钢中非金属夹杂物的检测

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ASTM_E45-1997钢中非金属夹杂物评定方法中文[1]

ASTM_E45-1997钢中非金属夹杂物评定方法中文[1]

ASTM E45-05 钢中夹杂物含量的评定方法1 范围1.1 本标准的试验方法为测定锻钢中非金属夹杂物含量的方法。

宏观试验法包括微蚀、断口、台阶和磁粉法。

显微试验法通常包括5种检测。

根据夹杂物形状而不是化学特点,显微法将夹杂物划分为不同类型。

这里主要讨论了金相照相技术,它允许形状类似的夹杂物之间略有不同。

这些方法在主要用来评定夹杂物的同时,某些方法也可以评估诸如碳化物、氮化物、碳氮化物、硼化物和金属间化合物的组成。

除了钢以外,其它合金在有些情况下也可以应用这些方法。

根据这些方法在钢中的应用情况,将分别给予介绍。

1.2 本标准适用于人工评定夹杂物含量。

其他ASTM标准介绍了用JK评级图的自动法(ASTM E1122 )和图像分析法(ASTM E1245 )。

1.3 按照钢的类型和性能要求,可以采用宏观法或显微法,也可以将二者结合起来,以得到最佳结果。

1.4 这些试验方法仅仅为推荐方法,对任何级别的钢而言,这些方法都不能作为合格与否的判据。

1.5 本标准未注明与安全相关的事项,如果有的话,也只涉及本标准的使用。

标准使用者应建立适当的安全和健康操作规程,并且在使用标准前应确定其适用性。

2 参考文献2.1 ASTM标准:A 295 高碳耐磨轴承钢技术条件A 485 强淬透性耐磨轴承钢技术条件A 534 耐磨轴承用渗碳钢技术条件A 535 特种性能的滚珠和滚柱轴承钢技术条件A 756 耐磨轴承用不锈钢技术条件A 866 耐磨轴承用中碳钢技术条件D 96 用离心法分离原油中水和沉淀物的试验方法E 3 制备金相试样指南E 7 金相显微镜术语E 381 钢棒,钢坯,钢锭和锻件的宏观试验法E 709 磁粉检测指南E 768 自动测定钢中夹杂物的试样的制备和评定操作规程E 1122 用自动图像分析法获得JK夹杂物等级的操作规程E 1245 用自动图像分析法确定金属中夹杂物或第二相含量的操作规程2.2 SAE标准:J421,磁粉法测定钢的清洁度等级J422,钢中夹杂物评定的推荐操作规程2.3 航空材料技术条件2300,高级飞行性能钢的清洁度:磁粉检测程序2301,飞行性能钢的清洁度:磁粉检测程序2303,飞行性能钢的清洁度:耐腐蚀马氏体钢磁粉检测程序2304,特种飞行性能钢的清洁度:磁粉检测程序2.4 ISO标准:ISO 3763,锻钢——非金属夹杂物的宏观评定法ISO 4967,钢——使用标准图谱的非金属夹杂物显微评定方法2.5 ASTM附加标准:钢中夹杂物评级图Ⅰ-r和评级图Ⅱ低碳钢的4张显微照片3 术语3.1 定义:3.1.1 本标准中用到的定义,见ASTM E7 。

钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法介绍

钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法介绍

钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法介绍GB/T 10561—2005—何群雄,孙时秋:介绍了钢中非金属夹杂物含量测定显微检验法的概况,并对国标等同采用国际标准ISO4967:1998后变化的技术内容作了简要说明。

:非金属夹杂物;标准评级图显微检验法 0钢中非金属夹杂物的评定是衡量钢内在质量的一种重要方法,通过该方法的检验能反映钢中非金属夹杂物的含量、沾污度以及类型,为满足产品设计要求或改进生产工艺提供可靠的依据,尤其是非金属夹杂物的显微检验方法,更是各国冶金学家长期研究的课题。

