锻造件的硬度要求和硬度计的选用

锻造件的硬度要求和硬度计的选用

锻造业是现代工业生产的支柱产业，许多复杂、力学性能要求较高的零件都优先选用锻造制坯的

方式来生产。与铸造件相比，锻造件组织细密，碳化物分布和流线分布合理，在硬度、塑性、韧性等

方面都得到了廉顾，只有最为优越的综合力学性能。此外，零件经过锻造加工还可以节约金属材料，

减小切销加工量，提高生产率。

锻造工件，一般作为机械零件的毛坯，为了消除锻造应力，便于随后的切削加工，锻造后要进行

适当的热处理，机械加工后还要进行最终热处理。力学性能是锻造件最重要的性能指标。几乎所有的

锻造件都要求进行拉伸试验，大部分锻造件都要求进行布氏硬度试验。经过机械加工和最终热处理后

的工件要进行洛氏硬度试验，如果工件尺寸过大，无法进行洛氏硬度试验，可采用肖氏或里氏硬度试

验代替。

作者收集整理了美国标准ASTM中关于锻造件硬度要求的部分规定。

本文主要有两部分内容，第一部分，列举出美国标准ASTM中典型锻造产品关于硬度要求方面的规定，第二部分，介绍在锻造产品上硬度计的选用方法。

美国ASTM标准中关于锻造件硬度的规定

1、用作压力容器构件的碳素钢锻造件（ASTM A266/A266M-90）

适用于供锅炉、压力容器及有关设备用的4个牌号碳素钢锻造件。需方可在锻造件上任何位置检

验其布氏硬度，硬度值应在下列范围内：

级别布氏硬度允许范围（HB）

1 121-170

2和4 137-197

3 159-207

2. 冷轧和热轧用合金锻钢轧辊（ASTM A427-87）

适用于黑色或有色金属扁平轧材的冷轧和热轧用均质淬硬合金锻钢轧辊。硬度要求.

生产厂应按供需双方一致同意的硬度范围提供轧辊。

硬度试验应检查每个轧辊的硬度，硬度值应在合同规定的范围内。可使用肖氏硬度计，洛氏硬度计或维氏硬度计测试。硬度试验步骤、试验数量及部位可由供需双方商定。为确保轧辊纵横方向均匀性，对于每个轧辊应进行足够数量的硬度试验。生产厂应提供一份硬度试验报告，钢号、轧辊、型号和硬度计的型号应写入报告。

3、一般工业用碳素钢和合金钢锻造件（ASTM A668-90）

适用于非处理的和热处理的一般工业用碳素钢和合金钢锻造件。

抗拉试验：锻造件应符合下表所示的抗拉性能。

硬度试验：应在最终热处理后（A类锻造件除外）和粗加工后进行布氏硬度试验；重量等于或小

于7000磅（3180公斤）的每个锻造件均应进行布氏硬度试验。

每个锻造件上硬度读数的平均值均应在下表规定的范围内。任何重量超过250磅（113公斤）锻

造件的硬度允许偏差，A类到E类不得超过30HB，F类到J类，不得超过40HB，K类到N类不得超过

50HB。

应在重量超过250磅（113公斤）的盘状件、环状件和空心锻造件的每个平面上进行两次硬度试验。这两次试验的部位应在半径的中部并应相距成180度。例如：在一面上3：00和9：00时钟位置，相反一面则在6：00和12：00的时钟位置。重量超过250磅（113公斤）的实心锻造件，应在锻造件的周边上至少进行4次硬度试验，每端2次，相距180度。对于重量等于或小于250磅（113公斤）的锻造件，应在能代表一炉钢或代表每一热处理炉批中所含的几炉钢的已断裂试样上进行布氏硬度试验，试验结果应在下表规定的硬度范围内。

如果需方有要求时，锻造件可仅根据硬度试验供货。机械性能要求

1.不锈钢及耐热钢锻造件（ASTM A473-91a）

适用于一般用途及低温或高温下使用的奥氏体、奥氏体—铁素体、铁素体和马氏体不锈钢和耐热钢锻造件。

机械性能要求

材料应符合下表中规定的室温机械强度要求。

对于铁素体及马氏体钢，需方可规定用符合下表的硬度要求取代拉伸试验。

马氏体牌号锻造件应能在热处理后达到下表规定的硬度要求。

机械性能要求

热处理及硬度要求

5、减速机大小齿轮用碳素钢和合金钢锻造件（ASTM A291-90）

适用于大小齿轮用经正火和回火的碳钢锻造件及经淬火和回火的合金钢锻造件。布氏硬度要求

锻造件的硬度应符合下表规定的要求，布氏硬度试验应在机械加工到需方订货的尺寸以及消除应力之后，在锻造件上准备好的部位上进行。

硬度试验的数量和位置。对于直径大于和等于8英寸（203毫米）的每个锻造件，应在切出齿的部位外表面上做4个布氏硬度试验，即在相隔180o角的每条螺旋线上各做两个试验。

机械性能要求

6、用作管道构件的碳素钢锻造件（ASTM A105/A105M-87a

适用于室温和高温作业的压力系统所用碳素钢锻造管道构件，包括法兰、管配件、阀门及类似部件。按本标准制造的锻造件之最大重量限定为10000磅（4540公斤）。

拉伸试验

如果锻造件太小，可以仅根据硬度试验进行验收，每批锻造件应任意采取百分之一或十个锻造件（取较小值），按照ASTM A370标准中的布氏硬度试验方法制备试样，并进行试验，压痕的位置应由生产厂选定，但应选择足以代表整个锻造件的位置。一个锻造件应有一个压痕，但也可以另外压出若干个附加压痕，以确定有代表性的硬度值。所有锻造件的硬度应在HB137-187之间。

硬度试验

每一连续式或批式工件，应最少用2个锻造件做硬度试验，以保证锻造件硬度在下表规定的范围内。试验应按照ASTM A370标准进行，需方可在锻造件的任何位置上测量硬度，以验证是否符合规定，但是这种试验不得影响锻造件的使用。

需方可以在交货的任何一个或全部锻造件上，在锻造件的任何位置上，检验其硬度，并且硬度值应在HB137-187之间。不在规定硬度范围之内的任何锻造件都应拒收。

机械性能要求

7、高温作业管道锻造或轧制合金钢管法兰及锻制的管配件、阀门和部件（ASTM A182/A182M-91）

适用于压力系统用低合金钢和不锈钢锻制的管道配件，包括法兰、阀门及类似部件。

硬度试验

按规定用批式或连续式热处理炉处理过的锻造件，每批应最少取两个试样，按照ASTM A370标准进行硬度试验，以保证锻造件的硬度在下表规定的每个牌号的硬度范围内。需方可以在锻造件任何部位测试，以证实是否符合要求，但是这种试验不得导致锻造件不能使用。

当符合一定的规定可以减少拉伸试验次数时，应在规定锻造件上或试样上进行附加的硬度试验，在整个一批锻造件中分散进行。用批式热处理炉处理的锻造件，每批至少检验8个试样，连续式炉热处理的锻造件，每小时至少检验一个试样，如批式炉的一批锻造件不足8个，则每个锻造件都应试验，如果任何一个试验超出了规定的硬度范围，整批锻造件应重新

进行热处理，并执行铁素体和马氏体牌号钢（每炉钢应以每个热处理装炉批进行一个拉伸试验）的规定。

当需方提出要求时，每个锻造件均应进行硬度试验，硬度值应符合下表规定。