金属的低倍组织的缺陷分析

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高强船板低倍组织缺陷原因分析

（辑袁晓青）编
修回日期：０１０ — ｌ２１－６０
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山东钢铁注资非洲矿业协议终成定局
Ｔｎｏｉ铁矿已探明资源储量为１５亿ｔ平均品位３％左右，全球已探明的资源量最大的磁铁ｏｋｌｉｌ０，０是
摘要：高强船板低倍组织腐蚀时产生的长条状开裂缺陷进行了研究分析。究发现，对研钢板的拉伸、冲击断口均观察到撕裂状缺陷，主要是由于铸坯的中心偏析引起的，对钢的强这其
度、温韧性以及弯曲性能无明显影响。钢板在心部珠光体偏析带形成的细长条Ｍｎ低Ｓ是产生
属，０பைடு நூலகம்０１：一０２１（）１ｌ．
变为断续的单个或几个点坑呈长条状排列。深入观察单个点坑可以看出，点坑的边缘光滑圆润．为
典型的腐蚀后产生的腐蚀孑洞。因此，于心部Ｌ由
组织中存在大量细长条ＭｎＳ夹杂，低倍观察时采用酸蚀检验后容易出现腐蚀孔洞。这些长条状孔洞并非钢板本身存在的缺陷。从高强船板的生
ｃｕｅｙｔｅｃｎｒｌｓｇｅａｉｎｏｅｓａｄａｄａｓｎｉａｅｔａｈｓｅｅｔａｅｎｏｉｅａｓｄｂｈｅｔｅｒｇｔｆｔｔｎｎｌｏｉｄｃｔｈｔｅｅｄｆｃｓｈｖｏｎｔ — ａｏｈｒｔｃａｌｆｃｎｔｅｓｒｎｔ，ｌｗｅｅａｕｅｉａｔｔｕｈｅｓａｄｂｎｉｇｐｏｅｔｆｔｅｐａｅｂｅｅｆｔｏｈｔｅｇｈｏｔｍｐｒｔｒｍｐｃｏｇｎｓｎｅｄｎｒｐｒｏｈｌｔ．ｅｙＴｅｍａｎｆｃｏｅｄｎｏｔｅｍａｒｓｏｉｏｒｓｏｒｃｉｇｉｃｕｅｙｔｅｆｅｓｒｎｌｓｏｈｉａｔｒｌａｉｇｔｈｃｏｃｐｃｃｒｏｉｎｃａｋｎｓａｓｄｂｈｎｔｐｉｃｕｉｎｉｉＭｎｏｍｅｎｔｅｓｇｅａｉｎｂｎｔｔｅｃｎｒｌｐａｌｅｏｈｌｔ，ｎｈｌｔｈｓｎｎＳｆｒｄｉｈｅｒｇｔａｄａｈｅｔａｅｒｉｆｔｅｐａｅａｄｔｅｐａｅａｏａｙｏｔｃａｋｎｅｅｔ．ｒｃｉｇｄｆｃｓＫｅｒｓｓｉ — ｕｌｉｇｐａｅｓｌｔｇｆａｔｒｅｅｔｍａｒｓｒｃｕｅｃｎｒｌｅｒｇｔｎｙｗｏｄ：ｈｐｂｉｎｌｔ；ｐｉｉ — ｒｃｕｅｄｆｃ；ｃｏｔｕｔｒ；ｅｔｇｅａｉｄｔｎａｓｏ

低倍组织检验

扩散(即运动)速度大不相同而形成的化学成分
不均匀现象。
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偏析
方框偏析局部偏析
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偏析
主要危害：造成钢材中化学成分的不均匀性；将导致钢材的机械性能、物理性能的降低。
硫偏析：能破坏金属的连续性，锻造和轧制时会引起热脆而开裂。
磷偏析：会造成冷脆，并促进钢的回火
脆性。
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危害
发纹
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发纹
如何检验
根据 GB/T10121-2008《钢材塔形发纹磁粉检验方法》，将钢材车制成塔形试样，经磁力探伤或热酸洗后计算发纹数量和长度。
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发纹
酸蚀检验法优点：真实地反应表面缺陷，不会把皮下缺陷也显示出来，缺点是侵蚀过深会使缺陷扩大，或把流线误判为发纹。
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主要缺陷评定原则
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注意事项
1、试样粗糙度要保证，不得有油污和加工伤痕； 2、酸洗时温度和时间要适宜； 3、清洗时试样表面的腐蚀产物要刷干净，用热水喷淋后立
即吸干或吹干； 4、酸洗之后样品尽可能立即评定； 5、对于酸洗不合格样品在重新酸洗之前，须重新进行磨加
工，磨去腐蚀层。
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检测结果描述
发纹的最大长度
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样品制备
取样部位：检验目的不同，选取部位不同。
检验钢材表面缺陷：选取钢材和零件的外表面；检验钢材质量：钢材的两端，钢锭的头部；失效分析：缺陷处取样。横向试样厚度：20mm 表面粗糙度：不大于1.6um。
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热酸蚀试剂和试验规范
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主要操作步骤
样品制备
加热酸洗
冲洗吹干

低倍检验规范

低倍检验规范编制：审核：批准：日期:1、适用范围本规程适用于进厂钢材的低倍检验。

2、检验依据GB226-91 钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法GB/Tl979-2001 结构钢低倍组织缺陷评级图3、检验要求钢材的低倍组织检验：在进厂钢材中，只对合金结构钢做低倍检验，检验取样、酸蚀、组织缺陷分析判定，按国家相关标准进行，认真填写低倍检测报告单，并对其检验结论的正确性负责。

