标准编号:	TB/T 2942.1-2020
中文名称:	机车车辆用铸钢件 第1部分：技术要求及检验
英文名称:	Steel castings for rolling stock-Part 1:Technical requirements and inspection
行业分类:	TB    铁路运输行业标准
发布机构:	国家铁路局
发布日期:	2020-5-29
实施日期:	2020-12-1
标准状态:	valid
替代旧标准:	TB/T 2942-2015 机车车辆用铸钢件通用技术条件 TB/T 2451-1993 铸钢中非金属夹杂物金相检验
翻译语言:	英文
文件格式:	PDF

Steel castings for rolling stock - Part 1: Technical requirements and inspection 1 Scope This part of TB/T 2942 specifies the terms and definitions, technical requirements, inspection methods and rules, recording, marking and quality certificate of steel castings for rolling stock. This part is applicable to the manufacturing and inspection of Grade A steel, Grade B steel, Grade B+ steel, Grade C steel, Grade D steel and Grade E steel castings (hereinafter referred to as low-alloy steel castings) for rolling stock and carbon steel castings for general engineering purpose (hereinafter referred to as carbon steel castings). 2 Normative references The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated reference, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition (including any amendments) applies. GB/T 223 Methods for chemical analysis of iron, steel and alloy GB/T 225 Steel - Hardenability test by end quenching (Jominy test) GB/T 228.1-2010 Metallic materials - Tensile testing - Part 1: Method of test at room temperature GB/T 229-2007 Metallic materials - Charpy pendulum impact test method GB/T 231.1 Metallic materials - Brinell hardness test - Part 1: Test method GB/T 4336 Carbon and low-alloy steel - Determination of multi-element contents - Spark discharge atomic emission spectrometric method (routine method) GB/T 5117-2012 Covered electrodes for manual metal arc welding of non-alloy and fine grain steels GB/T 5482 Test method of metallic materials - Dynamic tear GB/T 5611 Foundry terminology GB/T 5678 Sampling methods of spectrochemical analysis for cast alloys GB/T 6414-2017 Castings - Dimensional tolerances and geometrical tolerances and machining allowances GB/T 6803 Test method for drop-weight test to determine nil-ductility transition temperature of ferritic steels GB/T 7232 Terminology of metal heat treatment GB/T 9444 Magnetic particle testing for steel castings GB/T 9448 Safety in welding and cutting GB/T 9452-2012 Testing method for working zone of heat treatment furnace GB/T 11351-2017 Mass tolerances for castings GB/T 15056 Casting surface roughness - Appraising method GB/T 20066 Steel and iron - Sampling and preparation