ГОСТ 3443-87

 

ОТЛИВКИ ИЗ ЧУГУНА С РАЗЛИЧНОЙ
ФОРМОЙ ГРАФИТА

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРЫ

 

 

Москва Стандартинформ 2005

 

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.07.88

Настоящий стандарт распространяется на отливки из чугуна конструкционного назначения с различной формой графита и устанавливает методы определения структуры серого чугуна с пластинчатым графитом, высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом и ковкого чугуна с компактным графитом.

Стандарт предназначен для оценки структуры нелегированного и низколегированного чугуна в литом состоянии, подвергнутого отжигу для снятия внутренних напряжений, высокотемпературному отжигу, нормализации или другим видам термической обработки для получения необходимой структуры.

Стандарт не распространяется на высоколегированный чугун.

Стандарт соответствует международному стандарту ИСО 945-75 в части, касающейся методики построения шкал для оценки формы, размеров и распределения включений графита (см. приложение 1).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Структуру чугуна определяют по графиту и металлической основе.

При определении графита оценке подлежат: форма, распределение, размеры, количество включений графита.

При определении металлической основы оценке подлежат: вид структуры, форма перлита, содержание перлита (или феррита), дисперсность перлита, строение, распределение, размеры ячеек сетки и площадь включений фосфидной эвтектики, количество и размеры включений цементита (или цементита ледебурита).

1.2. Для обозначения компонентов структуры и их характерных особенностей применяют условные обозначения, указанные в табл. 1.

Таблица 1

2. ОТБОР И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ

2.1. Образцы для приготовления шлифов исследования структуры вырезаются из отливок, приливных или специально отлитых проб, а также литых заготовок, применяемых для изготовления образцов для механических испытаний.

Не допускается применять образцы, вырезанные из стояка, выпора или прибыли. Допускается подготовка шлифа на рабочей поверхности отливки без вырезки специального образца.

2.2. Отбор образцов и изготовление шлифов для определения структуры проводят таким образом, чтобы не нарушать в них структуру чугуна.

Если в технических условиях на отливку указана термическая обработка, то образцы для анализа структуры отбирают после термической обработки.

Специально отлитые заготовки, приливы или пробы для образцов подвергают термической обработке вместе с отливкой.

2.3. Порядок отбора и количество образцов для определения структуры, а также требования по структуре чугуна указываются в технических условиях на отливку.

2.4. При вырезке образцов из отливки следует учитывать неоднородность структуры чугуна в зависимости от толщины стенки и длины отливки.

Образцы отбирают таких размеров и сечений, чтобы они давали полное представление о структуре отливок.

Для толстостенных отливок образец должен быть площадью не менее 3 см², но не более 9 см², для тонкостенных отливок площадью шлифа - не менее 0,2 см². Для мелких деталей (например индивидуальные поршневые кольца) допускаются шлифы меньших размеров. Высота шлифа не должна быть более 15 - 20 мм.

Место вырезки образцов из отливки должно быть определено на чертеже.

При определении структуры на образцах, вырезанных из приливов к отливкам, или отдельно отлитых проб необходимо, чтобы толщина стенки и условия кристаллизации прилива (или пробы) и отливки были одинаковыми.

Размер прилива и его расположение на отливке должны быть указаны на чертеже.

При определении структуры непосредственно на рабочей поверхности отливки шлиф изготавливают на глубине, равной припуску на механическую обработку. Допускается также изготовление шлифа после механической обработки отливки.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Поверхность шлифа должна быть зеркальной, без рисок от операций шлифования и полирования, окислов и других загрязнений.

3.2. Исследование графита проводят на нетравленном шлифе, а металлической основы - на шлифе после травления.

Для травления поверхности шлифа применяют реактивы, приведенные в приложении 2.

3.3. Для определения структуры чугуна шлифа просматривают под микроскопом при увеличениях, указанных на эталонных шкалах приложения 3.

Для оценки структуры выбирают участки шлифа, расположенные от его края на расстоянии не менее ¹/₃ или ¹/₄ толщины или диаметра образца.

3.4. Оценка структуры чугуна проводится визуально сопоставлением структуры, видимой в микроскопе, со структурой эталона соответствующей шкалы.

Для более точной оценки структуры следует применять линейный, точечный или планиметрический методы количественной металлографии, а также специальные автоматические установки Квантимет, Эпиквант и др.

3.5. Определение содержания графита

3.5.1. В зависимости от вида чугуна графит в его структуре определяется по шкалам 1 - 4 приложения 3: чугун с пластинчатым графитом - шкале 1, чугун с вермикулярным графитом - шкале 2, чугун с шаровидным графитом - шкале 3, чугун с компактным графитом - шкале 4.

3.5.2. Форма включений графита в структуре чугуна оценивается: для чугуна с пластинчатым графитом - по шкале 1А, с вермикулярным графитом - шкале 2А, с шаровидным графитом - шкале 3А и с компактным графитом - шкале 4А.