低倍酸蚀试样的制备：低倍试样可采用锯床切取，试样截取的部位、数量和试样状态应按有关标准、技术条件或双方协议的规定进行，一般是取横向试样，试样检验面距切割面的参考尺寸为：不小于钢材(坯)直径或厚度的倍，横向低倍试样的厚度一般为20毫米，试面应垂直钢材(坯)的延伸方向。

试样可采用车、铣、磨进行加工，试面的光洁度以能正确地反映酸浸后检验面的质量为准，一般不应低于，冷酸腐蚀法应不低于，腐蚀时试面不得有油污和伤痕。

试面距切割面的参考尺寸为：a.热切时不小于20mm；b.冷切时不小于10mm；c.烧割时不小于40mm。

低倍试样热酸浸蚀：对低倍试样进行热酸腐蚀时，显示钢的低倍组织及缺陷。

酸蚀液的选择、酸浸时间长短以准确显示钢的低倍组织缺陷为准，一般可按下表进行选择。

低倍组织评级：依据GB/Tl979-2001进行组织评级。

试样的保存：为将试样保存一定的时间，建议采用下列方法：a.中和法：用10％氨水酒精溶液浸泡后，再以热水冲刷净，并吹干：b.钝化法：短时间地浸入浓硝酸（大约5s）：钝化后的试样用热水冲刷净并干燥：c.涂层保护法：涂清漆、塑料膜等。

4、设备使用和安全要求操纵人员须熟知设备性能，定期进行维护保养，酸蚀液配制和使用时应做好防护，以防事故的发生。

低倍组织检验

试样的保存：为了将试样保存一定的时间，建议采用下列方法： a、中和法：用10％氨水酒精溶液浸泡后，再以热水冲洗刷净，并吹干； b、钝化法：短时间地浸入浓硝酸(大约5 s)；钝化后的试样用热水冲洗刷净并干燥；
c、涂层保护法：涂清漆、塑料膜等
d、典型低倍组织用数码相机将图像拍照下来，供以后学习参考。
钢的低倍检验
董孟宪
概述
低倍检验的地位在产品验收、新品试制、工艺调整与控制方面占有十分重要的地位。低倍检验为金相检验的一部分，低倍相对于高倍而言。低倍试验包括酸蚀低倍、塔形发纹、S印、P印、流线等方法。验收检验项目： 1、圆钢（优质、高级优质、特级优质）

1）优钢：横截面酸浸低倍组织为合格级别：一般疏松、中心疏松、锭型偏析，而低倍缺陷一般要求不得有目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮和白点等。 2）合结钢：横截面酸浸低倍组织为合格级别：一般疏松、中心疏松、锭型偏析、一般点状偏析、边缘点状偏析，而低倍缺陷一般要求不得有目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点、晶间裂纹等。 3）轴承钢：产品标准自带评级标准，横截面酸浸低倍组织为合格级别：一般疏松、中心疏松、锭型偏析、一般点状偏析、边缘点状偏析，而低倍缺陷一般要求不得有目视可见的缩孔、皮下气泡、裂纹、夹杂、白点、过烧等 2、圆坯、方坯 1）管坯横截面酸浸低倍组织试片上的中心疏松、缩孔、中心裂纹、中间裂纹、皮下裂纹、皮下气泡应按附录A评定，其合格级别应分别不大于2 级。结晶组织。 2）优钢及合结钢按YB/T153-1999,评定项目：中心疏松、中心偏析、缩孔、内部裂纹（角部裂纹、皮下裂纹、中间裂纹、中心裂纹）、皮下气泡、非金属夹杂物、白亮带、夹渣、异金属夹杂、翻皮等。优质非合金钢、特殊质量非合金钢、合金钢连铸坯应按 Y B / T1 5 3 进行低倍组织评定，其合格级别由供需双方协商确定，如供方能保证低倍合格，可不作检验普钢、高强钢方坯参照YB/T153-1999进行评定。

金属的低倍组织缺陷分析

贵州大学实验报告（小三号，加黑）
学院：材料与冶金专业：材料科学与工程班级：材料081
图5-1 不同浇铸条件下铝锭的宏观组织
℃浇铸，3mm厚铁模 b）800℃浇铸，10mm厚铁模 c）680℃浇铸，100mm厚铁模加硅铁粉
图5-2 钢中常见的低倍缺陷
a）一般疏松 b）方框偏析 c）皮下气泡 d）白点 e）缩孔残余
次消光和发亮现象。

对于
透明的，各向同性的球形夹物，
SiO 2，在明场下呈深灰图5-3 钢中的非金属夹杂
Al 2O 3 b ）MnS c ）TiN d ）玻璃质SiO 2明场下光环特征 e ）玻璃质SiO 2，偏
图5-4 偏振光装置示意图
几种非金属夹杂物的特征
暗场偏振光
，不规则外形小颗粒成群分布，透明、淡黄色透明，弱各向异性
注：各学院可根据教学需要对以上栏目进行增减。

表格内容可根据内容扩充。

连铸方坯低倍组织及缺陷特性分析

连铸方坯低倍组织及缺陷特性分析王英(南京钢铁集团有限公司质管处南京，210035)摘要：通过酸蚀低倍试验和金相检验，对连铸方坯内部的低倍组织及缺陷的类型、宏微观特征以及形成原因进行了分析，并提出了控制这些缺陷的主要措施。