随着显微技术和电子金相技术的不断发展,采用自动图像仪及计算机软件来评定非金属夹杂物的方法已经越来越多的被用于进行科学研究和实际生产检验。

目前美国金属材料协会(ASTM)E4委员会已有3个显微检验方法来评定非金属夹杂物含量的方法标准,即ASTM E45-97《用评级图谱评定非金属夹杂物的人工方法》、ASTM E1122-1986《自动图像分析法检查非金属夹杂物级别的方法》和ASTM E1245-2000《采用自动图像分析法测定钢中非金属夹杂物或第二相含量的方法》。

但是,应用光学显微镜测定钢中非金属夹杂物的标准图谱评级方法,至今还是在被最广泛地采用。

随着钢铁冶金技术的不断发展和对钢铁材料质量的要求不断提高,标准图谱评级的显微方法检验标准也在不断地修改和完善之中,如现行的国际标准ISO4967-1998《用标准图谱评定钢非金属夹杂物的显微方法》和美国ASTME45-97《钢中非金属夹杂物含量测定方法》对标准图谱和评定方法都作了较大的修改和变动,较好地解决了用光学显微镜评定钢中非金属夹杂物评定的一系列问题,使标准图谱的显微评定方法日趋完善。

GB/T10561-1989《钢中非金属夹杂物显微评定方法》标准是我国钢检测领域的一项重要的基础标准,也是钢中非金属夹杂物含量的主要检测方法之一。

该标准已颁布了一项重要的基础标准,也是钢中非金属夹杂物含量的主要检测方法之一。

钢中非金属夹杂物的鉴定

钢中非金属夹杂物的鉴定

钢中非金属夹杂物的鉴定随着现代工程技术的发展,对钢的综合性能要求也日趋严格,相应地对钢的材质要求也越来越高。

非金属夹杂物作为独立相存在于钢中,破坏了钢基体的连续性,加大了钢中组织的不均匀性,严重影响了钢的各种性能。

例如,非金属夹杂物导致应力集中,引起疲劳断裂[1-3];数量多且分布不均匀的夹杂物会明显降低钢的塑性、韧性、焊接性以及耐腐蚀性;钢中呈网状存在的硫化物会造成热脆性。

因此,夹杂物的数量和分布被认定是评定钢材质量的一个重要指标,并且被列为优质钢和高级优质钢出厂的常规检测项目之一。

非金属夹杂物的性质、形态、分布、尺寸及含量不同,对钢性能的影响也不同。

所以提高金属材料的质量,生产出洁净钢,或控制非金属夹杂物性质和要求的形态,是冶炼和铸锭过程中的一个艰巨任务。

而对于金相分析工作者来说,如何正确判断和鉴定非金属夹杂物也因此变得十分重要。

1 钢中非金属夹杂物的来源分类1.1 内生夹杂物钢在冶炼过程中,脱氧反应会产生氧化物和硅酸盐等产物,若在钢液凝固前未浮出,将留在钢中。

溶解在钢液中的氧、硫、氮等杂质元素在降温和凝固时,由于溶解度的降低,与其他元素结合以化合物形式从液相或固溶体中析出,最后留在钢锭中,它是金属在熔炼过程中,各种物理化学反应形成的夹杂物[10-15]。