of samples for the determination of chemical composition GB/T 20123 Steel and iron - Determination of total carbon and sulfur content - Infrared absorption method after combustion in an induction furnace (routine method) GB/T 20125 Low-alloy steel - Determination of multi-element contents - Inductively coupled plasma atomic emission spectrometric method GB/T 32533-2016 Covered electrodes for manual metal arc welding of high-strength steels TB/T 2942.2 Steel castings for rolling stock - Metallographic atlas for metallographic microstructure examination 3 Terms and definitions For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 5611 and GB/T 7232 apply. 4 Technical requirements 4.1 General requirements The molten steel shall be melted by electric arc furnace and induction furnace. Unless otherwise specified, the supply state shall be as follows: a) Grade A steel castings shall be supplied in normalized or annealed state; b) Grade B and Grade B+ steel castings shall be supplied in normalized or normalized + tempered state; c) Grade C steel castings shall be supplied in normalized + tempered or quenched + tempered state; d) Grade D and E steel castings shall be supplied in quenched + tempered state; e) Generally, carbon steel castings are supplied in normalized or normalized + tempered state, or in a state determined through negotiation between the supplier and the purchaser. 4.2 Chemical composition 4.2.1 General requirements

Foreword i 1 Scope 2 Normative references 3 Terms and definitions 4 Technical requirements 5 Inspection methods and rules 6 Recording, marking and quality certificate Annex A (Informative) Reference index values for mechanical properties of low-alloy steel castings Annex B (Normative) Inspection of non-metallic inclusions in cast steel Annex C (Normative) Repair welding of defects in steel castings Annex D (Normative) Keel block Annex E (Normative) Tensile specimen of low-alloy steel castings

机车车辆用铸钢件 第1部分：技术要求及检验 1 范围 TB/T 2942的本部分规定了机车车辆用铸钢件的术语和定义，技术要求，检验方法和检验规则，记录、标志及质量证明书。 本部分适用于机车车辆用A级钢、B级钢、B＋级钢、C级钢、D级钢、E级钢铸件(以下简称低合金钢铸件)和一般工程用铸造碳钢件(以下简称碳钢铸件)的制造及检验。