关键词：连铸方坯；低倍组织；金相检验；缺陷0 引言连铸坯的冶金质量指标主要由钢的纯净度、钢坯的表面缺陷及内部低倍组织缺陷的情况来衡量。

钢的纯净度的状况在浇铸之前已由钢液的冶炼过程所控制，而铸坯的表面质量和内部质量由连铸机的浇铸过程来控制。

连铸方坯生产中发现的低倍缺陷有众多类型，每类缺陷对铸坯质量的影响因素各不相同；此外，不同的铸坯结晶组织状况对铸坯质量的影响也不尽相同，因此，分析研究铸坯低倍组织及缺陷的特征，进而弄清缺陷的形成原因，是控制铸坯质量的重要前提。

本文通过对本公司生产的130mm，150mm方等规格的铸坯进行大量的酸蚀低倍试验和金相检验，弄清了方坯内部缺陷的主要类型及其宏微观特征，并对缺陷的形成原因作了分析，在此基础上提出了控制缺陷的主要措施。

1 铸坯的低倍组织通过大量的酸蚀低倍检验表明，无论什么钢种或什么规格，连铸方坯的低倍组织(即宏观组织)一般由边部细等轴晶、柱状晶和心部粗等轴晶三部分组成。

铸坯中能够获得这三种结构，特别是心部粗等轴晶占有一定的数量，这样的连铸坯是较为理想的情况，而柱状晶发达则易导致严重的坯内部缺陷。

1.1 边部细等轴晶区边部细等轴晶区，又称激冷层，由等轴细晶组成，组织致密，杂质相对量低，表层质量较好。

具有均匀激冷层的铸坯，其正方度较好，表面无鼓肚或凹陷，为保证钢材的表面质量，提供了有利条件。

而往往由于操作条件的变化，坯壳厚度是不均匀的，在激冷层较薄的角部坯壳下凹，在下凹处皮下形成垂直于表面的裂纹，裂纹严重时扩展到坯的对角线，并且沿对角线向心部延伸扩展。

1.2 柱状晶区铸坯的柱状晶区，柱状晶以树枝晶从表面向内部生长，其生长的方向即热流的散热传导方向，近似于垂直铸坯的表面。

低倍组织检验分析

排风设备：试样在酸洗过程中会产生大量有毒有害气体，对人体和周边的环境造成极大危害，因此在酸洗的整个过程中，应在强的抽排风通风厨内进行。
酸浸装置：常用的酸洗槽有，铅槽、玻璃钢槽、塑料槽、华岗石槽以及瓷盆或烧杯等。瓷盆或烧杯不建议使用。二者都均易坏漏和破碎。有不安全隐患。
加热体：根据所用的容器可采用相应的加热体，如蒸汽、电热石英管、电炉等。刷子：将腐蚀后的试样用毛刷将试样表面的沉积物刷去。吹风机：将刷洗清洗的试样用吹风即吹干。
a、热切时不小于20mm； b、冷切时不小于10mm； c、烧割时不小于40mm 热酸浸试样表面粗糙度应不大于Ra1.6μm，冷酸浸蚀试样表面粗糙度不大于Ra0.8μm。试样尺寸：棒材：试样厚度一般为20mm，试样面垂直于钢材（坯）的延伸方向。钢板：低倍试面的尺寸一般长为250mm
20mm
排风设备酸洗装置及酸洗必备工具
样表面的铜层，后用水冲净。
（1）不锈钢表层有一层黑色可用不锈钢洗液刷洗，用5%重铬酸钾清洗不锈钢和结
＋10％硫酸水溶液
构钢溶液
H2So4 1升＋K2Cr2O7 500克＋H2O10升（2）结构钢用10%硝酸水溶液刷擦
酸洗过程注意事项：试样酸浸前，应将试样面上的油污洗净，去污时可采用去污粉。当
酸浸试样到了预期腐蚀程度后，将试样从酸洗容器中取出，然后用毛刷将试样表面上的腐蚀产物在热水洗下刷洗后将试样吹干。
当酸浸试样为不锈钢时，酸浸后将试样从酸池中取出用清水冲净，然后用不锈钢清洗液将表面黑色沉淀物刷洗干净后将试样吹干。
如果试样腐蚀过深，必需将试样重新进行加工，除去1mm，在进行酸浸试验。
钢与合金
碳素结构钢，合金钢
合金钢
硝酸60 mL，盐酸200 mL，氯化高铁，过硫酸铵，水50 mL

钢的组织低倍检验作业指导书

低倍组织检验作业指导书页码版本1/5A制定日期执行日期一．目的钢的低倍组织检验的浸蚀与低倍组织缺陷评定涉及方法种类较多，本作业指导书对适宜的方法选择及具体操作方法进展标准，保证检验结果的准确性、牢靠性。

