铸钢件 M-201 技术规范

1AAR标准与推荐规范手册联轴节与货车缓冲件钢铸件M-201技术规范正式通过：1923年；修订：1984年,1993年,1997年,2000年，2003年,2005年1.0范围本技术规范涉及机车和汽车等设备以及各种用途的碳素钢与合金钢铸件，其分为A，B，B+，C，D，和E级，AARM-201技术规范适用于所有铸件，除非某种特种产品，AAR技术规范会给出变更的技术规格。2.0购买的依据除非购方另行规定，A级为未经退火、退火或正火铸件。B和B+级为经正火或正常回火铸件。C级为经正常回火或调质铸件。D和E级为调质铸件。2.1应购方要求，发放证书将作为验收依据。该证书应包括一份报告书，它关于生产、采样、测试，及其检验过的材料是按照并符合本技术规范所有适用规定的要求进行的。每份证书都要经过供方或厂方授权代表签发。无特殊申明的情况下，因理解为根据购方的要求，该记录必须要向购方提供。3.0存档厂方需对此分标准中所涉及的铸件提供报告，包括所有的重量、物理性能报告、化学性能报告和热处理报告，并将纪录保存昀少3年。而这些记录会应购方要求随时提供给对方。同时，厂方也必须保存至少3年以上每个单独铸件的序列号的纪录，以便用序列号追溯上面提到的各份报告。生产4.0工艺钢铁熔炼可以采用下列一种或多种工艺：平炉、电炉、熔炉、转炉或氧气顶吹转炉等技术。5.0热处理铸件要经彻底清洁方可进行热处理，内腔不应被成型材料阻塞，然后，按照适宜于2.0节要求的方法进行下面的热处理过程。浇注后，铸件的温度须降至1,000℉(538℃)以下方可以不损伤铸件的速率下进行热处理。5.1全退火将铸件加热至转变范围以上合适的温度长达所需的时间，才能达到完全的奥氏体化，细2化晶粒结构。然后，使该铸件在退火炉内缓慢降温。除非购方另有规定，厂方会在规定全退火的工序选择正火替代全退火。5.2正火钢铸件按如下次序进行钢铸件正火处理5.2.1将铸件加热至转变范围之上固有恒定温度，并保温一段合适时间，以达到完全奥氏体化，细化晶粒结构。5.2.2从炉内取出铸件，在静止空气中降至700℉（371℃）以下。5.2.3作为厂方选择，规定为正火的B级和B1级铸件可随后进行回火处理。5.3正火回火钢铸件按如下次序进行钢铸件的正常回火处理5.3.1将铸件加热至转变范围之上固有恒定温度，并保温一段合适时间，以达到完全奥氏体化，细化晶粒结构。5.3.2从炉内取出铸件，在静止空气中冷却，直至铸件作为一个整体其温度降至回火温度之下100℉(38℃)时止。5.3.3将铸件重新加热进行回火处理，使其温度在转变范围之下固有恒定温度，但不得小于600℉（316℃），并保温一段所需时间。从炉内取出铸件，并按任何所需速率冷却。5.4淬火回火钢铸件按如下次序进行钢铸件的调质处理5.4.1将铸件加热至转变范围之上固有恒定温度，并保温一段合适时间，以达到完全奥氏体化，细化晶粒结构。5.4.2从炉内取出铸件，当铸件温度还在转变范围之上时，通过合适的液体介质将铸件迅速冷却至大大低于转变范围温度之下。5.4.3将铸件重新加热进行回火处理，使其温度在转变范围之下固有恒定温度，但不得小于800℉（427℃），并保温一段合适时间。从炉内取出铸件，并按任何所需速率冷却。所有铸件在淬火后易生成裂纹，为阻止开裂，必须尽快进行回火处理，淬火与回火的时间间隔绝不能超过8小时。5.5热处理文件本规定仅适用于汽车大梁、转向架承梁、联轴节体、拨叉、缓冲器或缓冲件等铸件。要3求厂方开发热处理的标准工艺并形成文件，该标准涉及工艺、工艺控制方法及保存记录的要求。这些文件作为铸造验收过程一部分予以出示并对照检查，并且用以确保产品是经过恰当热处理。热处理炉的温度受高温计控制，它与记录仪相连，绘制时间-温度记录图表，该图表以处理日期与炉号而予以识别。对每批热处理铸件的运转记录卡片应表明与每批热处理相关的一切信息，它包括1）产品类别；2）规定的热处理方法；3）该批铸件的编号（如无编号，则注明热处理号）；4）从铸件上切取测试试样或从该批铸件上切取试样的识别号；以及5）进行热处理的实际时间。