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灰铸铁件(摘自GB/T 9439-1988)

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灰铸铁件(摘自GB/T 9439-1988)

灰铸铁件的牌号和单铸试棒的力学性能

注：验收时，n牌号的灰铸铁，其抗拉强度应在n至(n+100)MPa的范围内。

牌号 试棒直径/mm 最小抗拉强度σb=Mpa
新牌号 相当于旧牌号
HT100 HT10-26 30 100
HT150 HT15-33 30 150
HT200 HT20-40 30 200
HT250 HT25-47 30 250
HT300 HT30-54 30 300
HT350 HT35-60 30 350
HT400 HT40-68 30 400

灰铸铁件附铸试棒（块）的力学性能

注：1.当铸件壁厚超过20mm，而重量又超过200kg，并有特殊要求时，经供需双方协商同意后，也可采用与铸件冷却条件相似的附铸试棒或附铸试块加工成的试样来测定抗拉强度，测定结果比单铸试棒的抗拉强度更接近铸件材质的性能。附铸试棒(块)的抗拉强度指标应符合表列规定，附铸试棒(块)的制备方法可参见本标准内的有关规定。
2.HTl00牌号的灰铸铁件在厚断面处强度太低，没有实用价值。
3.当铸件壁厚超过300mm时，其力学性能应由供需双方协商确定。
4.括弧内的数值仅适用于铸件壁厚大于试样直径时作用。

牌号 铸件壁厚/mm 最小抗拉强度σb/Mpa 最小抗拉强度σb/MPa 最小抗拉强度σb/Mpa 最小抗拉强度σb/Mpa 最小抗拉强度σb/Mpa
附铸试棒 附铸试块 铸件(仅供参考)
大于 至 φ30mm φ50mm R15mm R25mm
HT150 20 40 130 — -120 — 120
HT150 40 80 115 -115 110 — 105
HT150 80 150 — 105 — 100 90
HT150 150 300 — 100 — 90 80
HT200 20 40 180 — -170 — 165
HT200 40 80 160 -155 150 — 145
HT200 80 150 — 145 — 140 130
HT200 150 300 — 135 — 130 120
HT250 20 40 220 — -210 — 205
HT250 40 80 200 -190 190 — 180
HT250 80 150 — 180 — 170 165
HT250 150 300 — 165 — 160 150
HT300 20 40 260 — -250 — 245
HT300 40 80 235 -230 225 — 215
HT300 80 150 — 210 — 200 195
HT300 150 300 — 195 — 185 180
HT350 20 40 300 — -290 — 285
HT350 40 80 270 -265 260 — 255
HT350 80 150 — 240 — 230 225
HT350 150 300 — 215 — 210 205

灰铸铁件壁厚与力学性能的关系

注：当一定牌号的铁液浇注壁厚均匀而形状简单的铸件时，壁厚变化所造成抗拉强度的变化，可从本表查出参考性数据。当铸件壁厚不均匀，或有型芯时，此表仅能近似地给出不同壁厚处的大致的抗拉强度值。铸件设计应根据关键部位的实测值进行。

牌号 铸件壁厚/mm 最小抗拉强度σb=MPa
大于 至
HT100 2.5 10 130
HT100 10 20 100
HT100 20 30 90
HT100 30 50 80
HT150 2.5 10 175
HT150 10 20 145
HT150 20 30 130
HT150 30 50 120
HT200 2.5 10 220
HT200 10 20 195
HT200 20 30 170
HT200 30 50 160
HT250 4 10 270
HT250 10 20 240
HT250 20 30 220
HT250 30 50 200
HT300 20 30 250
HT300 30 50 230
HT350 10 20 340
HT350 20 30 290
HT350 30 50 260

灰铸铁件的硬度分级

注：需方如果要求以硬度作为检验灰铸铁件材质的力学性能时，应符合表列规定。

硬度分级 铸件上的硬度范围HBS
H145 ≤170
H175 150～200
H195 170～220
H215 190～240
H235 210～260
H255 230～280

