低倍组织检验讲义
铸坯低倍相关知识
酸蚀试验,酸液温度为65 - 80 ℃,酸浸时间30 min ,待到预定 时间后用流动的热水冲刷试样,观察样品内是否存在有裂纹、 疏松、皮下气泡、非金属夹杂等缺陷.
三、常见低倍缺陷及判定标准
连铸坯的低倍组织评定一般依据国标或行业标准，湘钢 现在执行的是«GB/T1979-2001结构钢低倍组织缺陷评级 标准»。 其具体指标有：中心疏松、中心偏析、缩孔、内部裂纹 （包括角部裂纹、皮下裂纹、中间裂纹、中心裂纹）、皮下 气泡、非金属夹杂物、白点。评定时对照标准图谱，确定各 项指标的相应级别。
（3）中心等轴晶区
随着柱状晶的生长，凝固前沿富集了越来越多的气体夹 杂及低熔点元素，因而降低了熔点和过冷度。另外，由于 坯壳厚度不断扩大，传热速度下降，柱状晶发展缓慢，并 随着中心部位与柱状晶前沿钢液的温度差别逐渐减小，柱 状晶停止向内生长，此时中心未凝固的钢液结晶接近停滞 状态，直到钢液温度降低至熔点以下时，在残余钢液中普 遍形核，向各方向长大成等轴晶。因此，浇注温度越低， 温度梯度越小，组成的过冷范围越宽，就越容易生成等轴 晶。
评定原则：根据裂纹的宽度、长度和数量以及距表面的距离而 评定。
角部裂纹
4、皮下裂纹
形貌特征：在酸蚀试样的边部细等轴晶与柱状晶的交界处产 生并沿柱状晶向内部扩展的裂纹。
产生原因：指离铸坯表面3～10mm范围内的细小裂纹，主 要是由于结晶器变形，局部摩擦力过大，对弧不准，连铸坯 鼓肚或矫直应力过大，以及结晶器及二冷区冷却不均，铸坯 表层温度反复变化而发生多次相变，裂纹沿两种组织交界面 扩展也会形成皮下裂纹。
（1）细小等轴晶区
钢液进入结晶器后，受结晶器壁急剧冷却形成大量晶核，并迅速 凝固成具有细小等轴晶的激冷层区，其化学成分相当于液相成分。 激冷层的厚度主要取决于钢液的过冷度，形成激冷层的冷却速度 约为100℃/S。
低倍组织检验
GB/T226－1991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法
分类 钢种
热酸浸蚀法 腐蚀时间min 酸液成分
温度
1 易切削钢
5～l0
碳素结构钢、碳素工具钢、 5～20 硅锰弹簧钢、铁素体型、 2 马氏体型、复相不锈耐酸、 耐热钢
合金结构钢、合金工具钢、 20～40 3 轴承钢、高速工具钢
4
奥氏体型不锈钢、耐热 5～25
钢
5
碳素结构钢、合金钢、 15～25
高速工具钢
1：l(容积比)工业盐 酸
60～80
盐酸10份，硝酸1份， 60～70
水10份(容积比)
盐酸38份，硫酸12 份，水50份(容积比)
60～80
.
GB/T226－1991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法
编 号
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
备 注
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。
放大镜：用肉眼或用不大于10X的放大镜分析缺陷性质
.
GB/T226－1991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法
酸浸方法： 试验方法有热酸和冷酸两种方法，热酸腐蚀溶液及方法见表1，冷酸 实验是检验宏观低倍组织的简易方法，对于不便于热酸的钢材或大 型试件用冷酸擦拭，酸液配比及方法见表2。冷酸特点是要求酸浸试 样粗糙度较高，一般连铸坯或者低倍组织粗大时用冷酸，酸蚀时根 据钢种不同而选择相适应的溶液。
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。
10低倍检验
第十章低倍检验第一节概述本章主要叙述钢的热酸蚀试验、冷酸蚀试验、电解腐蚀试验、塔形车削发纹缺陷检验。
在金属材料的宏观检验工作中，酸蚀法是检验金属材料缺陷，评定金属质量的最常用方法之一。
酸蚀试验简单易行，一般不需要特殊设备，也不需要严格的试样制备工序。
在钢材生产和机器制造工业中，酸蚀试验常列为按顺序检验项目中的第一位。
如果一批钢材在酸蚀检验中显示出不允许有的缺陷或超过标准允许存在的缺陷时，则其它试验可不必再进行。
因此，它亦是控制材料质量的一种有效方法。
对于在生产过程中取样进行酸蚀试验，如发现材料或零件有严重宏观缺陷时，可停止该批材料的加工与生产，避免造成更大的损失。
酸蚀和断口检验，都属钢的低倍宏观检验，虽然在很多情况下可以同时并用，相互补充，但是各有其适用的范围。
例如钢中发裂(白点)，在横截面酸蚀试样上能显示出发纹及其分布位置，而在纵截面进行断口检验时，则显示出清晰的白点形貌。