其它替换方法也会考虑，只要详细的建议方法以书面形式递呈AAR审批。递交审议的方法要确保符合本规定的要求。高温计须每三个月标定一次。时间-温度图表，热处理炉运转记录卡片，与高温计标定等记录须保留三年，并应购方要求予以出示。5.6测试耳对所有超过150磅重的铸件或应购方要求小于150磅重的铸件须浇注至少二个，但不超过四个测试耳。测试耳的位置应该这样安排，即由检验员除去这些试验耳，则表明该铸件已经历过热处理。如果测试耳的检验表明该铸件未经热处理，则该铸件须进行热处理。标准的测试耳应长1”，宽1”，与铸件相连处的厚度为1/2”或5/8”。6.0化学性质与测试6.1化学成分钢铁分析结果不应超过下列值：A，B和B+级C，D和E级碳（昀百分含量）0.320.32锰（昀高百分含量）0.901.85磷（昀高百分含量）0.040.04硫（昀高百分含量）0.040.04硅（昀高百分含量）1.501.506.1.1A，B和B+级铸钢碳含量比规定的昀高百分比含量每下降0.01％，而锰的含量在规定的昀高百分比含量高0.04％，直至高达1.2％是允许的。6.1.26.1节尚未被指明的其它元素的含量则由厂方选定，以达到规定的物理性质。6.2淬透性6.2.1D和E级钢除了联轴节锁扣之外，钢铁成分在标准顶端淬火试验中在7/16”处得到昀小硬度值，在淬火结束后测得如下碳含量（基于其初始成分而言）碳百分含量昀小硬度值，Rc＜0.25300.25-0.30330.31-0.323546.2.2测试频度如果连续10次顶端淬火试验结果令人满意的话，厂方会对D和E级钢每月至少进行一次顶端淬火试验。6.2.3淬透性分析按照昀新版美国材料试验标准A255附录三规定的方法，对调质钢每次加热计算标准临界直径（DI）。该DI分析值作为资料应按照3.0节所定义的在机械和化学测试报告单中出示。6.3化学分析6.3.1桶样分析厂方必须从铸桶浇注铸件达昀初25％起取样分析测定碳、锰、磷、硫、硅和其它有针对性合金元素的百分含量。该分析结果应购方或购方代表要求应予以出示，且须符合6.1节的要求。如果采用钻孔取样，则钻孔深度必须达到测试铸块表面之下至少1/4”。6.3.2热分析结束钢铁每次加热，对于从昀后验收的铸件中，昀终投入的金属或完成浇注后所采集的样品，厂方必须用来测定锰的百分含量。该分析结果应购方或购方代表要求应予以出示，且要符合6.1节的要求。如果采用钻孔取样，则钻孔深度必须达测试铸块表面之下至少1/4吋。记录须保留二年。6.4成品分析厂方可以对取自破碎的拉伸试验样品或取自每次加热的铸件上的样品进行分析，由此测得的化学成分须符合6.1节规定的要求。如果采用钻孔取样，则钻孔深度必须达测试铸块表面之下至少1/4”，钻孔取样方式应不损伤铸件的实用性。7.0机械性质与测试7.1拉力试验的试样7.1.1作为厂方的选择，试样取自附着在铸件上或铸注系统上的浇注物，或取自铸锭，且按照美国材料试验标准A370制样。7.1.1制作铸锭所采用的工艺足以代表厂方正常的工艺方法。7.1.2每个熔料在热处理后都要测试其机械性质，取自熔料的试样应与相同级别铸件一起，以与它们所代表的铸件以同一方式进行热处理。每次热处理炉的装载物中应包括至少一个相同级别的钢铁试样，并且对其进行机械性质的测试并且作出记录。间歇生产热处理炉装载物定义为该热处理炉内所有相同级别的钢铸件。连续生产热处理炉装载物定义为在一次热处理周期内经过炉内某一给定位置的具有相同级别的所有钢铸件。7.2拉力试验7.2.1应按照美国材料试验标准A370规定的钢铁制品机械测试的标准方法及其定义进行测试。使用该规范说明的直径为1/2”（13mm），标距长度为2”（50mm）的试样。样品取自按7.1.1节制作的试样。57.2.2用作铸件的钢铁材料应满足下列昀低要求。