灰铸铁件硬度与力学性能的关系

注：1.灰铸铁的硬度和抗拉强度之间，存在一定的对应关系，其经验关系式为：
当σb≥196MPa时，HB=RH(100+O.438σb)……(B1)
当σb＜196MPa时，HB=RH(44+0.724σb)……(B2)
式中相对硬度(RH)值主要由原材料、熔化工艺、热处理工艺以及铸件的冷却速度所确定。
2.灰铸铁的相对硬度值(RH)的变化范围为O.80～1.20之间。
3.测定RH值，可用单铸试棒(或铸件上)测定抗拉强度和硬度，由公式(B1)、(B2)计算灰铸铁的RH值。
4.根据在铸件上实测得到的HB硬度值，可由公式(B1)、(B2)计算出该抗拉强度值。

抗拉强度σb/MPa RH0.8 RH0.9 RH1.0 RH1.1 RH1.2
布氏硬度HBS 布氏硬度HBS 布氏硬度HBS 布氏硬度HBS 布氏硬度HBS
80 82 92 102 112 122
100 93 105 116 128 140
120 105 118 131 144 157
140 116 131 145 160 174
160 129 144 160 176 192
180 139 157 174 192 209
200 150 169 188 206 225
220 157 177 196 216 236
240 164 185 205 226 247
260 171 192 214 235 257
280 178 200 223 245 267
300 185 208 231 255 278
320 192 216 240 264 288
340 199 224 249 274 298
360 205 232 258 283 309
380 213 240 266 293 320
400 220 248 275 303 330

灰铸件的性能变化趋向

牌号 HT100    HT150    HT200    HT250    HT300    HT350
性能 强度→
←切削加工性
切削加工后表面粗糙度→
←耐热疲劳性
高温强度→
←减振性
弹性模量→
←对缺口敏感程度
耐磨性→
←铸造工艺性

砂型铸造灰铸铁件的化学成分

牌号 铸件主要壁厚/mm 化学成分(质量分数)(%) 化学成分(质量分数)(%) 化学成分(质量分数)(%) 化学成分(质量分数)(%) 化学成分(质量分数)(%)
C Si Mn P S
普通灰铸铁HT100 所有尺寸 3.2～3.8 2.1～2.7 0.5～0.8 ＜0.3 ≤0.15
普通灰铸铁HT150 ＜15 3.3～3.7 2.0～2.4 0.5～0.8 ＜0.2 ≤0.12
普通灰铸铁HT150 15～30 3.2～3.6 2.0～2.3 0.5～0.8 ＜0.2 ≤0.12
普通灰铸铁HT150 30～50 3.1～3.5 1.9～2.2 0.5～0.8 ＜0.2 ≤0.12
普通灰铸铁HT150 ＞50 3.0～3.4 1.8～2.1 0.5～0.8 ＜0.2 ≤0.12
普通灰铸铁HT200 ＜15 3.2～3.6 1.9～2.2 0.6～0.9 ＜0.15 ≤0.12
普通灰铸铁HT200 15～30 3.1～3.5 1.8～2.1 0.7～0.9 ＜0.15 ≤0.12
普通灰铸铁HT200 30～50 3.0～3.4 1.5～1.8 0.8～1.0 ＜0.15 ≤0.12
普通灰铸铁HT200 ＞50 3.0～3.2 1.4～1.7 0.8～1.0 ＜0.15 ≤0.12
孕育铸铁HT250 ＜15 3.2～3.5 1.8～2.1 0.7～0.9 ＜0.15 ≤0.12
孕育铸铁HT250 15～30 3.1～3.4 1.6～1.9 0.8～1.0 ＜0.15 ≤0.12
孕育铸铁HT250 30～50 3.0～3.3 1.5～1.8 0.8～1.0 ＜0.15 ≤0.12
孕育铸铁HT250 ＞50 2.9～3.2 1.4～1.7 0.9～1.1 ＜0.15 ≤0.12
孕育铸铁HT300 ＜15 3.1～3.4 1.5～1.8 0.8～1.0 ＜0.15 ≤0.12
孕育铸铁HT300 15～30 3.0～3.3 1.4～1.7 0.8～1.0 ＜0.15 ≤0.12
孕育铸铁HT300 30～50 2.9～3.2 1.4～1.7 0.9～1.1 ＜0.15 ≤0.12
孕育铸铁HT300 ＞50 2.8～3.1 1.3～1.6 1.0～1.2 ＜0.15 ≤0.12
孕育铸铁HT350 ＜15 2.9～3.2 1.4～1.7 0.9～1.2 ＜0.15 ≤0.12
孕育铸铁HT350 15～30 2.8～3.1 1.3～1.6 1.0～1.3 ＜0.15 ≤0.12
孕育铸铁HT350 30～50 2.8～3.1 1.2～1.5 1.0～1.3 ＜0.15 ≤0.12
孕育铸铁HT350 ＞50 2.7～3.0 1.1～1.4 1.1～1.4 ＜0.15 ≤0.12