但显示枝晶、流线和疏松等，用酸蚀试验较为合适。
钢的过热和过烧则在断口检验上最易发现。
对于高碳工具钢一般要求进行断口检验。
对韧性较大的结构钢要求进行热酸蚀检验。
对于特殊用途或要求严格的钢材，如滚珠轴承钢及弹簧钢等则要求作酸蚀试验和断口检验。
对于在使用中经受高交变重载荷的机器零件来说，钢材内部的纯净度必须保持在较高水平，才能获得满意的疲劳寿命，因此用塔形试验检查发纹缺陷成了重要手段。
第二节试样的制取一、取样酸蚀试样必须取自最易发生各种缺陷的部位。
根据钢的化学成分、锭模设计、冶炼及浇注条件、加工方法、成品形状和尺寸的不同，一般宏观缺陷有不同的种类、大小和分布情况。
在钢锭的上部以及加工后相当于该部位的钢坯和钢材上，最容易有缩孔、疏松、气泡、偏析等缺馅。
一般在上小下大的钢锭轧制方坯中，发现小头部位的缺陷较为严重，中部次之，大头较轻。
因此国家标准(GB226-77)中钢的热蚀试验方法里规定，在接近于钢锭帽口部位取样。
对于新设计锭模，用新浇注方法及冶炼新钢种时，最好解剖钢锭进行酸蚀试验，以检验各种缺陷的分布情况，然后再确定取样部位。
低倍基础知识培训
低倍检验基础知识培训一、基本概念金相检验分为两部分：低倍检验和高倍检验1、低倍组织检验又称宏观检验是用肉眼和放大镜及体式显微镜来检查钢材的纵、横断面或断口上各种宏观缺陷的一种方法。
通过宏观检验在发现钢中缺陷同时还可以观察钢材组织的不均匀性。
2、高倍检验又叫微观检验，利用金相显微镜、X光、电子显微镜等手段，来观察各种金属不同状态的显微组织结构和各种缺馅，称为高倍检验。
钢材的宏观缺陷多数是在钢锭浇铸结晶过程中形成的，要掌握宏观组织检验，正确判定缺陷，首先对铸锭的结晶过程大致有一个了解。
二、钢锭的结晶过程钢液在钢锭模内由液态逐渐冷凝而结晶成固态时，整个结晶过程比较复杂，而且影响钢锭结晶的因素也很多，需要仔细分析。
1、合金钢铸锭的宏观组织钢材合金铸锭的典型宏观组织：外壳的细晶区、中间的柱状晶区和心部的等轴晶区。
在浇注过程中，当液态金属注入锭模时，钢液接触钢锭模受强烈冷却，结晶首先从靠近模壁开始，在很大过冷度的情况下，其成核率高，结晶非常迅速，晶核的生成速度大大超过了晶核的成长速度，迅速在模壁表面形成细小等轴区图中 1 部位。
随着铸锭细晶区的形成，钢锭由于冷凝而收缩，锭模由于受热而膨胀，使钢锭与模壁间产生了孔隙，锭模内的液态金属冷却速度和散热缓慢，结晶速度减慢，激冷层与钢液的界面上晶体沿着与散热方向相反的方向（向着锭心）成长，形成柱状晶。
如图中2部位是柱状晶区。
随着钢锭结晶的发展，钢液温度逐渐下降，锭模温度逐渐升高，散热速度更慢，柱状晶成长速度也逐渐变慢，最后停止向前伸长，中心部钢液温度继续降低，当达到熔点以下时，钢锭中心部未凝固的钢液中几乎同时产生晶核，但是由冷却速度减慢，过冷度减少，生核率低，散热方向也不明显，故最后形成粗大等轴晶区。
图中3 部位是无定向粗大等轴晶区。
2、合金钢铸锭的缺陷A缩孔上图中4部位B偏析宏观偏析包括：正偏析、反偏析和比重偏析显微偏析包括：胞晶偏析、枝晶偏析和晶界偏析连铸坯：白亮带。
低倍基础知识培训
低倍检验基础知识培训一、基本概念金相检验分为两部分：低倍检验和高倍检验1、低倍组织检验又称宏观检验是用肉眼和放大镜及体式显微镜来检查钢材的纵、横断面或断口上各种宏观缺陷的一种方法。
通过宏观检验在发现钢中缺陷同时还可以观察钢材组织的不均匀性。
2、高倍检验又叫微观检验，利用金相显微镜、Ｘ光、电子显微镜等手段，来观察各种金属不同状态的显微组织结构和各种缺馅，称为高倍检验。
钢材的宏观缺陷多数是在钢锭浇铸结晶过程中形成的，要掌握宏观组织检验，正确判定缺陷，首先对铸锭的结晶过程大致有一个了解。
二、钢锭的结晶过程钢液在钢锭模内由液态逐渐冷凝而结晶成固态时，整个结晶过程比较复杂，而且影响钢锭结晶的因素也很多，需要仔细分析。
1、合金钢铸锭的宏观组织钢材合金铸锭的典型宏观组织：外壳的细晶区、中间的柱状晶区和心部的等轴晶区。
在浇注过程中，当液态金属注入锭模时，钢液接触钢锭模受强烈冷却，结晶首先从靠近模壁开始，在很大过冷度的情况下，其成核率高，结晶非常迅速，晶核的生成速度大大超过了晶核的成长速度，迅速在模壁表面形成细小等轴区图中1部位。
随着铸锭细晶区的形成，钢锭由于冷凝而收缩，锭模由于受热而膨胀，使钢锭与模壁间产生了孔隙，锭模内的液态金属冷却速度和散热缓慢，结晶速度减慢，激冷层与钢液的界面上晶体沿着与散热方向相反的方向(向着锭心)成长，形成柱状晶。
如图中2部位是柱状晶区。
