Nội dung toàn văn Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3902:1984 về Vật đúc bằng gang xám và gang graphit cầu – Tổ chức tê vi và các phương pháp xác định do Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước ban hành
TIÊU CHUẨN VIỆT NAM
TCVN 3902 – 84
VẬT ĐÚC BẰNG GANG XÁM VÀ GANG GRAPHIT CẦU – TỔ CHỨC TẾ VI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
Grey castiron castings and highstrength cas- tiron castings- Microstructure and determination methods
Tiêu chuẩn này áp dụng cho các vật đúc bằng gang đúc, trong đó quy định những phương pháp xác định các yếu tố cơ bản của tổ chức tế vi vật đúc bằng gang xám (Graphít tấm), gang graphit cầu (Graphit cầu) về Graphit, về Péclít, về cùng tinh Phốt-phit và về Xêmen tit. Tổ chức tế vi của vật đúc bằng gang xám và gang graphit cần được đánh giá theo các cấp, so sánh với các thang tiêu chuẩn tương ứng trong tiêu chuẩn này.
Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các vật đúc bằng các loại gang có các tính chất vật lý đặc biệt, cũng như các loại gang được đúc hoặc nhiệt luyện bằng các phương pháp đặc biệt.
1. TỔ CHỨC TẾ VI
1.1. Tổ chức tế vi của gang xám và gang graphit cầu được phân loại theo:
1.1.1. Gra-phít.
1.1.2. Nền kim loại: Péc-lít, cùng tinh Phốt-phít, Xê-men-tit (bay Lê-đê-bu-rít).
1.2. Graphit
1.2.1. Diện tích Gra-phit trong tổ chức tế vi của vật đúc bằng gang xám và gang graphit cầu được tính theo diện tích phần trăm trung bình của gra-phit đo được tại ít nhất 3 vùng trên mặt mẫu khi so sánh chúng theo 5 cấp tương ứng với bảng 1 và thang chuẩn 1.
Bảng 1
|
Cấp |
Ký hiệu |
Diện tích graphít, % |
|
|
Gang xám |
Gang graphit cầu |
||
|
1 2 3 4 5 |
G % 02 G % 04 G % 06 G % 08 G % 2 |
Gc % 02 Gc % 04 Gc % 06 Gc % 10 Gc % 12 |
Nhỏ hơn 3 Từ 3 đến 5 Lớn hơn 5 đến 8 Lớn hơn 8 đến 12 Lớn hơn 12 |
1.2.2. Độ dài graphit trong tổ chức tế vi của vật đúc bằng gang xám và gang graphit cầu được đánh giá theo 10 cấp tương ứng ở bảng 2 và thang chuẩn II.
Chú thích. Cấp của graphit được xác định bằng chiều dài trung bình của ít nhất 3 graphit lớn nhất tại 3 vùng khác nhau nhìn thấy trên mẫu kim cương.
Bảng 2
|
Cấp |
Ký hiệu |
Chiều dài của graphit, mm |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
G cd 1 G cd 2 G cd 3 G cd 4 G cd 5 G cd 6 G cd 7 G cd 8 G cd 9 G cd 10 |
Nhỏ hơn 5 Từ 5 đến 10 Lớn hơn 10 đến 25 Lớn hơn 25 đến 40 Lớn hơn 40 đến 80 Lớn hơn 80 đến 125 Lớn hơn 125 đến 250 Lớn hơn 250 đến 500 Lớn hơn 500 đến 1000 Lớn hơn 1000 |
1.2.3. Đường kính graphit trong tổ chức tế vi của vật đúc bằng gang graphit cầu được tính theo đường kính lớn nhất, so sánh chúng với 5 cấp tương ứng ở bảng 3 và thang chuẩn III.
Bảng 3
|
Cấp |
Ký hiệu |
Đường kính gra-phit, mm |
|
1 2 3 4 5 |
G đk 1 G đk 2 G đk 3 G đk 4 G đk 5 |
Nhỏ hơn 25 Từ 25 đến 40 Lớn hơn 40 đến 60 Lớn hơn 60 đến 100 Lớn hơn 100 |
Chú thích. Cấp của gra-phit được xác định bằng đường kính trung bình của ít nhất 3 gra-phit lớn nhất tại các điểm khác nhau nhìn thấy trên mẫu kim tương.
1.2.4. Đặc tính phân bố gra-phit trong tổ chức tế vi của vật đúc bằng gang xám và gang graphit cầu được đánh giá so sánh với 10 cấp tương ứng ở bảng 4 và thang chuẩn IV.