灰铸铁的物理性能

牌号 密度ρ/(g/cm^3) 比热容c/[J/(kg·K)] 溶解热1/(J/g) 热胀系数α1/(10^(-6)/K) 热导率λ/[W/(m·K)] 电阻率ρ/(μΩ·cm)
0～200℃ 0～1000℃ 常温～熔点 一般 0～100℃ 0～200℃ 0～500℃
HT100 6.8～7.0 502.42～544.28 669.89～711.76 921.10～962.96 209.34～230.27 10.1～12.6 10.5 11.5～12.0 13.0～13.5 54.43～58.61 90～105
HT150 7.0～7.2 502.42～544.28 669.89～711.76 921.10～962.96 209.34～230.27 10.1～12.6 10.5 11.5～12.0 13.0～13.5 52.34～56.52 80～95
HT200 7.2～7.3 502.42～544.28 669.89～711.76 921.10～962.96 209.34～230.27 10.1～12.6 10.5 11.5～12.0 13.0～13.5 50.24～54.43 75～85
HT250 7.25～7.35 502.42～544.28 669.89～711.76 921.10～962.96 209.34～230.27 10.1～12.6 10.5 11.5～12.0 13.0～13.5 48.15～52.34 65～75
HT300 7.3～7.4 502.42～544.28 669.89～711.76 921.10～962.96 209.34～230.27 10.1～12.6 10.5 11.5～12.0 13.0～13.5 46.05～50.24 55～65
HT350 7.3～7.45 502.42～544.28 669.89～711.76 921.10～962.96 209.34～230.27 10.1～12.6 10.5 11.5～12.0 13.0～13.5 43.96～48.15 50～60