随着钢锭结晶的发展，钢液温度逐渐下降，锭模温度逐渐升高，散热速度更慢，柱状晶成长速度也逐渐变慢，最后停止向前伸长，中心部钢液温度继续降低，当达到熔点以下时，钢锭中心部未凝固的钢液中几乎同时产生晶核，但是由冷却速度减慢，过冷度减少，生核率低，散热方向也不明显，故最后形成粗大等轴晶区。
图中3部位是无定向粗大等轴晶区。
2、合金钢铸锭的缺陷A 缩孔上图中4部位B 偏析宏观偏析包括：正偏析、反偏析和比重偏析显微偏析包括：胞晶偏析、枝晶偏析和晶界偏析连铸坯：白亮带。
低倍组织检验
放大镜：用肉眼或用不大于10X的放大镜分析缺陷性质
精品课件
GB/T226－1991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法
酸浸方法： 试验方法有热酸和冷酸两种方法，热酸腐蚀溶液及方法见表1，冷酸 实验是检验宏观低倍组织的简易方法，对于不便于热酸的钢材或大 型试件用冷酸擦拭，酸液配比及方法见表2。冷酸特点是要求酸浸试 样粗糙度较高，一般连铸坯或者低倍组织粗大时用冷酸，酸蚀时根 据钢种不同而选择相适应的溶液。
钢的低倍检验
董孟宪
精品课件
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。
模铸坯：第一支钢锭头部和最末支钢锭的头部截取。 连铸坯：应在连铸调整连铸拉速正常后的第一支上截取一个试样，另一支试样 在浇注中期进行截取。 YB/T4149-2006：单炉浇注时，连铸中期每流各取1个；
连续浇注时，连铸中期各流循环取1个。
精品课件
GB/T226－1991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法
普钢、高强钢方坯参照YB/T153-1999进行评定。
精品课件
GB/T226－1991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法
取样部位、取样数量：试样数量按相应产品标准进行截取，取样部位在缺陷最严 重部位抽取试样。
低倍组织检验
合金结构钢、合金工具钢、 轴承钢、高速工具钢
奥氏体型不锈钢、耐热钢
5-10 5-20
15-20 20-40 5-25
碳素结构钢、合金钢、高速 15-25 2工02具1/6钢/30
酸液成分
1：1工业盐酸 水溶液
温度 ℃
60-80
2021/6/30
29
阶梯序号i
塔形试样尺寸
各阶梯尺寸di
长度mm
1
0.90D
50
2
0.75D
50
3
0.60D
50
2021/6/30
30
检测结果描述
要点
2021/6/30
材质、编号 发纹显示方法（酸蚀或磁力探伤） 每个阶梯发纹条数和总长度 每个试样发纹总条数和总长度
发纹的最大长度
31
2021/6/30
2021/6/30
18
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。
2021/6/30
19
热酸蚀试剂和试验规范
钢种
酸蚀时间/min
易切削钢
钢锭在凝固过程中，由于钢中的 合金元素(如碳、氮、镍、铬) 和杂质元素(如硫、磷等)的
扩散(即运动)速度大 不相同而形成的化学成分
不均匀现象。
2021/6/30
8
偏析
方框偏析
局部偏析
2021/6/30
9
偏析
低倍组织检验课件
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1
目录
• 一、低倍缺陷分类及产生原因 二、低倍组织分析及注意事项
三、发纹及塔形试验
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2
钢中常见的低倍缺陷
翻皮
疏松
气泡
低倍缺陷
缩孔残余
白点
显微孔隙
偏析
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3
疏松
• 钢锭在冷凝过程中由于体积收缩或其它原因所引 起的细小孔隙被称为疏松。 疏松
一般疏松
大量的非金属夹杂物及氧化脱碳现象 。
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14
残余缩孔
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15
残余缩孔
滚子心部的残余缩孔
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16
目录
• 一、低倍缺陷分类及产生原因 二、低倍组织分析及注意事项 三、发纹及塔形试验
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17
主要应用标准
