附铸试块(见图4) 优先选用的拉伸试样直径ad/mm t≤12.5 — Ⅰ 类型b，c A 7(圆棒型：14mm) 12.5＜t≤30 — Ⅱ 类型a，b，c B 14 30＜t≤60 b Ⅲ — C 14 60＜t≤200 — Ⅳ — D 14 a 按照图5试样的其他直径由供需双方商定。 b 该铸造试块的冷却速率对应于40mm壁厚。 7.1.4 型内球化时，不应使用单铸试块。 7.1.5 所有的试块都应有明显的标记，以保证铸件质量的可追溯性。 7.1.6 拉伸试样和冲击试样应经等温淬火热处理后的试块加工而成。如试样需在试块热处理前加工，应由供需双方商定。 7.2 铸造试块和试样 7.2.1 单铸试块 7.2.1.1 试块应在与铸件相同的铸型或导热性能相当的铸型中单独浇注。也可以选择和浇注铸件相似的浇注系统中单独浇注。 7.2.1.2 单铸试块应与它所代表的铸件用同一批次的铁液浇注，并在该批次铁液的后期浇注。 7.2.1.3 单铸试块的类型和大小如图1、图2或图3所示。 单位为毫米 标引符号说明： Z——不同规格的拉伸试样的总长度。 图1 单铸试块或并排试块——U型试块(选择方案1) 单位为毫米 尺寸 型式 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ u 12.5 25 50 75 ν 40 55 100 125 x 25 40 50 65 y 135 140 150 175 z 根据图5所示不同规格的拉伸试样的总长Lt确定 试块铸型吃砂量：Ⅰ、Ⅱa和Ⅱb型试块最小吃砂量40mm，Ⅲ型和Ⅳ型试块最小吃砂量80mm。 对于薄壁铸件或金属型铸件，其抗拉强度可由供需双方商定。并用厚度u小于12.5mm的试块加工成的拉伸试样来测定。 标引符号说明： u——试块取样位置的厚度； ν——试块顶端厚度； x——试块取样位置的高度； y——试块总高； z——试块总长。 图2 单铸试块或并排试块——Y型试块(选择方案2) a)a型 b)b型 c)c型 单位为毫米 类型 A B D H Hb Lf Ln Lt W a 4.5 5.5 25 50 — Lt＋20 Lf－50 根据图5所示不同规格拉伸试样的总长度 100 b 4.5 5.5 25 50 — Lt＋20 Lf－50 50 c 4.0 5.0 25 35 15 Lt＋20 Lf－50 50 Lt应由试块按图5加工而得的试样所允许的尺寸来确定。试块最小吃砂量为40mm。 标引符号说明： Ln——试棒浇注系统总长； B——试棒浇口宽度； Lt——试棒总长； D——试棒直径； Lf——试棒铸型总长； H——试棒铸型下型高度； A——试棒浇口厚度； Hb——试棒铸型下型高度。 W——试棒铸型宽度； 图3 单铸试块、并排试块和附铸试块——圆棒型试块(选择方案3) 7.2.1.4 试块从铸型取出时的温度应与铸件打箱时的温度相当，一般不超过500℃。 7.2.2 并排试块 7.2.2.1 并排试块代表与其同时浇注的铸件，也代表所有与其有相同主要壁厚的同批次铸件。 7.2.2.2 代表同批次铸件力学性能的并排试块应在最后一箱浇注。 7.2.2.3 并排试块的类型和大小如图1、图2或图3所示。 7.2.3 附铸试块 7.2.3.1 附铸试块附铸在它所代表的铸件上，有与铸件主要壁厚相应的厚度，并与铸件同一批次热处理。 7.2.3.2 附铸试块应在同批次铸件的最后一箱浇注。 7.2.3.3 附铸试块的类型和大小如图3或图4所示。 标引说明： 1——铸件； c——附铸试块和铸件连接部位的宽度； a——附铸试块宽度； h——附铸试块高度； b——附铸试块和铸件连接部位的高度； Lt——附铸试块长度。 单位为毫米 类型 铸件的主要壁厚t a bmax cmin h 最小吃砂量 Lt Aa t≤12.5 15 11 7.5 ＞20～30 40 根据图5所示不同规格拉伸试样的总长确定 B 12.5＜t≤30 25 19 12.5 ＞30～40 40 C 30＜t≤60 40 30 20 ＞40～65 80 D 60＜t≤200 70 52.5 35 ＞65～105 80 a 如选用比A型更小尺寸的附铸试块时，应采用下式计算关系：b＝0.75a，c＝0.5a。 图4 附铸试块(选择方案4)