灰铸铁件的热处理规则

热处理分类 热处理目的 金相组织 备注
1.退火，消除内应力低温退火(热时效) 记录图 消除或降低残余应力并使之稳定化 同铸铁原始组织 适于中小型精密机床铸件
1.退火，低温石墨化退火 记录图 使共析渗碳体石墨化与粒化，从而使铸铁硬度降低，提高塑性和韧性，改善加工性能 铁素体+石墨或铁素体+珠光体+石墨
1.退火，高温石墨化退火 记录图 消除自由渗碳体避过那降低硬度，提高塑性和韧性，改善加工性 铁素体+石墨或铁素体+珠光体+石墨 适于铁素体基体的灰铸铁
1.退火，高温石墨化退火 记录图 消除自由渗碳体避过那降低硬度，提高塑性和韧性，改善加工性 珠光体+石墨 适于珠光体基体的灰铸铁
2.正火 记录图 提高硬度、强度性能，并具有一定的塑性和韧性，提高耐磨性 珠光体+少量铁素体+石墨 形状复杂的或较重要的铸件正火处理后，需再进行消除内应力退火。适于铸态组织中存在自由渗碳体的含量在允许范围者
2.正火 记录图 提高硬度、强度性能，并具有一定的塑性和韧性，提高耐磨性 珠光体+少量铁素体+石墨 如铸铁组织中存在过量的自由渗碳体，应先进行高温石墨化退火，以消除自由渗碳体
3.淬火与回火 记录图 提高铸件的硬度和强度，提高耐磨性 回火索氏体+石墨；回火托氏体+回火索氏体+石墨；回火托氏体+石墨(此时抗拉强度最大) 对于形状复杂或大型铸件升温必须缓慢，大型铸件需要在500～600℃预热后再移入高温炉中，以减少由于加热不均匀而造成的开裂
4.等温淬火 记录图 提高铸件的综合力学性能(特别是塑性和韧性)和耐磨性，并减少变形量 下贝氏体+残留奥氏体+石墨 等温淬火的冷却介质为硝盐或热油，等温保持时间视材料的奥氏体恒温转变动力学曲线而定(一般多选用0.5～1h)
5.表面淬火 记录图 提高铸铁件表面硬度、耐磨性和疲劳强度 铸件内部保持淬火前的原始组织，表层一定深度为:马氏体+残留奥氏体+石墨 加热方式:(1)火焰加热；(2)感应加热(高频)；(3)电接触加热(工频)。为保证心部力学性能及表面能获得较高硬度，可进行正火或调质等预先热处理。
6.化学热处理 提高耐磨性、耐热性、耐蚀性及疲劳强度 铸件内部保持原始组织，而表层一定深度由于某些元素的渗入而得到相应的组织 铸铁件渗氮、渗硫、渗硼等应用较广

灰铸铁件的人工时效规范

铸件种类 铸件质量/kg 铸件壁厚/mm 装炉温度/℃ 升温速度/(℃/h) 加热温度/℃ 保温时间/h 缓冷速度/(℃/h) 出炉温度/℃
普通铸铁 低合金铸铁
一般铸件 ＜200 ≤200 ≤100 500～550 550～570 4～6 30 ≤200
一般铸件 200～2500 ≤200 ≤80 500～550 550～570 6～8 30 ≤200
一般铸件 ＞2500 ≤200 ≤60 500～550 550～570 8 30 ≤200
精密铸件 ＜200 ≤200 ≤100 500～550 550～570 4～6 20 ≤200
精密铸件 200～3500 ≤200 ≤80 500～550 550～570 6～8 20 ≤200
简单或圆筒状铸件 ＜300 10～40 100～300 100～150 550～600 550～600 2～3 40～50 ＜200
一般精密铸件 100～1000 15～60 100～200 ＜75 500 500 8～10 40 ＜200
结构复杂或高精度铸件 1500 ＜40 ＜150 ＜60 420～450 420～450 5～6 30～40 ＜200
结构复杂或高精度铸件 1500 40～70 ＜200 ＜70 450～550 450～550 8～9 20～30 ＜200
结构复杂或高精度铸件 1500 ＞70 ＜200 ＜75 500～550 500～550 9～10 20～30 ＜200
纺织机械小铸件 ＜50 ＜15 ＜150 50～70 500～550 500～550 1.5 30～40 150
机床小铸件 ＜1000 ＜60 ≤200 ＜100 500～550 500～550 3～5 20～30 150～200
机床大铸件 ＞2000 20～80 ＜150 30～60 500～550 500～550 8～10 30～40 150～200