• GB/T226-91«钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法»
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25
发纹
• 定 义：发纹是一种存在于钢材表面或表皮下层看 似细小裂纹状的缺陷 。主要存在偏析区。
形成原因：是在钢锭中的皮下气泡和非金属夹杂物， 经轧制变形后存在于材料的表层或表皮下层，沿轧制方 向呈断续的分布，有的单独一条，有的数条。
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26
发纹
•危 害
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27
肉眼观察并记录每个阶梯的整个表面上发纹的数 量、长度和分布。
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29
塔形试样尺寸
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30
检测结果描述
材质、编号 发纹显示方法（酸蚀或磁力探伤）
要点
每个阶梯发纹条数和总长度
每个试样发纹总条数和总长度
低倍组织金相检验标准(一)
低倍组织金相检验标准(一)
低倍组织金相检验标准
1. 引言
•金相检验是材料科学中的一种常用分析方法，用于研究材料的组织结构和性质。
•低倍组织金相检验是金相检验的一种常见技术手段，主要用于对材料的宏观结构进行观察和分析。
2. 检验前准备
•样品制备：首先需要将待检材料切割成适当尺寸的试样，通常使用金相切割机完成。
•打磨与腐蚀：将试样进行打磨，以去除切割过程中产生的痕迹，并且使样品表面光滑。
之后，可以使用适当的腐蚀剂对试样进行腐蚀处理，以突出组织结构。
3. 低倍金相显微镜观察
•准备显微镜：选择一台合适的低倍金相显微镜，并安装适当的目镜和物镜。
•调节光源：确保显微镜的光源调节合适，以获得清晰的样品观察效果。
•观察样品：将经过打磨和腐蚀处理的样品放置在显微镜上，通过调节焦距和聚焦方式，观察样品的宏观结构。
4. 结果分析
•观察样品：细致观察样品的表面形貌、晶粒分布、非金属夹杂物等特征。
•鉴定组织类型：根据观察到的组织特征，判断样品的组织类型，如奥氏体、铁素体等。
•记录和分析：将观察到的结果记录下来，并进行数据分析，以得出样品的结论。
5. 结论
•低倍组织金相检验是一种重要的材料分析方法，能够提供有关材料宏观结构的信息。
•正确执行低倍组织金相检验标准，能够确保检验结果的准确性和可靠性，为材料科学研究提供宝贵支持。
以上是对低倍组织金相检验标准的简要介绍，包括检验前准备、
显微镜观察、结果分析和结论等内容。
通过遵守标准的操作程序，以
及准确记录和分析观察到的结构特征，可以获得可靠的金相检验结果。
低倍组织检验
连续浇注时，连铸中期各流循环取1个。
GB/T226－1991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法
取样方法：取样可采用用剪、锯、切割等方法。试样加工时，必须除去 因取样造成的变形以及热影响区，试面距切割参考尺寸为：
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。
普钢、高强钢方坯参照YB/T153-1999进行评定。
GB/T226－1991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法
取样部位、取样数量：试样数量按相应产品标准进行截取，取样部位在缺陷最严 重部位抽取试样。
钢材： GB/T699-1999： 相当于钢锭头部的不同根钢坯或钢材。 GB/T3077-1999： 相当于钢锭头部的不同根钢坯或钢材。 GB/T5216-2004： 相当于钢锭头部的不同根钢坯或钢材。 GB/T18254-2002：从任意 6 根钢材的任意端各取 1个试样……
适用范围
盐酸500 mL，硫酸35 mL，硫酸铜150g 氯化高铁，硝酸300 mL，水100 mL 盐酸300 mL，氯化高铁加水至1 000 mL 10％～20％过硫酸铵水溶液 10％～40％(容积比)硝酸水溶液 氯化高铁饱和水溶液加少量硝酸(每500 mL溶液加1 0 mL硝酸) 硝酸1份，盐酸3份 硫酸铜，盐酸和水各500 mL
10-第十章 低倍检验
第十章低倍检验第一节概述本章主要叙述钢的热酸蚀试验、冷酸蚀试验、电解腐蚀试验、塔形车削发纹缺陷检验。
在金属材料的宏观检验工作中，酸蚀法是检验金属材料缺陷，评定金属质量的最常用方法之一。
