KS D 4302 全面资料
一、牌号定位（重要澄清）
首先要纠正一个常见误解：KS D 4302 不是钢牌号，而是韩国国家标准编号——全称为《구상흑연주철품 / Spheroidal graphite iron castings》（球状石墨铸铁件，即球墨铸铁件），由韩国技术标准院（KATS）发布，现行版本为 2011 版。标准下的牌号以 GCD
为前缀（G = 石墨/铸造，C = Cast，D = Ductile），后缀数字表示最低抗拉强度（MPa）+ 伸长率（%），如 GCD450-10、GCD600-3。
由此带来一个必须说明的现实问题："线材"和"锻件"在本标准下不成立。铸铁含碳量 3% 以上，塑性不足以进行锻造或拉拔成盘条，市场上所谓"锻打料"实为连铸型材或砂铸件。
二、牌号体系与国内外对照
2011 版按伸长率细分为：GCD 350-22(L)、400-18(L)、400-15、450-10、500-7、600-3、700-2、800-2；带 "A" 为附铸试样型，"L" 为低温冲击型（-20 ℃/-40 ℃）。1994 旧版则直接标注 GCD 370/400/450/500/600/700/800。
国际对应：ISO 1083、欧标 EN 1563（EN-GJS-400-15 等）、日标 JIS G5502（FCD400/500/600）、美标 ASTM A536（60-40-18 等）、国标 GB/T 1348（QT400-18 等）、德标 DIN 1693（GGG40 等）。需注意 KS D 4302 后续已被替代、民间转由韩国铸造学会团体标准 SPS-KFCA-D4302-5016 承接，采购时须注明年份版本。
三、化学成分分析（质量分数 %）
KS 与 ISO 1083 一致，只强制力学性能，不强制全部化学成分，标准仅给出 C ≥ 2.5、S ≤ 0.02、Mg ≤ 0.09（部分牌号另限 Si ≤ 2.7、Mn ≤ 0.4、P ≤ 0.08），其余由铸造厂按性能自行调配。实际生产典型范围：
元素
典型范围
作用
C
3.45～3.90
石墨化核心，保证流动性
Si
2.15～3.00
强石墨化，促进铁素体
Mn
0.20～0.66
稳定珠光体，过高降低韧性
P
≤0.08（优质件≤0.04）
有害，形成磷共晶致脆
S
≤0.02
有害，消耗球化剂
Mg
0.027～0.070
球化剂残留，决定球化率
RE
0.02～0.04
辅助球化、抗干扰
CE
4.3～4.6
决定缩松倾向
冶金关键是镁-稀土球化 + 孕育处理，使石墨由片状转为球状；验收要求球化率 ≥80%（优质件 ≥90%），石墨以 ISO 945 的 V、VI 型为主。
四、供应形式
- 砂型铸件（主流）：树脂砂、消失模、金属型、离心铸造，按图定制壳体、箱体、轮毂、阀体
- 连铸铸铁型材：水平连铸的圆棒、方棒、矩形棒、板料/管坯，常见直径 10～500 mm、板厚 10～100 mm，组织致密无砂眼，可零切——这是市场上"GCD 圆钢/板材"的真正来源
- 试块：附铸试块 / 单铸 Y 型试块，用于性能验收
- 交货状态：铸态、去应力退火态、铁素体化退火态、正火态、调质态、ADI 态
五、热处理工艺
热处理只改变基体，不改变已形成的石墨球。
- 去应力退火：500～600 ℃ 保温 2～8 h 缓冷，消除 90%～95% 铸造应力，精加工前标配
- 铁素体化退火：900～950 ℃ 保温 2～4 h，炉冷至 600 ℃ 出炉空冷，伸长率提升至 15%～22%，硬度降至 130～180 HB
- 正火（珠光体化）：880～950 ℃ 保温 1～2 h 空冷/风冷/雾冷，珠光体可达 85%～95%，强度硬度升高、塑性下降
- 调质：880～950 ℃ 奥氏体化油淬 + 550～650 ℃ 高温回火，得回火索氏体，综合性能最优
- 等温淬火（ADI）：850～950 ℃ 奥氏体化后淬入 250～400 ℃ 盐浴等温 1～3 h，获奥铁体，强度与韧性远超常规等级
- 表面淬火：感应/火焰加热至 850～900 ℃ 急冷，表面 42～55 HRC、淬硬层 1.5～4.5 mm，心部保持韧性
六、机械性能（单铸试样典型值）
牌号
Rm ≥(MPa)
Rp0.2 ≥(MPa)
A ≥(%)
硬度 HB
基体
GCD400-18
400
250
18
130～180
铁素体
GCD450-10
450
310
10
160～210
铁素体+珠光体
GCD500-7
500
320
7
170～230
铁素体+珠光体
GCD600-3
600
370
3
190～270
珠光体+铁素体
GCD700-2
700
420
2
225～305
珠光体
GCD800-2
800
480
2
245～335
珠光体/回火组织
参考补充值：抗压强度约 700～1150 MPa，无缺口旋转弯曲疲劳极限 195～304 MPa，断裂韧性 KIC 14～31 MPa·√m，室温冲击功 15～25 J。
七、物理性能
密度 7.1～7.3 g/cm³（比钢轻约 8%～10%）；弹性模量 169～176 GPa；泊松比约 0.275；剪切/扭转强度与牌号同步递增；热导率 31～36 W/(m·K)；线膨胀系数约 12.5×10⁻⁶/K（20～400 ℃）；比热容约 515 J/(kg·K)；电阻率 0.50～0.54 μΩ·m；熔点约 1150～1200 ℃；阻尼（减震）性能显著优于钢。长期使用温度建议 ≤350～400 ℃，300 ℃ 以上强度明显衰减。
八、应用领域
汽车曲轴、凸轮轴、差速器壳体、轮毂；阀门阀体、泵壳、管件与法兰；液压油缸、阀块、压缩机缸体；风电轮毂与底座、机床床身与齿轮坯；工程机械支架与挖掘机结构件；低温工况则由 400-18L / 350-22L 承担。
九、材料优势与短板
优势：① 强度接近铸钢、韧性远优于灰铸铁，成本却低于铸钢与锻件；② 铸造自由度大，可一次成形复杂薄壁件，常直接替代锻件以降低制造成本；③ 球状石墨带来减震、耐磨、自润滑与良好切削性；④ 热处理窗口宽，从退火到 ADI 可跨 400～900 MPa 强度区间按需调配；⑤ -20 ℃/-40 ℃ 冲击可保证，适合户外承压件。
短板：不能锻造、不能拉拔线材；焊接性差，仅允许小缺陷补焊；厚大断面性能明显衰减，承压件应按附铸试样取保守许用应力；高温强度下降快，不宜用于长期 >400 ℃ 工况。
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