A级未经退火经退火或正火处理B级B+级C级D级E级拉力强度，ksi6060708090105120屈服点，ksi3030385060851002”延伸率，％22262424221714断面缩减率，％303836364535307.2.3厂方须对每次熔炼采集的样品进行测试，并记录测试结果，但不包括有裂痕瑕疵的样品。每个钢号每次加热处理须测试一个样品。如果测试样品在车制过程中出现缺陷或在测试前后呈现瑕疵，则该样品必须舍弃，并启用其它替代样品。样品取自按7.1.1节制作的试样。7.2.4如果任一拉力试验样品的延伸率小于规定值，由测试前样品上量规刻度所示且任何一段裂缝从离标距中心超过3/4”时被允许再测一次。样品取自按7.1.1节制作的试样。7.2.5购买时，可以从铸件上切取样品（但不包括带瑕疵的样品），且必须达到7.2.2节所述拉力强度与屈服强度的80％。7.3冲击试验7.3.1钢铁具有冲击性，它通过美国材料试验标准A370图11所示方法制备的标准摆锤式V型缺口A型样品进行测试。样品取自按7.1.1节制作的试样。每次测试由三个取自同一次加热处理中的冲击试验样品而吸收的平均冲击强度确定。结果须满足下列指定温度下的昀低要求。铸钢温度（℉）冲击强度（呎磅）B和B+级+2015C级（正常回火钢）015C级（调质钢）-4020D级-4020E级-40207.3.2按照美国材料试验标准A370钢铁制品机械测试的标准方法与定义进行冲击试验。7.3.3厂方测试样品取自熔炼过程，并记录测试结果，包括该熔体的化学分析结果，但不包括带有瑕疵样品。测试频度应每周每个钢号每次熔炼，当熔体浇注至少达25％时取样进行测试。样品取自按7.1.1节制作的试样。7.3.4作为厂方一种替换方法，也可以采用动态扯裂试验法（美国材料试验标准E604）或无延性转变试验法（美国材料试验标准E208）进行冲击试验。样品取自按7.1.1节制作的试样。7.3.4.1动力扯裂试验法应由取自同一批加热处理三个样品吸收的平均冲击强度而确定，在7.3.4.3节表格中规定温度下昀小应为50呎磅。67.3.4.2无延性转变试验应由在7.3.4.3节表格中规定的温度下测试两个样品确定，两个样品均无断裂性。7.3.4.3动态扯裂试验与无延性转变试验温度应该如下：动态扯裂试验与无延性转变试验温度7.3.5购方可以对铸件成品进行试验，费用由购方承担。测试结果应符合7.3.4规定的昀低值。7.4硬度除了那些在产品规格中指明的，铸钢件的硬度必须在如下布氏硬度数的范围之内。铸钢布氏硬度数A级108-160B和B+级137-208C级179-241D级211-285E级241-311测试是在样品表面进行。该表面应按美国材料试验标准A370进行抛光脱碳。这可以是一种过程检测来作为其他检测结果的补充。硬度测试时选取每一炉的铸件或样片。8测试数，小批量订单假如小批量订单铸件超过180磅重，其中订单的大小以及所具备的模型和铸造器材要使得一次熔炼可以浇注五个以下铸件。按照7.0节要求，用从同一熔炼浇注中采集的额外备用的测试试样与连接在同一熔炼的一些其它铸件中采集的测试试样进行物理性质测定。9重热处理如果该批物理测试结果与规定的要求不符，厂方可以进行重热处理。但这种重热处理不得超过两次，重新测试的方法按7.0节规定的进行。工艺与成品10工艺所有铸件要符合购方提供图纸的尺寸。该图纸须在厂方开始生产之前提交。如果没有提供图纸，则要符合购方提供的模型预定的尺寸。11成品铸钢测试温度（℉）B和B+级+60C级（正常回火钢）+60C级（调质钢）-60D级-60E级-607铸件应无有害缺陷，且在递交检验时应经彻底清洁。12.0缺陷的焊接修补12.1缺陷的焊接修补整个缺陷须在焊接修补之前清除完。待焊接区域必须具有带轮廓的边缘以便进行超声焊接。被修补区域的昀大深度须至少允许1/8”超声焊条能填补在焊缝坡口底与该区域中铸件侧壁的对边之间，而从铸件侧壁的两边是不能进行焊接的。只要沿铸件侧壁与两侧延伸的缺陷可以被触及进行焊接，则可以采用双V或U形轮廓从两侧进行焊接。如果沿铸件延