酸蚀试验简单易行，一般不需要特殊设备，也不需要严格的试样制备工序。
在钢材生产和机器制造工业中，酸蚀试验常列为按顺序检验项目中的第一位。
如果一批钢材在酸蚀检验中显示出不允许有的缺陷或超过标准允许存在的缺陷时，则其它试验可不必再进行。
因此，它亦是控制材料质量的一种有效方法。
对于在生产过程中取样进行酸蚀试验，如发现材料或零件有严重宏观缺陷时，可停止该批材料的加工与生产，避免造成更大的损失。
酸蚀和断口检验，都属钢的低倍宏观检验，虽然在很多情况下可以同时并用，相互补充，但是各有其适用的范围。
例如钢中发裂(白点)，在横截面酸蚀试样上能显示出发纹及其分布位置，而在纵截面进行断口检验时，则显示出清晰的白点形貌。
但显示枝晶、流线和疏松等，用酸蚀试验较为合适。
钢的过热和过烧则在断口检验上最易发现。
对于高碳工具钢一般要求进行断口检验。
对韧性较大的结构钢要求进行热酸蚀检验。
对于特殊用途或要求严格的钢材，如滚珠轴承钢及弹簧钢等则要求作酸蚀试验和断口检验。
对于在使用中经受高交变重载荷的机器零件来说，钢材内部的纯净度必须保持在较高水平，才能获得满意的疲劳寿命，因此用塔形试验检查发纹缺陷成了重要手段。
第二节试样的制取一、取样酸蚀试样必须取自最易发生各种缺陷的部位。
根据钢的化学成分、锭模设计、冶炼及浇注条件、加工方法、成品形状和尺寸的不同，一般宏观缺陷有不同的种类、大小和分布情况。
在钢锭的上部以及加工后相当于该部位的钢坯和钢材上，最容易有缩孔、疏松、气泡、偏析等缺馅。
一般在上小下大的钢锭轧制方坯中，发现小头部位的缺陷较为严重，中部次之，大头较轻。
因此国家标准(GB226-77)中钢的热蚀试验方法里规定，在接近于钢锭帽口部位取样。
对于新设计锭模，用新浇注方法及冶炼新钢种时，最好解剖钢锭进行酸蚀试验，以检验各种缺陷的分布情况，然后再确定取样部位。
低倍检验
硫偏析
磷偏析 碳和合金元素偏析
锻造或轧制时引 起热脆而开裂
会造成冷脆，并促 进钢的回火脆性
钢的淬透行下降， 造成组织和硬度不 均匀，容易产生淬 火裂纹
缺陷样品照片展示
华南组 2试样制备
3
试验方法
4
组织缺陷及危害
1.低倍检验的定义
低倍组织检验又称宏观检验是用肉眼和放大镜及体式
显微镜来检查钢材的纵、横断面或断口上各种宏观缺 陷的一种方法。通过宏观检验在发现钢中缺陷同时还 可以观察钢材组织的不均匀性。酸浸低倍检验就是将 制备好的试样用酸液腐蚀，以显示其宏观组织和缺陷 。在钢材质量检验中，酸浸试验被列为按顺序检验项 目的第一位。如一批钢材在酸浸检验中显示出不允许 有的或超过允许程度的缺陷时，则其他检验可以不必 进行。酸浸试验可分为热酸浸蚀试验法、冷酸浸蚀试 验法和电解酸蚀法三种，我公司主要采用冷酸浸蚀试 验法进行低倍试验。
加工后试样表面：
4.常见宏观组织和缺陷
宏观组织及缺陷包括一般疏松、中心疏松、锭型偏析、
白亮带、中心偏析、帽口偏析、皮下气泡、残余缩孔、 翻皮、白点、轴心晶间裂缝（角裂、三角区裂纹）、 内部气泡、非金属夹杂物（肉眼可见）及夹渣、异金 属夹杂等15种。在生产过程中还会出现过热（晶粒粗 大）和过烧组织，以及边缘和中心增碳等缺陷。
灰色部分为板坯横向取样部分，可观察整个横截面缺陷
以下为我公司低倍试样加工设备：低倍铣磨床
3.试验方法
冷酸浸蚀试验法是检查钢的宏观组织和缺陷的一种简
易方法。是采用室温下的酸溶液浸蚀和擦蚀样面，以 显示试样的缺陷。通常对于不使用热酸浸蚀的钢材或 工件（例如工件已加工好，不便切开，又不得损坏工 件的表面粗糙度），以及有些组织缺陷用热酸不易显 现，有些不锈钢用热盐酸不易腐蚀时，均可用冷酸浸 蚀法进行试验。进行冷酸浸蚀试验时，对试样浸蚀面 的粗糙度要求较高，最好经过研磨和抛光，国标中规 定加工后试样表面粗糙度不大于0.8μm，试样表面不 得有油污和加工伤痕。
低倍组织检验
危害
发纹
实用文档
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。
实用文档
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。
扩散(即运动)速度大 不相同而形成的化学成分
不均匀现象。
实用文档
偏析
方框偏析 局部偏析
实用文档
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。
实用文档
适用于16-150mm的试样； 取3个试样； 操作方法：试样表面按GB/T226-1991规定，用肉 眼观察并记录每个阶梯的整个表面上发纹的数量、 长度和分布。
实用文档
塔形试样尺寸
实用文档
检测结果描述