内生夹杂物分布比较均匀,颗粒也较小,正确的操作和合理的工艺措施可以减少其数量和改变其成分、大小和分布情况,但一般来说是不可避免的。

1.2 外来夹杂物钢在冶炼和浇注过程中悬浮在钢液表面的炉渣、或由炼钢炉、出钢槽和钢包等内壁剥落的耐火材料或其他夹杂物在钢液凝固前未及时清除而留于钢中。

它是金属在熔炼过程中与外界物质接触发生作用产生的夹杂物[10-15]。

如炉料表面的砂土和炉衬等与金属液作用,形成熔渣而滞留在金属中,其中也包括加入的熔剂。

这类夹杂物一般的特征是外形不规则,尺寸比较大,分布也没有规律,又称为粗夹杂。

这类夹杂物通过正确的操作是可以避免的。

钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法

钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法
—— 直径或边长大于 40mm 的钢棒或钢坯:检验面为钢材外表面到中心的中间位置的部 分 径向截面(图 1);
—— 直径或边长大于 25mm、小于或等于 40mm 的钢棒或钢坯:检验面为通过直径的截面的一 半(由试样中心到边缘,图 2);
—— 直径或边长小于或等于 25mm 的钢棒:检验面为通过直径的整个截面,其长度应保证得 到约 200mm2 的检验面积(图 3);
形态比 aspect ratio 二维平面上微观形貌的长宽比 3.2 不连续条状 discontinuous stringer 在一平行于热加工轴向的平面上成直线排列的三个或三个以上,并且任意两个相邻的夹杂物之 间的横向间距不超过 15μm,纵向间距小于 40μm 的夹杂物 3.3 细条状夹杂物 strIp inclusion 在变形方向被高度拉长的单个夹杂物,或者在一平行于热加工轴向的平面上成直线排列的,并 且任何两个最邻近的夹杂物之间的横向距离不超过 15μm,纵向间距小于 40μm 的三个或三个以上的 夹杂物 3.4 聚集类夹杂物 gather inclusion 相邻夹杂物的横向距离 s(夹杂物中心之间的距离)≤15μm 呈簇状分布的夹杂物 3.5 非传统夹杂物 non-traditional inclusion 除传统硫化物、氧化物、硅酸盐夹杂物外,炼钢过程中经过添加稀土元素或钙处理后形成的稀 土夹杂物、钙夹杂物以及复合夹杂物。 3.6 沉淀相类 types of precipitate 饱和固溶体温度降低时析出的或固溶处理后得到的过饱和固溶体在时效时析出的相。这类析出 相包括氮化钛、硼化物、碳化物、碳氮化合物、氮化物或其他金属间化合物。
—— 厚度小于或等于 25mm 的钢板:检验面位于宽度 1/4 处的全厚度截面(见图 4); —— 厚度大于 25mm、小于或等于 50mm 的钢板:检验面为位于宽度的 1/4 和从钢板表面到中

钢中非金属夹杂物及其检测法

钢中非金属夹杂物及其检测法

钢中非金属夹杂物及其检测法夹杂物的评级问题:不计较其组成成分和性能以及它们可能的来源等;只注意它们的数量、形状、大小和分布情况。

一般在明视场下放大100倍时检验即可。

现在采用的方法有:瑞典Jernkontoret(简称JK)夹杂物评级图。

美国试验及材料学会(ASTM)夹杂物评级标准亦采用JK评级图。

此外还有SAE(美国汽车工程师学会)夹杂物评级图等等。

中国冶金部YB25-59规定,夹杂物的评级有甲乙两种方法。

即:长度指数和与标准级别图对比评级法。

非金属夹杂的鉴定:(一)金相法:借助金相显微镜的明场、暗场及偏振光来观察夹杂物的形状、分布、色彩及各种特征,从而对夹杂物作出定性或半定性的结论。

但金相法不能获得夹杂物的晶体结构及精确成分的数据。

1.夹杂物的形状:鉴定夹杂物首先注意的是它们的形状,从它们的形状特点上,有时可以估计出它们属于那类夹杂物,这有利于考虑下一步应采取的鉴定方法。

如:玻璃质SiO2呈球形;TiN一般呈淡黄色的四方形。

在铸态时呈球形的夹杂物很多,但这些夹杂物有的具有一定的塑性,当钢在锻轧后,它们被压延拉长,如FeO 和2FeOSiO2共晶夹杂物,铸态时为球状,锻轧后被拉成长条状。