Если в структуре чугуна имеется графит различной формы, то следует визуально оценивать процентную долю каждой формы и указывать ее при обозначении структуры.

3.5.3. В зависимости от размера (длины или диаметра) включений графита структура чугуна оценивается по табл. 2 и шкалам: для чугуна с пластинчатым графитом - шкале 1Б, с шаровидным графитом - шкала 3Б, с компактным графитом - шкала 4Б.

Определение размеров включений графита проводится по средней длине или диаметру трех наибольших включений на микрошлифе, измеренных не менее чем в трех полях зрения.

Если в структуре чугуна имеется графит различной формы, размеры его включений определяются для каждой формы.

Таблица 2

3.5.4. В зависимости от распределения включений графита структура чугуна оценивается: для чугуна с пластинчатым графитом по шкале 1В, с вермикулярным графитом по шкале 2Б, чугуна с шаровидным графитом - шкале 3В.

При наличии в структуре чугуна включений графита различных видов распределения, занимающих площадь до 1,0 % общей площади шлифа, их следует оценивать как «следы».

3.5.5. В зависимости от количества включений графита структура чугуна с пластинчатым графитом оценивается по табл. 3 и шкале 1Г, с шаровидным графитом по табл. 3 и шкале 3Г.

Таблица 3

Количество включений графита оценивается средним процентом площади, занятой на микрошлифе и определяется не менее чем в 3 полях зрения.

3.5.6. Количество шаровидного графита в процентах в структуре чугуна с вермикулярным графитом оценивается по табл. 4 и шкале 2В.

Таблица 4

Доля шаровидного графита по отношению к вермикулярному оценивается средним процентом площади, занятой указанным графитом на шлифе и определенной не менее чем в 3 полях зрения.

3.6. Определение металлической основы

3.6.1. В зависимости от типа металлической основы структура чугуна определяется по шкале 5.

3.6.2. В зависимости от количества перлита или феррита в процентах (перлит + феррит = 100 %) структура чугуна оценивается по табл. 5 и шкале 6 приложения 3; для крупных и средних отливок из чугуна с пластинчатым графитом при малой скорости их охлаждения - ряд 1, для тонкостенных отливок из чугуна с пластинчатым графитом при повышенной скорости их охлаждения - ряд 2, для отливок из чугуна с вермикулярным графитом - ряд 3, для отливок из чугуна с шаровидным графитом - ряд 4, для отливок из ковкого чугуна - ряд 5.

Количество перлита или феррита оценивается средним процентом площади, занятой этими структурными составляющими на шлифе и определенной не менее чем в 3 полях зрения.

Таблица 5

3.6.3. Вид краевой зоны в образцах из ковкого чугуна определяется по шкале 7.

3.6.4. В зависимости от степени дисперсности пластинчатого перлита структурного чугуна оценивается по табл. 6 и шкале 8 приложения 3.

Таблица 6

Дисперсность пластинчатого перлита определяется средним расстоянием между пластинами цементита. Это расстояние измеряется в зернах перлита наибольшей дисперсности, где пластины цементита расположены перпендикулярно к плоскости шлифа.

При необходимости более точного определения дисперсности перлита следует пользоваться методом оценки, приведенным в приложении 2.

3.6.5. В зависимости от строения фосфидной эвтектики структура чугуна оценивается по шкале 9А: при травлении шлифа 4,0 %-ным спиртовым раствором азотной кислоты - ряд 1, при травлении шлифа нагретым до 70 - 80 °С раствором Мураками - ряд 2.

3.6.6. В зависимости от характера распределения значений фосфидной эвтектики структура чугуна оценивается по шкале 9Б.

3.6.7. В зависимости от диаметра ячеек сетки фосфидной эвтектики структура чугуна оценивается по табл. 7 и шкале 9В приложения 3.

Диаметр ячейки сетки определяется средним значением диаметров трех наибольших ячеек.

Таблица 7

3.6.8. В зависимости от размера изолированных включений фосфидной эвтектики, определяемой средней площадью трех наибольших включений, структура чугуна оценивается по табл. 8 и шкале 9Г обязательного приложения 3.

Таблица 8

3.6.9. В зависимости от количества цементита или цементита ледебурита структура чугуна оценивается по табл. 9 и шкале 10А обязательного приложения 3.

Таблица 9

Количество цементита или цементита ледебурита оценивается средним процентом площади, занимаемой этими включениями на шлифе и определяемой не менее чем в трех полях зрения.

При наличии в структуре чугуна включений цементита в количестве менее 1,0 % (одно - два включения площадью менее 2000 мкм² в двух - трех полях зрения) их следует оценивать как «следы».

3.6.10. В зависимости от размера изолированных включений цементита или цементита ледебурита, определяемого средней площадью трех наибольших включений, структура чугуна оценивается по табл. 10 и шкале 10Б приложения 3.