二．适用范围金属的宏观检验及宏观缺陷评定。

本指导书仅对钢的低倍组织检验及评定进展阐述。

三．原理钢的低倍组织检验利用酸蚀进展组织显示。

酸蚀的浸蚀属于电化学浸蚀。

由于试样外表存在着成分及组织上的不均匀性以及各种缺陷和物理状态上的差异，在电解质作用下，不同部位存在不同电极电位，组成了很多微电池。

每一个微电池中电位高的区域作为阳极，电位低的区域作为阴极。

酸蚀过程中，阳极局部被浸蚀，阴极局部不发生浸蚀。

用盐酸做浸蚀液时，被检验面的金属发生如下电化学反响：阳极反响Fe→Fe2++2e，Fe→Fe3++3e阴极反响2H++2e→H2↑电子由阳极流向阴极，阳极被浸蚀Fe2++2Cl-1→Fe Cl ↓2Fe2++3Cl-1→Fe Cl ↓3四．试验4.1试样试样的截取部位及数量可按技术条件过供需双方的协议规定取样。

假设无规定时可在钢材上按炉号抽取两支试样。

缺陷分析时在缺陷最严峻的部位取样，一般在第一和最末号钢锭的头部截取。

一般取横向试样，取样时应保证被检面的组织不因切取操作而产生变化。

取样方法可参照金相检验试样取样。

观看面的加工外表粗糙度值应不高于Ra1.6μm，冷蚀法不高于0.8μm。

试样外表必需清洁、无油污，必要时可用汽油、酒精或苯等清洗。

试面距切割面的参考尺寸为：热切时不小于20mm；冷切时不小于10mm；烧割时不小于40mm。

横向试样的厚度一般为20mm，试面应垂直钢材的延长方向；纵向试样的长度一般为边长或直径的1.5 倍，试面应通过钢材的纵轴，试面的最终一次加工方向应垂直于钢材的延长方向。

钢材试面尺寸一般长为250mm，宽为板厚。

4.2试验方法钢的低倍组织检验包括热酸蚀、冷酸蚀及电解浸蚀法等。

生产检验时可从三种方法中任选一种，但仲裁时规定以热酸蚀为准。

铝合金低倍组织检验方法

铝合金低倍组织检验方法一、铸锭的低倍组织检验低倍组织检验是用肉眼或借用于放大镜(8～10倍以下)来观察铝及铝合金其浸蚀面和断口的宏观组织及缺陷的一种检测方法。

低倍检验所需设备简单，操作简便迅速，结果直观，易于掌握。

它是鉴定制品品质的一种重要方法，也是研究铝及铝合金铸造、加工工艺以及对制品进行品质分析时普遍采用的一种手段。

铝合金铸锭的低倍组织检验可参考国家标准GB/T3246.2《变形铝及铝合金制品低倍组织检验方法》进行检验。

1．1试片的切取和加工生产检验中，低倍浸蚀试片要取自制品最容易产生各种缺陷的部位。

研究用的低倍浸蚀试片要选自需要研究的有代表性的部位。

试片的数量应根据检验目的及要求来确定。

检验半连续铸锭的试片，应从切去头尾后的铸锭的两端部位切取，试片切取的厚度一般为l5～30m m，试片通常采用锯切和剪切等方法切取。

试片检验面的光洁度应根据检验目的、技术以及浸蚀剂的浸蚀强烈程度而定。

铸锭的试片车光即可，必要时也可以用细砂纸磨光。

试片检验面的加工表面粗糙度应达到Ra l.6μm，要保证试片检验面的清洁，不应有油污、脏物和机械划伤。

1．2试片浸蚀铝及铝合金中的组织不均匀和组织缺陷之所以能够用浸蚀方法来显示，是因为它们以不同的速度与浸蚀剂起作用而使试片观察面上呈现浮雕现象，从而显现了如粗晶区、光晶区、白斑、金属化合物等组织缺陷。

有些缺陷在浸蚀前如气孔、疏松等，容易和其他部分连接在一起，有些缺陷尺寸非常小，它们很难用肉眼予以鉴别，需要借助浸蚀的方法使其在尺寸上相应的被扩大些，达到肉眼可见的程度，将其清晰的显示出来。

试片检验面的组织及缺陷显示程度主要取决于：浸蚀剂的成分、温度、浸蚀时间及检验面的光洁度等。

低倍组织检验对浸蚀剂的要求是：能清晰正确的显示组织及缺陷；成分简单，配制方便；成本低；在使用过程中成分稳定；操作时所产生的气体少而无害。

铝及铝合金铸锭常用的浸蚀剂是8%～l2%的氢氧化钠溶液。

在显示软合金制品的晶粒度时，使用的浸蚀剂是成分为5m L氢。

金相试样的制备缺陷及解决方法

櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡～测试与分析～櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡收稿日期：２０２０１２１２作者简介：钟涛生（１９７９—）男，江西兴国县人，讲师，主要从事材料热处理及金相制备等工作。

联系电话：１３５７６６６３４８１基金项目：江西省教育厅科技项目（ＧＪＪ１６１５７３）；国家大学生创新创业训练计划项目（２０１９１３４３４００３）金相试样的制备缺陷及解决方法钟涛生，黎文博，龙保旭，赵英杰（赣南科技学院，江西赣州３４１０００）摘　要：金相试样的制备质量对材料组织、性能的准确分析有重要影响。