Bảng 4
|
Cấp |
Ký hiệu |
Đặc tính phân bố của graphit |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
G pb 1 G pb 2 G pb 3 G pb 4 G pb 5 G pb 6 G pb 7 G pb 8 G pb 9 G pb 10 |
Hình cô lập Các dải cô lập lớn Các dải cô lập vừa Các dải cô lập nhỏ Dạng lưới điểm Dạng lưới Dạng hoa Điểm xen giữa các nhánh cây Điểm xen giữa các nhánh cây Phiến xen giữa các nhánh cây |
1.2.5. Hình dạng liên kết của garphit trong tổ chức tế vi của vật đúc bằng gang xám được đánh giá theo 10 cấp tương ứng ở bảng 5 và thang chuẩn V, còn đối với gang gra-phit cầu thì được đánh giá theo 5 cấp tương ứng ở bảng 6 và thang chuẩn V.
Bảng 5
|
Cấp |
Ký hiệu |
Đặc tính phân bố của graphit |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
G hd 1 G hd 2 G hd 3 G hd 4 G hd 5 G hd 6 G hd 7 G hd 8 G hd 9 G hd 10 |
Tấm thẳng Tấm xoắn vừa Tấm xoắn Tấm kết hợp hình sao lớn hơn 10 mm Tấm kết hợp hình sao từ 25 đến 40 mm Tấm với chiều dài nhỏ hơn 25 mm Điểm kết hợp với tấm nhỏ … Với dạng tổ chim và tấm vừa … Với số lượng của điểm lớn Điểm |
Bảng 6
|
Cấp |
Ký hiệu |
Đặc điểm hình dạng graphit |
|
1 2 3 4 5 |
G hd 1 G hd 2 G hd 3 G hd 4 G hd 5 |
Hình cầu đứng Hình cầu biến dạng Cầu kết hợp với graphit riêng biệt … … nhỏ vừa … … dải lớn |
1.3. Péclit
1.3.1. Hàm lượng Péc-lít trong tổ chức tế vi của vật đúc bằng gang xám và gang graphit cầu được xác định bằng phần trăm diện tích trung bình tại ít nhất là 3 vùng trên mẫu kim tương và được đánh giá như sau:
a) Đối với vật đúc bằng gang xám so sánh theo bảng 7 bảng 8 và thang chuẩn VL.
b) Đối với vật đúc bằng gang graphit cầu cũng so sánh theo bảng 7, bảng 8 và thang chuẩn VII.
Bảng 7
|
Cấp |
Ký hiệu |
Diện tích péc-lít (%) |
|
|
Đối với vật đúc lớn và trung bình (nguội chậm) |
Đối với vật đúc mỏng và nhỏ (nguội nhanh) |
||
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
Pe % Pe % 95 Pe % 85 Pe % 70 Pe % 60 Pe % 50 Pe % 30 Pe % 15 Pe % 5 Pe % 0 |
Ptb % Ptb % 95 Ptb % 85 Ptb % 70 Ptb % 60 Ptb % 50 Ptb % 30 Ptb % 15 Ptb % 5 Ptb % 0 |
Lớn hơn 90 Lớn hơn 90 đến 98 Lớn hơn 80 – 90 Lớn hơn 65 – 80 Lớn hơn 55 – 65 Lớn hơn 45 – 55 Lớn hơn 20 – 45 Lớn hơn 10 – 20 Lớn hơn 2 – 10 Nhỏ hơn 2 |
Bảng 8
|
Cấp |
Ký hiệu vật đúc cực mỏng bằng gang xám (tốc độ nguội nhanh) |
Diện tích péc-tít, % |
|
1 2 3 |
Pn % 100 Pn % 98 Pn % 96 |
100 98 96 |
1.3.2. Độ phân tán giữa các tấm péc-lít với nhau trong tổ chức tế vi của gang xám và gang gra-phit cầu được đánh giá theo cấp tương ứng trong bảng 9 và thang chuẩn VIII.
Bảng 9
|
Cấp |
Ký hiệu |
Độ phân tán giữa các tấm péc-lít, mm |
Đặc điểm của péc-lít |
|
1 2 3 4 5 |
P pt 1 P pt 2 P pt 3 P pt 4 P pt 5 |
Dưới 0,3 Từ 0,3 đến 0,8 Lớn hơn 0,8 đến 1,3 Lớn hơn 1,3 đến 1,6 Lớn hơn 1,6 |
Tấm rất mịn Tấm mịn Tấm nhỏ Tấm trung bình Tấm lớn |
Chú thích. Khoảng cách giữa các tấm Péc-lít được xác định trên các tấm có độ phân tán lớn nhất, tức là ở vị trí các Xê-men-tít xếp vuông góc với mặt mẫu kim tương.