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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 钢铁及合金化学分析方法 GB/T 225 钢 淬透性的末端淬火试验方法(Jominy试验) GB/T 228.1—2010 金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法 GB/T 229—2007 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 4336 碳素钢和中低合金钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法(常规法) GB/T 5117—2012 非合金钢及细晶粒钢焊条 GB/T 5482 金属材料动态撕裂试验方法 GB/T 5611 铸造术语 GB/T 5678 铸造合金光谱分析取样方法 GB/T 6414—2017 铸件 尺寸公差、几何公差与机械加工余量 GB/T 6803 铁素体钢的无塑性转变温度落锤试验方法 GB/T 7232 金属热处理工艺 术语 GB/T 9444 铸钢件磁粉检测 GB/T 9448 焊接与切割安全 GB/T 9452—2012 热处理炉有效加热区测定方法 GB/T 11351—2017 铸件重量公差 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 20123 钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法) GB/T 20125 低合金钢 多元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法 GB/T 32533—2016 高强钢焊条 TB/T 2942.2 机车车辆用铸钢件 第2部分：金相组织检验图谱 3 术语和定义 GB/T 5611和GB/T 7232界定的术语和定义适用于本文件。 4 技术要求 4.1 一般要求 钢水应使用电弧炉、感应炉熔炼。除非另有规定，其供货状态应为： a)A级钢铸件应以正火或退火状态供货； b)B级钢和B＋级钢铸件应以正火或正火加回火状态供货； c)C级钢铸件应以正火加回火或淬火加回火状态供货； d)D级和E级钢铸件应以淬火加回火状态供货； e)碳钢铸件一般以正火或正火加回火状态供货，或由供需双方协商决定。 4.2 化学成分 4.2.1 一般要求 4.2.1.1 铸钢件化学成分应符合表1的规定。 表1 化学成分 铸钢牌号/级别 化学成分(质量分数)％ C Mn P S Si Cu Cr、Ni、Mo、V 低合金钢铸件 A级、B级和B＋级钢 ≤0.32 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.035 ≤1.50 ≤0.30 根据产品性能要求添加 C级、D级和E级钢 ≤0.32 ≤1.85 ≤0.035 ≤0.035 ≤1.50 ≤0.30 碳钢铸件 ZG200-400 ≤0.20 ≤0.80 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.60 ≤0.30 残余元素 ZG230-450 ≤0.30 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.60 ≤0.30 ZG270-500 ≤0.40 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.60 ≤0.30 ZG310-570 ≤0.50 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.60 ≤0.30 ZG340-640 ≤0.60 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.60 ≤0.30 低合金钢铸件除表中规定外，其他元素及含量可由制造商选择，以获得所规定的力学性能。 除非另有规定，碳钢铸件化学成分中Cu、Cr、Ni、Mo、V等合金元素不作为验收依据，但其总量应小于或等于1.00％。 4.2.1.2 除非另有规定，钢中铝(Al)含量宜控制在0.020％～0.080％范围内。 4.2.1.3 除C级、D级和E级铸钢以外牌号的铸钢，对于上限每减少0.01％的碳，允许增加0.04％的锰，锰含量最高至1.20％，但对牌号ZG200-400的铸钢，锰含量最高至1.00％。 4.2.2 碳当量(CE) 4.2.2.1 A级钢、B级钢和B＋级钢的碳当量最大值为0.72，C级钢、D级钢和E级钢的碳当量最大值为0.88。 4.2.2.2 为了获得规定的力学性能，应根据公式(1)和允许的碳当量最大值，在符合4.2.1规定的前提下，确定4.2.1中未规定的合金元素的含量。根据公式(1)计算实际熔炼炉次的碳当量时，应使用C、Si、Mn以及合金元素的实际含量值。 CE＝C＋(Mn＋Si)/6＋(Cr＋Mo＋V)/5＋(Ni＋Cu)/15 (1) 4.2.3 淬透性 应对D级钢和E级钢铸件进行末端淬火试验。在末端淬火试验时，根据含碳量的不同，在距淬火试验试样淬火末端11mm处测得的硬度应符合表2的规定。 表2 末端淬火硬度 含碳量(质量分数) 硬度HRC ≤0.25％ ≥30 ＞0.25％～0.30％ ≥33 ＞0.30％～0.32％ ≥35 4.3 力学性能 4.3.1 拉伸性能 4.3.1.1 试棒制取试样 试棒制取试样时，钢的力学性能应符合表3的规定。 表3 力学性能 抗拉强度MPa 屈服强度/规定塑性延伸强度MPa 断后伸长率 断面收缩率a 冲击吸收能量a,bJ 铸钢牌号/级别 A级 B级 B＋级 C级 正火＋回火 淬火＋回火 D级 E级 a 碳钢铸件断面收缩率和冲击吸收能量如需方无要求，由供方选择其一。 b 冲击吸收能量应为3个试验平均值，且允许有一个试样的测定值小于规定的最小值，且不小于规定最小值的2/3。 注：当无明显屈服时，测定规定塑性延伸强度RP0.2。低合金铸钢件屈服强度采用下屈服强度，碳钢铸件采用上屈服强度。 4.3.1.2 本体制取试样 低合金钢铸件产品抽检或顾客有需求时，可采用铸件本体试样来评定铸钢的拉伸性能。铸件本体试样试验时，抗拉强度、屈服强度或规定塑性延伸强度应至少达到表3规定值的80％；同时，应对断后伸长率、断面收缩率进行检测，检测结果仅作为参考，不作为产品判定、验收的依据，参考指标值参见附录A。 