2.夹杂物分布:夹杂物的分布情况也有一定的特点,有的夹杂物成群,有的分散。

成群的夹杂物经锻轧后,即沿锻轧方向连续成串,Al2O3夹杂就属此类。

有的夹杂物,如FeS 及FeS-FeO共晶夹杂物等。

因其熔点低,所以钢凝固时,这类夹杂物多沿晶界分布。

3.夹杂物的色彩和透明度:观察夹杂物的色彩及透明度一般应在暗场或偏振光下进行。

可分为透明和不透明两大类。

透明的还可分为透明和半透明两种。

透明的夹杂物在暗场下显得十分明亮。

如果夹杂物是透明的并有色彩,则在暗场下将呈现它们的固有色彩。

各种夹杂物都有其固有的色彩和透明度,再结合其它特征来进行判断。

如某种夹杂物,它们的分布及外形呈有棱的细小颗粒并沿轧制方向连续成群,在明场下这些夹杂物多呈深灰略带紫色,而在暗场下则为透明发亮的黄色。

金相培训-GB10561钢中非金属夹杂物含量的测定

金相培训-GB10561钢中非金属夹杂物含量的测定

02
在定量金相技术中,需要了解 显微组织的形态、尺寸、分布 和相对含量等信息,以便对材 料的性能进行评估和预测。
03
定量金相技术的基础包括光学 显微镜、数字图像处理、计算 机辅助图像分析和统计方法等 。
图像分析系统在夹杂物测定中的应用
图像分析系统是一种基于计算机技术的数字图 像处理和分析系统,可以用于非金属夹杂物的 测定。
分类
根据其化学成分、形态、尺寸和分布 的不同,钢中非金属夹杂物可分为氧 化物、硫化物、硅酸盐等类型。
形成机制与影响因素
形成机制
钢中非金属夹杂物的形成主要与原料质量、熔炼气氛、温度场、化学成分等因素有关。 在炼钢过程中,钢液与炉渣、耐火材料、脱氧剂等发生化学反应,生成不同类型的非金
属夹杂物。
影响因素
钢的化学成分、熔炼温度、炉渣组成、脱氧方式等均对非金属夹杂物的形成产生影响。
对钢性能的影响
力学性能
非金属夹杂物在钢中充当应力集 中源,降低钢的抗拉强度、屈服 点和疲劳极限。
韧性
非金属夹杂物对钢的韧性具有不 利影响,可能导致钢材在低温或 冲击载荷下脆化。
加工性能
非金属夹杂物可能影响钢材的可 焊性和冷加工性能,如焊接时易 产生裂纹,降低冷弯性能等。
03
gb10561标准解读
标准背景与意义
钢中非金属夹杂物是影响钢材质量的 重要因素,gb10561标准是检测和 评定钢材中非金属夹杂物含量的重要 依据。
该标准的制定和实施,对于提高钢材 质量、保证工程安全、促进冶金工业 发展具有重要意义。
试验方法与步骤
01 试验前需准备样品,并进行研磨、抛光等 预处理。
为了减小误差,需要采取一系列措施,如制定科学的取样和制样方案、选 择合适的测量方法和仪器、加强操作人员的培训和技能提升等。

钢中非金属夹杂物的金相鉴定

钢中非金属夹杂物的金相鉴定
采用偏振光照明时,我们可以辩明夹杂物的透明度
与色彩、夹杂物的各向同性与各向异性。
球墨铸铁中,石墨球具有多晶 结构,内部有年轮状的特点,即 石墨球内部有一个核心,从核心 向外,碳原子形成年轮状堆积。 偏光照明下,石墨球的组织有明 显的各向异性效应。
球墨铸铁 石墨的多晶体特征 偏振光
球墨铸铁 石墨
氧化硅 玻璃质球状 明场 100X 黑色中心部分有亮点 呈“同心圆”特征
氧化硅 玻璃质球状 偏振光 100X 呈“黑十字”特征
硫化物 塑性夹杂物 100X
硅酸盐 100X
氮化物 100X
2、暗场照明 暗场照明时通过目镜观察的现场基
本上是黑暗的,仅在磨痕、坑洞、夹杂 物等表面不平处,因光线漫反射有部分 可以进入物镜成象,所以可以看到一些 明亮的象映衬在黑暗的视场内。在暗场 下因为没有金属表面反射光的混淆和遮 盖,我们可以辨别夹杂物的透明度以及 透明夹杂物的固有色彩。
3、偏振光照明
从物理学知道,自然光是在垂直于传播方向的平面
内各个方向的振动都相等的光,而偏振光则是仅在垂直 于传播方向的平面一个方向振动的光或以不等振幅在各 个方向振动的光。 欲得到偏振光,必须使自然光起偏。为此需要特殊的附 件。显微镜的偏光附件共有二件,一件插在入射光线 中,称为起偏镜,它的作用是使光源发出的光线变成偏 振光;一件放在目镜前的观察光程内,称检偏振镜,用 来检查偏振光,当偏振光发出的偏振光轴与检偏镜的光 轴平行时,透过检偏镜的光最强,当两个光轴垂直正交 时,由起偏镜产生的偏振光不过检偏镜而产生消光现 象,改变两偏振镜的交角,就会使视场中光线发生明暗 的变化。
实验五 钢中非金属夹杂 物的金相鉴定
一、实验目的
1、掌握钢中非金属夹杂物的金相检验方法; 2、学习使用显微镜的暗场,偏振光照明方 法; 3、熟悉常见夹杂物的金相特征。