1.4. Cùng tinh phốt -phít
14.1. Diện tích của cùng tinh phốt – phít trong tổ chức tế vi của vật đúc bằng gang xám và gang gra-phit cầu được tính theo mm2 và được xác định bằng diện tích trung bình của cùng tinh phốt – phít ở ít nhất 3 vùng quan sát được trên mẫu kim tương theo 5 cấp tương ứng ở bảng 10 và thang chuẩn IX.
Bảng 10
|
Cấp |
Ký hiệu |
Diện tích cùng tinh phốt – phít, mm2 |
|
1 2 3 4 5 |
F dt 1 F dt 2 F dt 3 F dt 4 F dt 5 |
Nhỏ hơn 2.000 Từ 2.000 đến 10.000 Lớn hơn 10.000 đến 16.000 Lớn hơn 16.000 đến 25.000 Lớn hơn 25.000 |
1.4.2. Tổ chức tế vi của cùng tinh phốtphít trong tổ chức tế vi của vật đúc bằng gang xám và gang grahphit cầu được đánh giá so sánh với 2 cấp tương ứng ở bảng 11 và thang chuẩn IX.
Bảng 11
|
Cấp |
Ký hiệu |
Diện tích của cùng tinh phốt – phít |
|
1 2 |
F ct 1 F ct 2 |
Cùng tinh 2 pha Cùng tinh 4 pha |
1.4.3. Đặc điểm phân bố của cùng tinh Phốt-phít trong tổ chức tế vi của vật đúc bằng gang xám và gang graphit cầu được đánh giá bằng 5 cấp tương ứng ở bảng 2 và thang chuẩn IX.
Bảng 12
|
Cấp |
Ký hiệu |
Diện tích cùng tinh phốt – phít, mm2 |
|
1 2 3 4 5 |
F pb 1 F pb 2 F pb 3 F pb 4 F pb 5 |
Hình cô lập nhỏ Hình cô lập lớn Dạng lưới đứt đoạn mỏng Dạng lưới đứt đoạn dầy Dạng lưới liên tục |
1.5. Xê-men-tít
1.5.1. Diện tích hình Xê-mentít (hay Lê-đê-bu-rit) trong tổ chức tế vi của vật đúc bằng gang xám và gang graphit cầu được tính bằng mm2 và được xác định với giá trị trung bình tại ít nhất 3 vùng nhiều Xê-men-tit nhất so sánh với 5 cấp tương ứng ở bảng 13 và thang chuẩn X.
Bảng 13
|
Cấp |
Ký hiệu |
Diện tích Xê-men-tít, mm2 |
|
1 2 3 4 5 |
Xe dt 1 Xe dt 2 Xe dt 3 Xe dt 4 Xe dt 5 |
Nhỏ hơn 2.000 Từ 2.000 đến 10.000 Lớn hơn 10.000 đến 18.000 Lớn hơn 16.000 đến 25.000 Lớn hơn 25.000 |
1.5.2. Diện tích trung bình phần trăm Xê-men-tít trong tổ chức tế vi của vật đúc bằng gang xám và gang graphít cầu được xác định theo diện tích trung bình của các vùng Xê-men-tít lại ít nhất là 5 điểm trên mẫu kim tương theo 5 cấp tương ứng ở bảng 14 và thang chuẩn X.
Bảng 14
|
Cấp |
Ký hiệu |
Diện tích Xê-men-tít chiếm, % |
|
1 2 3 4 5 |
Xe dt % 2 Xe dt % 4 Xe dt % 10 Xe dt % 25 Xe dt % 10 |
Ít hơn 3 Từ 3 đến 6 Lớn hơn 6 đến 16 Lớn hơn 16 đến 40 Lớn hơn 40 |
2. CÁC ĐẶC ĐIỂM VỀ TỔ CHỨC TẾ VI CỦA VẬT ĐÚC BẰNG GANG XÁM VÀ GANG GRAPHIT CẦU
Các đặc điểm về định tính và định lượng của tổ chức tế vi vật đúc bằng gang xám và gang graphit cầu quyết định tinh sử dụng của vật đúc ấy; cũng trên cơ sở tính chất sử dụng này mà quyết định tiêu chuẩn kiểm tra khi giao nhận. Quy định về tiêu chuẩn kiểm tra phải thỏa mãn được những yêu cầu về kỹ thuật đã quy định ở trên.
Chú thích: Trong trường hợp cần thiết có thể nêu những yêu cầu bổ sung với vật đúc bằng gang xám và gang graphit cầu mà không có trong tiêu chuẩn này; khi ghi phải kèm theo các ảnh về tổ chức tế vi.