4.3.2 冲击性能 4.3.2.1 试棒制取试样时，钢的冲击吸收能量应符合表3的规定。 低合金钢铸件产品抽检或顾客有需求时，可采用铸件本体试样来评定铸钢的冲击性能。检测结果仅作为参考，不作为产品判定、验收的依据，参考指标值参见附录A。 4.3.2.2 低合金钢可用动态撕裂吸收功或无塑性转变温度代替冲击吸收能量评定钢的冲击性能，并应满足： a)动态撕裂试验在表4规定的温度下进行，测定同一炉次的3个试样，其平均吸收能量应大于或等于68J； b)无塑性转变温度试验在表4规定的温度下，2个试样不应出现断裂。 表4 无塑性转变温度 铸钢件牌号 热处理方式 试验温度 ℃ A级 — — B级、B＋级 正火或正火＋回火 ＋16 C级 正火＋回火 ＋16 淬火＋回火 －51 D级 淬火＋回火 －51 E级 淬火＋回火 －51 4.4 硬度 除非产品技术文件另有规定，低合金钢铸件的硬度应符合表5的规定。碳钢铸件的硬度由供需双方协商确定。 表5 硬度 级别 硬度 HBW A级 108～160 B级、B＋级 137～228 C级 179～241 D级 211～285 E级 241～311 4.5 金相 当铸钢件产品对非金属夹杂物和金相组织有要求时，非金属夹杂物要求应符合附录B的规定；金相组织要求应符合TB/T 2942.2的规定或由供需双方协商确定。 4.6 热处理 4.6.1 一般要求 铸件浇注后，应以不会损害其质量的速度冷却到540℃以下。在进行热处理前，应对铸件予以充分清理，内腔砂芯应清理干净。然后应根据4.1的要求，按4.6.2的规定对铸件进行热处理。 热处理炉温度均匀性及其仪表精度级别不应低于GB/T 9452—2012中规定的Ⅳ类热处理炉的要求。 4.6.2 热处理工艺 4.6.2.1 完全退火 将铸件均匀加热到相变区域以上的一个适当温度，保温一定的时间，使其完全奥氏体化和细化晶粒，随后在炉内缓慢冷却。除非采购方另有规定，制造方可以选用正火替代完全退火。 4.6.2.2 正火 4.6.2.2.1 将铸件均匀加热到相变区域以上的一个适当温度，保温一定的时间，使其完全奥氏体化和细化晶粒。 4.6.2.2.2 将铸件从炉中取出，并在空气中冷却至温度低于370℃。 4.6.2.2.3 规定正火处理的B级钢、B＋级钢铸件和碳钢铸件是否需要做随后的回火处理由制造方决定。 4.6.2.3 正火加回火 4.6.2.3.1 将铸件均匀加热到相变区域以上的一个适当温度，保温一定的时间，使其完全奥氏体化和细化晶粒。 4.6.2.3.2 将铸件从炉中取出，并在空气中冷却到全部铸件的温度至少低于回火温度56℃。 4.6.2.3.3 将铸件重新均匀加热到相变温度以下以进行回火处理。回火温度不应低于320℃，并保温一定的时间。从回火炉中取出铸件，并以任何一种认为需要的速度冷却。 4.6.2.4 淬火加回火 4.6.2.4.1 将铸件均匀加热到相变区域以上的一个适当温度，保温一定的时间，使其完全奥氏体化和细化晶粒。 4.6.2.4.2 将铸件从炉中取出，当铸件温度还高于相变区域时，立即将其投入适当的液体介质中快速冷却至远低于相变区域的一个温度。 4.6.2.4.3 将铸件重新均匀加热到相变温度以下，但不低于430℃。保温一定的时间，从炉内取出铸件，并以任何一种认为需要的速度冷却。凡有淬火裂纹倾向的铸件，淬火后应立即回火，以避免产生裂纹。但在任何情况下，淬火与回火之间的时间间隔不应超过8h。 4.6.3 工艺过程控制 4.6.3.1 热处理炉温应使用热电偶与具有自动控温功能的装置进行测量和控制，并能自动记录时间—温度曲线图，每张曲线图要注明日期和炉次，以便识别。热处理装炉时，应填写装炉记录，内容至少包括： a)铸件名称； b)热处理工艺； c)装炉铸件的顺序号(如无产品顺序号，则用熔炼炉次和数量)； d)与铸件一起装炉的试棒的编号及装炉位置； e)热处理的实际时间。 4.6.3.2 热电偶应每3个月至少校准一次，自动控温记录装置每6个月至少校准、检定一次。炉温均匀性应每6个月至少检测一次。 4.6.3.3 时间—温度曲线记录、装炉记录、热处理炉日常工作履历表以及温度控制记录装置的校准记录应保存3年，以供采购方备查。 4.6.4 附铸试块 对于重量不小于70kg的所有铸件，应在铸件上铸出至少2个、最多不超过4个的热处理检查试块。对于重量小于70kg的铸件，当采购方有要求时，也应在铸件上铸出热处理检查试块，但最多不应超过4个。试块应安置在适当的位置上，标准的热处理试块的高应为25mm，与铸件相连接面的边长为25mm，边宽为13mm或16mm。 当对铸件热处理状态有疑问时，可用附铸试块进行检查和确认。 4.6.5 重新热处理 如果力学性能试验结果不符合4.3或金相组织不符合4.5的规定时，可对该批铸件重新进行热处理。重新热处理的次数不应多于两次(回火次数不限)，且应按5.3和5.5的规定重新进行试验。 4.6.6 热处理组批 根据热处理炉的加热方式，可分为间歇式热处理组批和连续式热处理组批。间歇式热处理组批是指在该热处理炉次中同一熔炼炉次、同一级别钢的所有铸件。连续式热处理组批是指在一个热处理周期，连续通过炉内给定位置的同一熔炼炉次、同一级别钢的所有铸件，应确定每一热处理炉次装载的同一级别钢的铸件数量。 4.7 清理 铸件在提交检查前，应进行彻底的清理和精整。清理、精整后的铸件应符合相关要求。 C级钢、D级钢、E级钢、ZG310-570和ZG340-640铸件，在热处理后不宜采用热法清理。若热处理后采用了热法清理，应进行回火或重新热处理。 4.8 表面质量 4.8.1 铸件表面不应存在裂纹，妨碍使用和检查的粘砂应清除。 4.8.2 产品图样和技术条件中无明确规定时，铸件表面粗糙度应为NMR Ra 100。 4.8.3 铸件的外棱和孔的边缘出现的飞边、毛刺应清除干净，棱边应倒圆；铸件表面明显凸起应打磨平整。 4.8.4 在满足产品图样和技术条