材质、编号 发纹显示方法（酸蚀或磁力探伤）
要点
每个阶梯发纹条数和总长度
每个试样发纹总条数和总长度
实用文档
白点
实用文档
白点
大型套圈中的白点裂纹（横截面及其纵截面）
实用文档
残余缩孔
定义:钢锭在浇铸后的冷凝过程中，由于ห้องสมุดไป่ตู้积的收缩 而在钢锭的中心上部形成管状、喇叭状或分散孔洞， 称为缩孔 。
钢材的横向截面，在低倍试样上可以观察到有不规则的裂口 或孔洞,沿孔洞纵向制备金相试样,可以看到在孔洞的周围有 大量的非金属夹杂物及氧化脱碳现象 。
低倍组织金相检验标准
低倍组织金相检验标准摘要：一、低倍组织金相检验概述二、低倍组织金相检验标准的发展历程三、低倍组织金相检验的具体方法四、低倍组织金相检验标准的重要性五、低倍组织金相检验标准的应用领域六、低倍组织金相检验的未来发展趋势正文：低倍组织金相检验是一种重要的金属材料质量控制手段，通过对金属材料的低倍组织进行金相检验，可以有效评估金属材料的性能和质量。
本文将详细介绍低倍组织金相检验标准的发展历程、具体方法及其在金属材料质量控制中的重要性。
低倍组织金相检验标准的发展历程可以追溯到20世纪初。
随着金属材料应用的日益广泛，人们逐渐认识到金属材料的低倍组织对其性能的影响。
为了更好地评估金属材料的质量，各国纷纷开始研究和发展低倍组织金相检验技术。
经过数十年的发展，目前低倍组织金相检验已经成为一种成熟的金属材料质量控制方法。
低倍组织金相检验的具体方法主要包括宏观金相检验和微观金相检验。
宏观金相检验主要通过光学显微镜观察金属材料的低倍组织形态、大小和分布；微观金相检验则通过电子显微镜观察金属材料的微观结构，如晶粒、夹杂物等。
这两种方法相互结合，可以全面评估金属材料的低倍组织质量。
低倍组织金相检验标准的重要性体现在以下几个方面：首先，低倍组织金相检验可以快速、准确地评估金属材料的性能和质量，为金属材料的生产和应用提供重要依据；其次，低倍组织金相检验可以有效控制金属材料的质量，降低生产成本；最后，低倍组织金相检验可以促进金属材料科学技术的发展，推动金属材料应用领域的拓展。
低倍组织金相检验标准广泛应用于钢铁、有色金属、合金等金属材料的生产和质量控制领域。
在钢铁行业，低倍组织金相检验被用于评估钢的宏观组织和微观组织，以确保钢的性能和质量达到标准要求；在有色金属行业，低倍组织金相检验被用于研究金属间化合物、金属陶瓷等新材料的性能和质量；在合金行业，低倍组织金相检验被用于评估合金的组织结构和性能，为合金的开发和应用提供重要依据。
未来，随着金属材料科学技术的不断发展，低倍组织金相检验标准将不断更新和完善。
钢的低倍检验 ppt课件
定可根据GB/T1979-2001标准评级图片进行。该标准是指导性的，适 用于各类钢。下面简要的叙述一些常见组织和缺陷在酸蚀试样上的特 征。
疏松的 危害
容易引 起锈蚀
影响力 学性能
降低钢 的致密 性
硫偏析
磷偏析
碳和合金元素偏析
锻造或轧制时引 起热脆而开裂
会造成冷脆，并促 进钢的回火脆性
钢的淬透行下降， 造成组织和硬度不 均匀，容易产生淬 火裂纹
缺陷样品照片展示
21
灰色部分为板坯横向取样部分，可观察整个横截面缺陷
以下为我公司低倍试样加工设备：低倍铣磨床
3.试验方法
冷酸浸蚀试验法是检查钢的宏观组织和缺陷的一种简易方法。是采用
室温下的酸溶液浸蚀和擦蚀样面，以显示试样的缺陷。通常对于不使 用热酸浸蚀的钢材或工件（例如工件已加工好，不便切开，又不得损 坏工件的表面粗糙度），以及有些组织缺陷用热酸不易显现，有些不 锈钢用热盐酸不易腐蚀时，均可用冷酸浸蚀法进行试验。进行冷酸浸 蚀试验时，对试样浸蚀面的粗糙度要求较高，最好经过研磨和抛光， 国标中规定加工后试样表面粗糙度不大于0.8μm，试样表面不得有油 污和加工伤痕。
加工后试样表面：
4.常见宏观组织和缺陷
宏观组织及缺陷包括一般疏松、中心疏松、锭型偏析、白亮带、中心
偏析、帽口偏析、皮下气泡、残余缩孔、翻皮、白点、轴心晶间裂缝 （角裂、三角区裂纹）、内部气泡、非金属夹杂物（肉眼可见）及夹 渣、异金属夹杂等15种。在生产过程中还会出现过热（晶粒粗大）和 过烧组织，以及边缘和中心增碳等缺陷。
钢的低倍组织检验
1
低倍检验的定义
2
试样制备
低倍基础知识培训
低倍检验基础知识培训一、基本概念金相检验分为两部分：低倍检验和高倍检验1、低倍组织检验又称宏观检验是用肉眼和放大镜及体式显微镜来检查钢材的纵、横断面或断口上各种宏观缺陷的一种方法。
通过宏观检验在发现钢中缺陷同时还可以观察钢材组织的不均匀性。
2、高倍检验又叫微观检验，利用金相显微镜、Ｘ光、电子显微镜等手段，来观察各种金属不同状态的显微组织结构和各种缺馅，称为高倍检验。