金相试样在制备过程中可能会产生曳尾、假像、划痕、组织不清晰、表面不清洁、表面不平整和不当倒圆角等缺陷。

产生这些缺陷的原因是，抛光时间不合理或用力较大，抛光时冷却不当，磨样用力不均匀，表面清洗不干净导致浸蚀不均匀等。

根据这些原因提出了相应的解决措施。

关键词：金相试样；缺陷；制备中图分类号：ＴＧ１１５．２１＋１．２文献标志码：Ｂ文章编号：１００８１６９０（２０２１）０２００５６０４ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎＤｅｆｅｃｔｓｏｆＭｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃＳｐｅｃｉｍｅｎａｎｄＳｏｌｕｔｉｏｎｓｔｏＴｈｅｍＺＨＯＮＧＴａｏｓｈｅｎｇ，ＬＩＷｅｎｂｏ，ＬＯＮＧＢａｏｘｕ，ＺＨＡＯＹｉｎｇｊｉｅ（ＧａｎｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇａｎｚｈｏｕ３４１０００，ＪｉａｎｇｘｉＣｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｑｕａｌｉｔｙｏｆｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｓａｍｐｌｅｗｉｌｌｈａｖｅａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｅｘａｃｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｍａｔｅｒｉａｌ．Ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｓａｍｐｌｅｉｓｌｉｋｅｌｙｔｏｅｘｈｉｂｉｔｓｕｃｈｄｅｆｅｃｔｓａｓｔｒａｉｌｉｎｇｔａｉｌ，ｆａｌｓｅｉｍａｇｅ，ｓｃｒａｔｃｈ，ｕｎｃｌｅａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｕｎｃｌｅａｎｓｕｒｆａｃｅ，ｕｎｅｖｅｎｓｕｒｆａｃｅａｎｄｉｍｐｒｏｐｅｒｃｈａｍｆｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅｓｅｄｅｆｅｃｔｓａｒｅｔｒａｃｅｄｔｏ（ａ）ｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅｐｏｌｉｓｈｉｎｇｔｉｍｅ，ａｐｐｌｙｉｎｇａｌａｒｇｅｒｆｏｒｃｅ，ｏｒｉｍｐｒｏｐｅｒｃｏｏｌｉｎｇｄｕｒｉｎｇｐｏｌｉｓｈｉｎｇ，（ｂ）ｕｎｅｖｅｎｇｒｉｎｄｉｎｇｆｏｒｃｅ，（ｃ）ｕｎｅｖｅｎｓｕｒｆａｃｅｅｔｃｈｉｎｇｄｕｅｔｏｉｎａｄｅｑｕａｔｅｃｌｅａｎｉｎｇ，ｅｔｃ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｂｏｖｅｎａｍｅｄｃａｕｓｅｓｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｓｔｏｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｓｐｅｃｉｍｅｎ；ｄｅｆｅｃｔ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ０　引言金相学相当于医学界的解剖学，或者可以定义为“金属材料的解剖学”，是研究金属材料组织结构的学科［１２］，即采用金相显微镜或电子显微镜研究材料因化学成分、冷凝条件、压力加工、焊接或热处理引起的组织结构的改变及其对性能的影响。

第十章金属的低倍组织缺陷分析

第十章金属的低倍组织缺陷分析一、原理概述金属的低倍组织缺陷检验也称为宏观检验。

它是用肉眼或不大于十倍的放大镜检查金属表面、断口或宏观组织及其缺陷的方法。

宏观检验在金属铸锭、铸造、锻打、焊接、轧制、热处理等工序中，是一种重要的常用检验方法。

这种检验方法操作简便、迅速，能反映金属宏观区域内组织和缺陷的形态和分布特点情况。

使人们能正确和全面的判断金属材料的质量，以便指导科学生产、合理使用材料。

还能为进一步进行光学金相和电子金相分析作好基础工作。

宏观检验包括低倍组织及缺陷检验(包括酸蚀、硫印、塔形车削以及无损控伤等方法)和断口分析等。

1．较典型的宏观缺陷较典型的宏观缺陷有偏析、疏松、缩孔、气泡、裂纹、低倍夹杂、粗晶环等。

(1) 偏析合金化学成分不均匀的现象叫做偏析。

根据偏析的范围大小和位置的特点，一般可以分为三种。

即晶内偏析和晶间偏析、区域偏析、比重偏析。

晶内偏析和晶间偏析如固溶体合金浇注后冷凝过程中，由于固相与液相的成分在不断的变化，因此，即使在同一个晶体内，先凝固的部分和后凝固的部分其化学成分是不相同的。

这种晶内化学成分不均匀的现象叫晶内偏析。

这种偏析常以树枝组织的形式出现，故又称为枝间偏析。

这种偏析一般通过均匀退火可以将其消除。

基于同样的原因，在固溶体合金中先后凝固的晶体间成分也不相同，这种晶体间化学成分不均匀现象叫做晶间偏析。

区域偏析在铸锭结晶过程中，由于外层的柱状晶的成长把低熔点组元、气体及某些偏析元素推向未冷却凝固的中心液相区，在固、液相之间形成与锭型外形相似形状的偏析区。

这种形态的偏析多产生在钢锭结晶过程，由于钢锭模横断面多为方形，所以一般偏析区也是方框形，故常称为方框偏析。

在酸浸试片上呈腐蚀较深的，并由暗点和空隙组成的方形框带。

见图10-1。

这种偏析是一种下偏析，即铸锭的外层是富集高熔点组元，而铸锭心部则富集了低熔点的组元和杂质。

与正偏析相反的是反偏析。

反偏析恰与正偏析相反。

GBT1979-2001结构钢低倍组织缺陷评级图介绍

GB/T1979-2001结构钢低倍组织缺陷评级图介绍袁辛芳,孙时秋(上海五钢有限公司研究一所上海200940)摘要:介绍了结构钢低倍组织及缺陷检验方法的概况,对我国标准技术内容变化作了简要说明。