钢中非金属夹杂物观察和评级

钢中非金属夹杂物观察和评级

钢中的非金属夹杂1. 试验目的非金属夹杂物破坏金属基体的连续性,其形态、数量、尺寸和分布影响钢的塑性、韧性、焊接性能、疲劳性能和耐蚀性等,因此,夹杂物的数量和分布被认为是评定钢材质量的一个重要指标。

2. 相关标准标准GBT 10516 2005,该标准代替GBT 10516 1989,于2005年5月13日发布,2005年10月1日实施。

夹杂物试样不经腐蚀,在明场下放大100倍,80mm 直径的视场下进行观察,选取夹杂物污染最严重的视场,与其钢种的相应标准评级图对比评定。

夹杂物分类:硫化物类,标准图谱命名为A 类。

属于塑性夹杂,较宽范围形态比(长度/宽度)的单个灰色夹杂物,一般端部呈圆角,经锻、轧后沿加工方向变形,呈纺锤形或线段形,例如FeS 、MnS 。

氧化铝类:标准图谱命名为B 类。

属于脆性夹杂,形态比(一般<3),为黑色或带蓝色的颗粒,沿轧制方向排成一行(至少有3个颗粒)。

硅酸盐类:标准图谱命名为C 类。

是具有高延展性,较宽范围形态比(一般≥3)的单个呈黑色或深灰色的夹杂物,一般端部呈锐角。

例如2MnO ·SiO 2球状氧化物类:标准图谱命名为D 类。

不变形,带角或圆形的,形态比较小(一般<3),黑色或带蓝色,表现为无规则分布的颗粒。

例如SiO 2单颗粒球状类:标准图谱命名为DS 类。

为圆形或近似圆形,直径≥13μm 的单颗粒夹杂物。

非传统类型夹杂物的评定也可以通过其形状与上述五类夹杂物进行比较,并注明其化学特征。

沉淀相类如碳化物、氮化物、硼化物的评定,也可以根据它们的形态与上述五类夹杂物进行比较,并按上述方法表示其化学特征。

钢中的非金属夹杂物测定夹杂物类别A B C D DS 总长度 总长度 总长度 数量 直径 评级图级别iμmμm μm 个 μm 0.5 37 17 18 1 13 1 127 77 76 4 19 1.5 261 184 176 9 27 2 436 343 320 16 38 2.5 649 555 510 25 53 898 822 746 36 76 3(<1181)(<1147)(<1029)(<49)(<107)注:D 类夹杂物的最大尺寸定义为直径类别细系粗系最小宽度最大宽度最小宽度最大宽度μm μm μm μmA 2 4>4 12B 2 9 >9 15C 2 5 >5 12D 3 8 >8 13注:D类夹杂物的最大尺寸定义为直径3. 试样制备3.1 试样尺寸夹杂物形态很大程度上取决于钢材压缩变形程度,只有在变形度相似的试样坯制备的截面上才能进行结果的比较。

钢中非金属夹杂物含量测定方法最新国家标准

钢中非金属夹杂物含量测定方法最新国家标准

钢中非金属夹杂物含量测定方法最新国家标准摘要:对比分析了2005年修订发布的GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》与原GB/T10561-1989《钢中非金属夹杂物的显微评定方法》的区别。