钢材的宏观缺陷多数是在钢锭浇铸结晶过程中形成的，要掌握宏观组织检验,正确判定缺陷，首先对铸锭的结晶过程大致有一个了解。
二、钢锭的结晶过程钢液在钢锭模内由液态逐渐冷凝而结晶成固态时，整个结晶过程比较复杂，而且影响钢锭结晶的因素也很多，需要仔细分析。
1、合金钢铸锭的宏观组织钢材合金铸锭的典型宏观组织:外壳的细晶区、中间的柱状晶区和心部的等轴晶区。
在浇注过程中，当液态金属注入锭模时，钢液接触钢锭模受强烈冷却，结晶首先从靠近模壁开始，在很大过冷度的情况下，其成核率高，结晶非常迅速，晶核的生成速度大大超过了晶核的成长速度，迅速在模壁表面形成细小等轴区图中1部位。
随着铸锭细晶区的形成，钢锭由于冷凝而收缩，锭模由于受热而膨胀，使钢锭与模壁间产生了孔隙，锭模内的液态金属冷却速度和散热缓慢，结晶速度减慢,激冷层与钢液的界面上晶体沿着与散热方向相反的方向(向着锭心）成长，形成柱状晶。
如图中2部位是柱状晶区。
随着钢锭结晶的发展,钢液温度逐渐下降，锭模温度逐渐升高，散热速度更慢，柱状晶成长速度也逐渐变慢，最后停止向前伸长,中心部钢液温度继续降低，当达到熔点以下时，钢锭中心部未凝固的钢液中几乎同时产生晶核，但是由冷却速度减慢,过冷度减少，生核率低，散热方向也不明显，故最后形成粗大等轴晶区。
图中3部位是无定向粗大等轴晶区.2、合金钢铸锭的缺陷A 缩孔上图中4部位B 偏析宏观偏析包括：正偏析、反偏析和比重偏析显微偏析包括：胞晶偏析、枝晶偏析和晶界偏析连铸坯：白亮带。
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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。
从表面到心部依次由细小的等轴晶粒、柱状晶粒和粗大的等 轴晶粒组成。一般来说，晶粒越细，金属材料的强度也越高，塑 性、韧性越好。呈平行排列的柱状晶容易使钢在锻造时开裂，一 般不希望得到这种组织。
铸件树枝状晶长大情况
1－柱状均与生长 2－某些柱状晶优先成长 3－柱状晶搭成“桥”
4－小钢锭凝固并产生缩孔
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
分类 钢种
热酸浸蚀法 腐蚀时间min 酸液成分
温度
1 易切削钢
5～l0
碳素结构钢、碳素工具钢、 5～20
2
硅锰弹簧钢、铁素体型、 马氏体型、复相不锈耐酸、
耐热钢
合金结构钢、合金工具钢、 20～40 3 轴承钢、高速工具钢
4
奥氏体型不锈钢、耐热 5～25
钢
5
碳素结构钢、合金钢、 15～25
高速工具钢
放大镜：用肉眼或用不大于10X的放大镜分析缺陷性质
酸浸方法： 试验方法有热酸和冷酸两种方法，热酸腐蚀溶液及方法见表1，冷酸 实验是检验宏观低倍组织的简易方法，对于不便于热酸的钢材或大 型试件用冷酸擦拭，酸液配比及方法见表2。冷酸特点是要求酸浸试 样粗糙度较高，一般连铸坯或者低倍组织粗大时用冷酸，酸蚀时根 据钢种不同而选择相适应的溶液。
★图中6部位是无定向粗大等轴晶区。随着钢锭结晶的 发展，钢液温度逐渐下降，锭模温度逐渐升高，散热速 度更慢，柱状晶成长速度也逐渐变慢，最后停止向前伸 长，中心部钢液温度继续降低，当达到熔点以下时，钢 锭中心部未凝固的钢液中几乎同时产生晶核，但是由冷 却速度减慢，过冷度减少，生核率低，散热方向也不明 显，故最后形成粗大等轴晶区。
（见图二）。
1、钢锭的典型结晶组织示意图
★图中1部位是缩孔。钢锭中的钢液转变成固态时，由于体积收 缩，在最后凝固部分，得不到钢液补充，而形成收缩空洞；一般 被限制在钢锭冒口部分，开坯时要切除。如果切头不尽，留在钢 坯（材）上的缺陷叫缩孔残余。 ★图中2部位是空穴；也是由于钢液冷凝收缩得不到填补而产生 的小的空洞； ★图中3部位是疏松钢锭最后冷凝部分。钢液中含杂质较多，冷 凝后组织不致密，在酸蚀时，易被腐蚀形成小的黑点或孔隙，钢 材上的中心疏松即由此造成； ★图中4部位是细小等轴晶构成的激冷层。在浇注过程中，当液 态金属注入锭模时，钢液接触钢锭模受强烈冷却，结晶首先从靠 近模壁开始，在很大过冷度的情况下，其成核率高，结晶非常迅 速，晶核的生成速度大大超过了晶核的成长速度，迅速在模壁表 面形成细小等轴区。
普钢、高强钢方坯参照YB/T153-1999进行评定。
取样部位、取样数量：试样数量按相应产品标准进行截取，取样部位在缺陷最严 重部位抽取试样。
钢材： GB/T699-1999： 相当于钢锭头部的不同根钢坯或钢材。 GB/T3077-1999： 相当于钢锭头部的不同根钢坯或钢材。 GB/T5216-2004： 相当于钢锭头部的不同根钢坯或钢材。 GB/T18254-2002：从任意 6 根钢材的任意端各取 1个试样……