关键词:结构钢低倍组织缺陷评级图0前言GB1979-80结构钢低倍组织缺陷评级图标准是我国的一项重要的基础标准,也是评定结构钢产品质量水平的主要依据之一。

该标准自发布使用十几年来,对保证和提高我国的钢铁产品质量起到了重要作用。

但近年来,随着钢铁生产技术的发展,尤其是连铸生产线的上马和钢材规格的扩大,原标准由于标龄较长,与现有发展情况存在着一些不相适应的地方。

根据冶金工业部(1997)71号文和冶金工业部信息标准研究院(1997)064号文决定对GB1979-80结构钢低倍组织缺陷评级图标准进行修订。

参与该标准修订工作的主要单位是:上海五钢(集团)有限公司、太原钢铁公司、冶金工业部信息标准研究院、抚顺特殊钢有限公司、重庆特殊钢股份有限公司。

从1997年6月起GB1979国家标准起草小组举行了重庆、成都、上海、河南鸡公山四次标准修订研讨会,并于2000年在苏州审定会上通过审定,历时四年。

新国标于2001年12月由中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局批准发布,2002年5月1日正式实施。

1结构钢低倍组织及缺陷检验方法的国内外概况在钢产品的宏观检验领域中,酸蚀试验是最常用的检验钢产品质量的一种方法。

通过酸蚀试验能显示:1)组织成分的变化,如树枝状晶等;2)化学成分的变化,如偏析等;3)钢的结构不均匀性,如裂纹、缩孔、白点等。

在钢产品生产中,低倍检验是一个重要过程控制手段。

通过低倍检验可及时发现缺陷,从而调整生产工艺,以免造成更大的损失。

目前,国际标准化组织和世界主要钢铁大国均制定了钢的低倍检验方法和评定方法标准。

1.1ISO国际标准ISO4969-1980规定了酸蚀试验方法1.2前苏联标准ГОСТ10243-1975钢低倍组织的试验和评定方法规定了评定钢的宏观组织的试验方法,评定方法和标准评级图。

《连铸钢板坯低倍枝晶组织缺陷评级图》

《连铸钢板坯低倍枝晶组织缺陷评级图》和《连铸钢方坯低倍枝晶组织缺陷评级图》2项行业标准编制说明鞍钢股份有限公司二〇一〇年九月三日《连铸钢板坯低倍枝晶组织缺陷评级图》和《连铸钢方坯低倍枝晶组织缺陷评级图》2项行业标准编制说明1 工作概况1.1 任务来源连铸钢坯低倍枝晶组织缺陷是指连铸钢坯在凝固过程中形成的中心偏析、中心疏松、中心裂纹、中间裂纹、角部裂纹、三角区裂纹、皮下裂纹、皮下气泡、非金属夹杂物、蜂窝气泡、缩孔、夹渣、异金属夹杂、针孔气泡翻皮等缺陷。

而通过对缺陷出现的多少及严重程度进行评定，为连铸钢坯质量改进提供可靠依据。

目前，国内外连铸坯和钢材低倍检验有硫印检验、热酸蚀、冷酸蚀、电解腐蚀和枝晶腐蚀低倍检验五种方法。

前四种方法都有检验方法和缺陷评级国家标准，去年又发布了基于连铸钢坯枝晶腐蚀检验方法的GB/T 24178-2009《连铸钢坯凝固组织低倍评定方法》国家标准，但基于连铸钢坯枝晶腐蚀检验方法的低倍枝晶组织缺陷评级标准尚属空白。

据此，在钢标委下达的2010年第一批冶金产品行业标准项目计划中，提出了由鞍钢股份有限公司负责承担的《连铸钢板坯枝晶组织缺陷评级图》和《连铸钢方坯枝晶组织缺陷评级图》2项行业标准制定任务，计划号分别为“2010-0295T-YB”和“2010-0296T-YB”。

鞍钢经过十多年的实践，在枝晶腐蚀检验方法的运用和标准化方面已日臻成熟，已具备了制定连铸钢坯低倍枝晶组织缺陷评级图行业标准的基本条件。

计划编制的行业标准是与现行同类标准保持同一缺陷评级尺度为基础，在缺陷类别的划分、确保各类缺陷识别和评级的准确性及可操作性等方面，对现行同类标准进行有益完善和补充。

编制好此标准将对整个行业提高连铸钢坯低倍枝晶组织缺陷的检验水平，促进连铸钢坯质量的不断改进和提高起到积极的推动作用。

1.2 标准化对象简要介绍及制定标准的原则1.2.1 标准化对象简要介绍两标准分别规定了连铸钢板坯和方坯低倍枝晶组织缺陷评级的取样和试样腐蚀方法、缺陷分类、评定及检验报告。