Таблица 10

Примеры записи результатов определения структуры

Структура чугуна с равномерно распределенным пластинчатым графитом прямолинейной формы длиной 60 - 120 мкм; металлическая основа: перлит пластинчатый в количестве от 30 до 60 % с межпластинчатым расстоянием 0,5 мкм; фосфидная эвтектика тройная, игольчатого строения в виде отдельных включений:

ПГф1 - ПГр1 - ПГд90 - Пт1 - П45 - Пд0,5 - ФЭЗ - ФЭр1

Структура чугуна с шаровидным графитом правильной формы диаметром от 30 до 60 мкм; металлическая основа: 60 % пластинчатого перлита и зернистый перлит:

ШГф5 - ШГд45 - Пт1 - П70 - Пт2

Структура ковкого чугуна с включениями графита компактной формы диаметром 40-50 мкм; металлическая основа: 60 % пластинчатого перлита с межпластинчатым расстоянием 0,8 мкм, 40 % феррита.

КГф3 - КГд45 - Пт1 - П70 - Ф30 - Пд1,0

Структура чугуна с вермикулярным графитом утолщенной формы, неравномерно распределенного, количество вермикулярного графита 85 %; металлическая основа 80 % феррита.

ВГф3 - ВГр2 - ВГ85 - Ф80.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

Таблица 11

Соответствие обозначений эталонов для оценки формы графита в шкалах настоящего стандарта и стандарта ИСО 945-75

Таблица 12

Соответствие обозначений эталонов для оценки распределения графита в шкалах настоящего стандарта и стандарта ИСО 945-75

Таблица 13

Соответствие обозначений эталонов для оценки размера (длины и диаметра) включений графита в шкалах настоящего стандарта и стандарта ИСО 945-75

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

Состав реактивов для травления шлифов и выявления общей структуры чугуна и отдельных структурных составляющих

Оценка дисперсности перлита

Определение дисперсности перлита проводится следующим методом: в плоскости шлифа под микроскопом при помощи окулярмикрометра на произвольной секущей прямой длиной 1000 мкм подсчитывают количество пересекаемых ею под произвольными углами пластин цементита п. Затем действительное среднее между пластинами цементита расстояние (D₀) в микрометрах вычисляют по формуле

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Обязательное

ШКАЛА 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАФИТА В СТРУКТУРЕ ЧУГУНА С ПЛАСТИНЧАТЫМ ГРАФИТОМ

А. Форма включения графита

Увеличено в 100 раз

 

 

ШКАЛА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАФИТА В СТРУКТУРЕ ЧУГУНА С ВЕРМИКУЛЯРНЫМ ГРАФИТОМ

А. Форма включений графита

Увеличено в 100 раз

Междендритные

В. Количество включений вермикулярного графита (%)

 

ШКАЛА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАФИТА В СТРУКТУРЕ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ

А. Форма включений графита

Увеличено в 100 раз

 

Б. Диаметр включений графита (мкм)

В. Распределение включений графита

Увеличено в 100 раз

Г. Количество включений графита (%)

 

ШКАЛА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАФИТА В СТРУКТУРЕ КОВКОГО ЧУГУНА С КОМПАКТНЫМ ГРАФИТОМ

А. Форма включений графита

Увеличено в 100 раз

ШКАЛА 7. ВИД КРАЕВОЙ ЗОНЫ КОВКОГО ЧУГУНА

Увеличено в 100 раз

ШКАЛА 8. ДИСПЕРСНОСТЬ ПЕРЛИТА В СТРУКТУРЕ ЧУГУНА

Увеличено в 500 раз

 

ШКАЛА 9. ФОСФИДНАЯ ЭВТЕКТИКА В СТРУКТУРЕ ЧУГУНОВ

А. Строение включений фосфидной эвтектики

Увеличено в 500 раз

 

 

 

Б. Распределение включений фосфидной эвтектики

Увеличено в 20 раз

В. Диаметр ячеек сетки фосфидной эвтектики (мкм)

Увеличено в 20 раз

 

Увеличено в 100 раз

 

Г. Площадь включений фосфидной эвтектики

Увеличено в 100 раз

 

ШКАЛА 10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕМЕНТИТА ИЛИ ЦЕМЕНТИТА ЛЕДЕБУРИТА В СТРУКТУРЕ ЧУГУНА

А. Содержание цементита или цементита ледебурита

Увеличено в 100 раз

 

Б. Площадь включений цементита или цементита ледебурита

Увеличено в 100 раз

 

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством энергетического машиностроения

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.02.87 № 614

3. Стандарт соответствует международному стандарту ИСО 945-75 в части методики построения шкал для оценки формы, размеров и распределения включений графита

4. ВЗАМЕН ГОСТ 3443-77

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Ограничение срока действия снято по протоколу № 7-95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)

7. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2005 г.

 

СОДЕРЖАНИЕ