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
细小等轴晶带，结晶期内冷却强度很大，钢液和铜壁接触时，
在弯月处冷却速度最快，100oC/S，因而形成细小等轴晶带，
1－液相穴 柱状晶带，细小等轴晶带的形成过程伴随着收缩，在结晶器液
2－弯月面 3－注流
面以下100~150mm处，铸坯脱离铜壁而形成间隙，降低了传热
4－水冷結晶器 5－噴水冷却
速度。由于钢水内部仍向外散热，激冷层温度回升，因而不在
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。
5－铸坯的实际结构
连铸结晶示意图
连铸坯结晶过程
第一阶段：进入结晶器的钢液在结晶段凝固，形成坯壳。出结 晶器下口的坯壳足以抵抗钢液压力的作用；
第二阶段：带液心的坯进入二次冷却区继续冷却，坯壳继续生 长；
第三阶段：为凝固末期，坯壳加速生长。一般情况下连铸坯从 边缘到中心是细小等轴晶带，柱状晶带和中心等轴晶带组成，
低倍试验方法标准
1.钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法GB/T226-1991 2.结构钢低倍组织缺陷GB/T1979-2001 3.高碳铬轴承钢低倍GB/T18254－2002 4.钢材塔形法纹酸浸检验方法GB/T15711-1995 5.连铸钢方坯低倍组织缺陷评级图YB/T4002-1991 6.连铸钢板坯低倍组织缺陷评级图 YB/T4003-1997 7.优质碳素结构钢和合金结构钢连铸方坯低倍组织评级 YB/T153－1999 8.连铸圆管坯YB/T4149-2006 9.钢的硫印检验方法GB/T 4236-1984 10.高速工具钢（低倍碳化物剥落）YB12-1977 11.高温合金纵向低倍组织酸浸试验方法 GB/T14999.1-1994 12.高温合金横向低倍组织酸浸试验方法 GB/T14999.2-1994 13.高温合金低倍、高倍组织标准评级图 GB/T14999.5-1994 14.碳素工具钢GB1298-1986 15. 16.合金工具钢GB/T1299-1985 17。低倍组织测试方法及评级图（宏观腐蚀电渣重熔钢）美标A604-1993
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
精密合金，高温
合金
100～工业氯化铜氨，水l 000 mL
碳素结构钢，合 金钢
（1）3%过硫酸氨水溶液冷浸
显示流线、应变
（1）CuCl2 90克、硝酸120ml、水100ml。将钢样预热
线用液
210~2500C，在用棉花擦拭5~30分，最后用1:1盐酸水溶液洗掉钢
模铸坯：第一支钢锭头部和最末支钢锭的头部截取。 连铸坯：应在连铸调整连铸拉速正常后的第一支上截取一个试样，另一支试样 在浇注中期进行截取。 YB/T4149-2006：单炉浇注时，连铸中期每流各取1个；
连续浇注时，连铸中期各流循环取1个。
取样方法：取样可采用用剪、锯、切割等方法。试样加工时，必须除去 因取样造成的变形以及热影响区，试面距切割参考尺寸为：
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。
1：l(容积比)工业盐 酸
60～80
盐酸10份，硝酸1份， 60～70
水10份(容积比)
盐酸38份，硫酸12 份，水50份(容积比)
60～80
编 号
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
备 注冷酸蚀液成分源自适用范围盐酸500 mL，硫酸35 mL，硫酸铜150g 氯化高铁，硝酸300 mL，水100 mL 盐酸300 mL，氯化高铁加水至1 000 mL 10％～20％过硫酸铵水溶液 10％～40％(容积比)硝酸水溶液 氯化高铁饱和水溶液加少量硝酸(每500 mL溶液加1 0 mL硝酸) 硝酸1份，盐酸3份 硫酸铜，盐酸和水各500 mL
图2镇静钢钢锭剖面图
一、钢锭结晶过程基础智识
钢材的宏观缺陷多数是在钢锭浇铸 结晶过程中形成的，要掌握宏观组织检 验，正确判定缺陷，首先对铸锭的结晶 过程大致有一个了解。钢液在钢锭模内 由液态逐渐冷凝而结晶成固态时，整个 结晶过程比较复杂，而且影响钢锭结晶 的因素也很多，每个因素的变化都将对 钢锭的组织产生影响 ，镇静钢钢锭纵剖 面图（见图1）。钢液在浇铸前用锰铁、 硅铁和铝进行脱氧，钢液在凝固时，不 析出一氧化碳，得到成分均匀，组织比 较致密的钢，我们称这种钢叫镇静钢