(完整版)(整理)钢的低倍组织及缺陷评级图标准的探讨

文本中4.5.1低倍组强钢材低倍组织不得有肉眼可见的缩孔、气泡、翻皮、内裂和夹杂,并按GB1979评定中心疏松、一般疏松和偏析,其合格级别应符合表1规定。
表1
名称
尺寸,mm
合格级别不大于
中心疏松
≤120
1
一般疏松
≤120
1
偏析
≤120
1
2.7GB3086-82高碳铬不锈轴承钢技术条件
该标准由大连钢厂起草,中华人民共和国冶金工业部提出,国家标准总局批准,1982-05-01发布,1983-03-01实施。
2.5GB1299-85合金工具钢技术条件
该标准由首钢特殊钢公司负责起草,中华人民共和国冶金工业部提出,国家标准局发布,1986-06-01实施。
本文中3.4.2有如下规定:根据需方要求,经供需双方协议并于合同中注明,交货状态钢材可检验酸浸低倍组织。在酸浸低倍试片上不得有肉眼可见的缩孔、夹杂、分层、裂纹、气泡及白点。中心疏松及锭塑偏析,按第四级别图评定。其合格级别按双方协议。
2.4YB/T4003-1997连铸钢板坯低倍组织缺陷评级图
该标准1997年12月1日实施。笔者目前尚未拥有该标准,故不能作较详细介绍。
YB/T4003-1997连铸钢板坯低倍组织缺陷评级图代替YB4003-91连铸钢板坯缺陷硫印评级图,这个标准(YB4003-91)系由冶金部武汉钢铁公司、北京钢铁研究总院负责起草,中华人民共和国冶金工业部提出并于1991-05-04发布,1992-01-01实施。
2.2GB1979-80结构钢低倍组织缺陷评级图
该标准由抚顺钢厂、北京钢铁研究总院、太钢、上钢五厂起草,中华人民共和国冶金工业部提出,国家标准总局发布,1981年5月1日实施。GB1979-80标准实施之日起,YB49-64标准作废。

TC11钛合金零件组织缺陷分析

1 缺陷的分析（1）低倍组织分析。经 3 次 AVR（真空自耗熔炼）的 TC11 钛
合金铸锭经多火次锻造成形后，在使用棒材进行锻造后，零件检测时发现低倍组织中出现肉眼可见的不连续暗条。
（2）微观组织分析。对零件低倍暗条处进行显微观察，发现黑色条带区高倍组织均存在初生 α 相含量偏少的现象，同时初生 α 相形貌呈现针状。见图 1。
0.23
88.38
2.02
2.93
谱图 3
6.40
0.21
88.13
1.96
3.29
谱图 4
6.19
0.22
88.42
1.96
3.20
图 3 TC11 棒材 R 态及 978℃ /1h，WQ 后组织演变
(a) R 态低倍组织；(b) R 态高倍组织 500× (c) 978℃ /1h，WQ 后低倍组织；(d) 978℃ /1h，WQ 后高倍组织 500× 图 3 可见，TC11 棒材 R 态时显微组织为双态组织，缺陷区域具有以下几个特征：① TC11 零件缺陷处低倍存在不同轻重程度的暗线；② TC11 零件缺陷处高倍组织表现为初生 α 相含量不同程度的减少；③缺陷处显微硬度与基体区无明显差异；④缺陷处存在贫铝高钼的偏析趋势。⑤贫铝高钼的轻微波动在 R 态棒材组织的影响未表现出来，但可在相变点温度下 30℃左右受热时显现。在零件模锻过程中由于锻件温升导致缺陷区温度接近或超过相变点，从而导致初生 α 相偏少或消失。
基体区检测值 341 347 354
平均值 347.3
差值 -0.8
（4）能谱分析。采用 JSM-6460 扫描电镜对零件缺陷处及基体
进行拍照并进行能谱分析，查不同形貌组织中微观成分分布情

连铸钢坯凝固组织低倍评定方法

连铸钢坯是钢铁行业中常见的一种产品，其凝固组织的性质对其品质和使用性能有着重要的影响。

在生产过程中，对连铸钢坯的凝固组织进行低倍评定是一项十分重要的工作，本文将探讨连铸钢坯凝固组织低倍评定的方法和步骤。

一、凝固组织低倍评定的意义连铸钢坯的凝固组织对其性能有着重要的影响，通过低倍评定可以直观地了解连铸钢坯的凝固组织结构，包括晶粒尺寸、晶界分布、偏析情况等，为进一步的工艺改进和产品质量控制提供重要依据。

二、凝固组织低倍评定的方法1. 样品制备：从连铸钢坯中取样，经过金相制样，并磨削、抛光处理，得到需要观察的试样。

2. 试样腐蚀：将制备好的试样放入酸性溶液中进行腐蚀处理，去除氧化层，使试样表面光洁。

3. 试样观察：将处理好的试样放入金相显微镜中观察，利用低倍目镜观察试样的凝固组织结构，包括晶粒尺寸、晶界分布、偏析情况等。

4. 结果判定：根据观察结果进行凝固组织的评定，判定试样的凝固组织质量。

三、凝固组织低倍评定的注意事项1. 样品制备过程中要保证试样的表面光洁，避免制备过程对试样的凝固组织产生影响。

2. 观察过程中要严格按照操作规程进行，避免因操作失误导致观察结果的偏差。

3. 在进行评定时，要对照相关的标准和规范，确保评定结果的客观性和准确性。

四、凝固组织低倍评定的意义连铸钢坯凝固组织的低倍评定，可以直观地了解钢坯的凝固组织结构，并通过评定结果对生产过程进行改进，提高产品质量，满足不同工艺对凝固组织的要求。