Ví dụ về cách ghi và quy ước
a) Lượng graphit trong tổ chức tế vi của gang xám và gang graphit cầu là 3 – 5% các dải ít cô lập, chiều dài graphit từ 150 – 250 MK, quy ước cách ghi như sau:
G % o4 – G pb 4 – G cd 7
b) Cùng loại gang trên với hàm lượng Péclít trong tổ chức tế vi là 50% – Độ phân tán giữa các tấm Péclít từ 0,3 – 0,8 mK. Cùng tinh phốt-phít cô lập nhỏ. Diện tích phốt-phít lớn hơn 10.000 mm2. Lượng Xê-men-tit lớn hơn 25.000 mm2 quy ước cách ghi như sau:
P % 50 – P pt 2 – F pb 1 – F dt 3 – Xe dt 5
3. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔ CHỨC TẾ VI
3.1. Việc nghiên cứu tổ chức tế vi được thực hiện trên mẫu đúc riêng, hay mẫu cắt từ vật đúc, hoặc mẫu lấy từ các mẫu sau khi đã thử và độ bền cơ học. Trong trường hợp đặc biệt có thể cho phép tạo mẫu trên bề mặt làm việc của chi tiết đúc (Chi tiết quá lớn không thể cắt hay phá hủy bằng kính hiển vi cơ động).
3.2. Số lượng và quy cách lấy mẫu để nghiên cứu tổ chức tế vi được quy định riêng theo các yêu cầu kỹ thuật.
3.3. Các mẫu để nghiên cứu về tổ chức tế vi phải có diện tích mặt mài khoảng 0,5 – 1,0 cm2. Trong trường hợp đặc biệt đối với các chi tiết nhỏ có thể lấy mẫu nhỏ hơn.
3.4. Phân tích gra-phít được tiến hành trên mẫu chưa tẩm thực, bề mặt mẫu phải sáng bóng, không có vết xước, không bị ôxy hóa, và không có các vết bẩn dính vào.
3.5. Dùng các hóa chất sau đây để tẩm thực phục vụ cho việc nghiên cứu nền kim loại.
a) Để hiện peclit dùng dung dịch 4cm3 axit nitơric (tỷ trọng d = 1,40) trong 100cm3 cồn êtylic.
Hoặc 4g axit picríc trong 100cm3 cồn etylic.
Hoặc có thể dùng hỗn hợp hai dung dịch trên theo tỷ lệ: 1 phần dung dịch axit nitơric ở trên pha với 4 phần dung dịch picric ở trên (theo thể tích).
b) Để hiện Xê-men-tit dùng dung dịch:
10 cm3 axit nitơric (tỷ trọng d = 1,40) trong 10 cm3 cồn etylic
c) Để hiện cùng tinh phôt-phit dùng dung dịch 4 cm3 axit nitơric (tỷ trọng d = 1,40) trong 100 cm3 êtylic/
Hoặc có thể dùng dung dịch 5 – 8% axit crômmic trong cồn (theo khối lượng) ở nhiệt độ 70 – 800C.
Chú thích:
Tất cả các loại hóa chất ở trên đều phải dùng loại TKPT (tinh khiết phân tích).
Trừ dung dịch tẩm thực dùng axit crôm míc, còn lại đều tiến hành hở nhiệt độ phòng (10 – 350C).
3.6. Khi nghiên cứu các dạng của tổ chức tế vi vật đúc bằng gang xám và gang graphit cầu trên kính hiển vi, dùng các độ phóng đại sau đây:
a) Quan sát sơ bộ đánh giá chung về tổ chức tế vi dùng độ phóng đại 200 lần.
b) Xác định hàm lượng peclit dùng độ phóng đại từ 100 – 200 lần.
c) Xác định độ phân tán péclit dùng độ phóng đại 400 – 1000 lần
d) Xác định diện tích cùng tinh phốt – phit dùng độ phóng đại 100 lần.
đ) Đánh giá đặc điểm phân bố cùng tinh phốt phít dùng độ phóng đại 200 lần.
e) Xác định pha cùng tinh phốt phít dùng độ phóng đại 400 lần.
f) Đánh giá xê-men-tít dùng độ phóng đại 100 lần.
3.7. Đánh giá định lượng các yếu tố cơ bản trong tổ chức tế vi của gang bằng cách:
– So sánh bằng mắt tổ chức tế vi của gang trên kính hiển vi với ảnh chuẩn ở các thang chuẩn trong tiêu chuẩn này.
– Mặt khác trong trường hợp đặc biệt cần đánh giá định lượng một cách chính xác hơn về tổ chức tế vi có thể cho phép sử dụng phương pháp đo bằng thước hoặc ô vuông chuẩn trong ống kính hiển vi.