灰铸铁件的特性和应用

牌号 铸铁级别 主要特性 应用范围
工作条件 应用举例
HT100（铁素体灰铸铁件） 低强度铸铁，对金相组织及强度无较高要求者 铸造性能好，工艺简便；铸造应力小，不用人工时效处理；减振性优良 （1）负荷极低
（2）对摩擦或磨损无特殊要求
（3）变形很小 		（1）盖、外罩、油盘、于轮、手把、支架、底板、重锤等形状简单、不甚重要的零件
（2）对强度无要求的其他机械结构零、邮件
HT150（铁素体珠光体灰铸铁件） 中等强度铸件，基体组织为珠光体＋铁素体（20％） 铸造性能好，工艺简单；铸造应力小，不用人工时效；有一定的机械强度及良好的减振性 （1）承受中等应力的零件（弯曲应力＜9.81MPa）
（2）摩擦面间的单位面积压力＜0.49MPa下受磨损的零件
（3）在弱腐蚀介质中工作的零件 		（1）一般机械制造中的铸件，如：支柱、底座、罩壳、齿轮箱、刀架，刀架座、曾通机床床身及其形状复杂、对强度要求不高、不容许有甚大变形又不能进行人工时效处理的零件
（2）滑板、工作台等与较高强度铸铁床身（如HT200）相摩擦的零件
（3）薄壁（质量不大）零件，工作压力不大的管子配件以及劈厚≤30mm的耐磨轴套等
（4）在纯碱或染料介质中工作的化工零件
（5）圆周速度6～12m/s的带轮以及其他符合所列条件的零件
HT200 HT250（珠光体灰铸铁件） 较高强度铸件，基体组织为珠光体 强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性也良好；铸造性能较好，需进行人工时效处理 （1）承受较大应力的零件（弯曲应力＜29.40MPa
（2）摩擦面间的单位面积压力＞0．49MPa（大于10t在磨损下工作的大型铸件压力＞1. 47MPa）
（3）要求一定的气密性或耐弱腐蚀性介质 		（1）一般机械制造中较为重要的铸件，如：气缸、齿轮、机座、金属切削机床床身及床面等
（2）汽车、拖拉机的气缸体、气缸盖、活塞、刹车轮、联轴器盘以及汽油机和柴油机的恬塞环
（3）具有测量平面的检验工件，如：划线平板、V形铁、平尺、水平仪框架等
（4）承受7.85MPa以下中等压力的液压缸、泵体、阀体以及要求有一定耐腐蚀能力的泵壳、容器
（5）圆周速度＞12～20m/s的带轮以及其他符合所列I作条件的零件
（6）需经表面淬火的零件
HT300 HT350（孕育铸铁件） 高强度、高耐磨性铸件，基体组织为100％珠光体，属于需要采用孕育处理的铸件 强度高，耐磨性好；白口倾向大，铸造性能差，需进行人工时效处理 （1）承受高弯曲应力（＜49MPa）及抗拉应力
（2）摩擦面间的单位面积压力≥1.96MPa
（3）要求保持高度气密性 		（1）机械制造中重要的铸件，如：床身导轨，车床，冲床、剪床和其他重型机械等受力较大的床身、机座、主轴箱、卡盘、齿轮、凸轮、衬套；大型发动机的曲轴，气缸体、缸套、气缸盖等
（2）高压的液压缸、泵体、阀体
（3）镦锻和热锻锻模、冷冲模等
（4）需经表面淬火的零件
（5）圆周速度＞20～25m/s的带轮以及符合左列工作条件的其他零件

灰铸铁件的中外牌号对照

中国GB/T 国际标准ISO 前苏联ГОСТ 美国 日本JIS 德国DIN 英国BS 法国NF
HT-100 100 СЧ10 — FC100 — 100 —
HT-150 150 СЧ15 No.20 FC150 GG15 150 FGL150
HT-200 200 СЧ20 No.30 FC200 GG20 200 FGL200
HT-250 250 СЧ25 No.35 FC250 GG25 250 FGL250
HT-300 300 СЧ30 No.45 FC300 GG30 300 FGL300
HT-400 — СЧ40 No.60 — GG40 — FGL400
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