连铸钢坯凝固组织的低倍评定是钢铁行业中重要的一项工作，在生产过程中有着重要的意义。

通过科学的方法和严谨的步骤进行凝固组织的低倍评定，可以为产品质量的提升和工艺的改进提供有力的支持。

连铸钢坯是一种广泛应用于钢铁行业的产品，它的凝固组织对产品的性能和质量具有至关重要的影响。

对连铸钢坯的凝固组织进行低倍评定是非常重要的工作。

接下来，我们将继续探讨连铸钢坯凝固组织低倍评定的方法和步骤，并重点关注一些常见的凝固组织缺陷及其对产品性能的影响，以便更好地指导生产实践。

TC19棒材横截面低倍组织缺陷分析

251管理及其他M anagement and otherTC19棒材横截面低倍组织缺陷分析李尚霖，马红征（西安汉唐分析检测有限公司，陕西西安 710000）摘要：TC19棒材检测中发现其横截面低倍组织在1/2半径处有一缺陷。

经过宏观形貌、显微组织、扫描电镜形貌、能谱分析以及HV 显微硬度等检测手段，确定了缺陷为金属氧化物夹杂物和氧、碳富集形成硬夹杂和硬偏析（粗大初生α相），并对缺陷的成因进行了分析。

关键词：TC19；缺陷；夹杂物；偏析中图分类号：TG146.23 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）14-0251-2收稿日期：2021-07作者简介：李尚霖，男，生于1993年，汉族，陕西咸阳人，本科，助理工程师，研究方向：金属分析检测。

TC19钛合金名义成分为Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo，属于马氏体α+β型钛合金[1]。

是美国20世纪开发的一种富β的α+β两相钛合金，是在Ti-6242合金(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo)基础上改型而成的，这种改型合金能更充分地发挥强化效果，是一种高强度、高韧性钛合金[2]。

一直以来，国内对TC19钛合金的研究报道较少，几乎无相关的科研和生产方面的资料。

为了更好的提升实用性能，本文研究了某TC19棒材的缺陷组织及成因。

1 实验与方法1.1 实验材料客户送检样品为φ90×L TC19钛合金棒材，检测过程中发现棒材横截面低倍组织在1/2半径处有一缺陷。

1.2 实验仪器JSM-6460钨灯丝扫描电子显微镜。

ZEISS Observer.A1m 光学金相显微镜观。

Via-F 数显维氏硬度试验机。

2 实验结果与分析2.1 宏观检验棒材横截面低倍组织宏观形貌见图1，图中方框位置有一缺陷，恰好处于棒材横截面1/2R处。

图1 棒材横截面低倍组织形貌2.2 显微组织在该TC19棒材横截面缺陷处取金相高倍试样，进行金相显微组织观察，棒材横截面基体显微组织形貌见图2，缺陷显微组织形貌见图3。

铝锻件低倍组织检验方法

试样分类编制：审核：批准：①根据晶粒大小，在试样上画10mm×10mm或50mm×50mm的方格，也可以画出直径为10mm或50mm的圆。

②查出方格或圆内完整的晶粒数（p）及被方格边或圆周边所切割晶粒数（g）。

当方格边或圆周边所切割晶粒数（g）为偶数时，按照式（1）计算出方格或圆内的晶粒总数（n）；当方格或圆周边所切割晶粒数（g）为奇数时，按照式（2）计算出方格或圆内晶粒总数（n），依据式（3）计算出晶粒的平均面积。

（2）应按照表1的规定从试样坯料中制取试样。

式中：F ──晶粒平均面积，单位为平方毫米（mm²）； S ──方格或圆的面积，单位为平方毫米（mm²）； n ──方格或圆的晶粒总数，单位为个。

（2）粗晶环的测量:形状简单的粗晶环，应取粗晶环最大深度作为测量结果；形状复杂的粗晶环，环区内可画取得最大正方形的边长为粗晶环深度，如图2所示。

图2 形状复杂的粗晶环测量方法示意图（3）晶粒度检查：应按照规定的晶粒度照片或实物对比评定，具有等轴晶粒的试样，参考附件1晶粒度分级标准进行评定。

（4）晶粒实测尺寸采用晶粒平均面积（或直径）或单位面积晶粒数表示，测量步骤如下所述：组织检验：（1）一般原则：根据有关技术标准和技术协议规定的质量要求进行检查，并随时变换光线照射方向，详细观察各个部位。

必要时，可用10倍以下放大镜检查，或酌情进行显微组织或其他手段分析。

（4）其他试样（检查断口组织用试样除外）被检查面，应浸入氢氧化钠溶液（②号溶液）中进行碱蚀，碱蚀时间（室温20~25℃）15~25min。

试样碱蚀后，应迅速将试样转入流动的清水（自来水）中，对检查面进行认真冲洗后再转入硝酸溶液（④号溶液）中继续清洗，除去检查面的黑色碱蚀产物，之后再用流动的清水将检查面冲洗干净。

③每个试样至少选择三处进行测量，然后取平均值。

④当晶粒大小相差特别悬殊，分布极不均匀时，应选择最大晶粒区域。

金属的低倍组织的缺陷分析

高强船板低倍组织缺陷原因分析

低倍组织检验

低倍检验规范

低倍组织检验

金属的低倍组织缺陷分析

连铸方坯低倍组织及缺陷特性分析

低倍组织检验分析

钢的组织低倍检验作业指导书

铝合金低倍组织检验方法

金相试样的制备缺陷及解决方法

第十章 金属的低倍组织缺陷分析

GBT1979-2001结构钢低倍组织缺陷评级图介绍

《连铸钢板坯低倍枝晶组织缺陷评级图》

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