修订后的新标准于2005年5月13日发布、2005年10月1日正式实施。

关键词:钢;非金属夹杂物;测定方法;国家标准Abstract:钢材是模具行业使用十分广泛的金属材料。

研究表明,钢中非金属夹杂物对钢的承载能力、塑性、冲击韧性及耐蚀性等都产生不利影响。

因此,一些重要的钢制零部件和模具,需要对钢中非金属夹杂物的含量加以限制。

作为规范钢中非金属夹杂物含量检验方法的GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》是一项钢材生产与使用企业常用的国家标准。

该标准等同采用ISO4967:1998《钢中非金属夹杂物含量的测定——评级图显微检验法》,代替原GB/T10561-1989《钢中非金属夹杂物的显微评定方法》,于2005年5月13日发布、2005年10月1日正式实施。

贯彻执行该项新标准,可以使我国钢中非金属夹杂物含量的检验评定方法与国际完全接轨。

1 采标程度本次修订,提高了采用国际标准的程度。

1989年版标准是等效采用国际标准,而新标准则是等同采用国际标准。

即直接由相应国际标准翻译而来,只做了个别的编辑性修改。

和国际标准最大不同点,就是增加了资料性附录NA。

该附录给出了制取试样时的注意点等。

供参考。

2 标准名称本次修订,标准名称由原来的《钢中非金属夹杂物显微评定方法》修改为《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》。

修改后的标准名称与相应国际标准的名称是基本一致的。

修改的原因,一是考虑到等同采用国际标准,标准名称也应与相应的国际标准的名称保持一致。

二是原标准名称范围过大,没有准确概括本标准的内容范围。

目前,用显微方法评定夹杂物含量,除了用标准评级图评定这一人工方法外,还有自动图像分析法。

国外钢中非金属夹杂物检验标准解析

国外钢中非金属夹杂物检验标准解析

国外钢中非金属夹杂物检验标准解析ISO非金属夹杂物检验标准(1)ISO 4967:2013ISO 4967:2013《钢非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》,替代ISO 4967:1998,但其内容仅有极少变化,其检验方法及评级图均未改变。

该标准的1988版已被GB/T 10561-2005等同采用。

(2)ISO 9341-1996ISO 9341-1996《光学和光学仪器接触镜固定接触镜中夹杂物和表面缺陷不完备性的测定》,介绍了使用固定接触镜检测夹杂物和表面缺陷的方法和步骤,已于2006年废止,并由ISO 18369.3:2006 《光学和光学仪器接触镜第3部分:测试方法》替代。

美国非金属夹杂物检验标准(1)ASTM B796-2014ASTM B796-2014《粉末锻造件非金属夹杂物含量测试方法》,替代 ASTM B796-2007,适用于粉末锻造件中非金属夹杂物级别金相法测定,要求试样核心区域100%无孔隙检出。

如有空隙存在,则残余的孔隙很难与氧化物夹杂区分。

(2)ASTM E45-2013ASTM E45-2013《测定钢材夹杂物含量的试验方法》,是应用相当广泛的非金属夹杂物检验标准,其中的检验方法包括4种宏观检验方法和5种微观检验方法(手动和图像分析),用来描述钢中夹杂物的含量和检验结果的报告方法,其中5种微观检验方法包括:A法(最差视场法)、B法(长度法)、C法(氧化物和硅酸盐法)、D法(低夹杂物含量法)和E法(SAM评级法);ASTM E45建立了一系列描述典型夹杂物特征(尺寸,类型和数量)的标准参考图谱(JK图谱和SAE图谱),其中SAE图谱见SAE手册上推荐的J422操作规程;A 法(最恶劣视场),D法(低夹杂物含量)和E法(SAM评级)的图谱是以JK图谱为基础开发的,而C法(氧化物和硅酸盐法)使用SAE 图谱。

(3)ASTM E1122-1996ASTM E1122-1996《应用自动图象分析测定JK夹杂物级别的标准试验方法》,已于2006年作废,相关内容融合到新修订的ASTM E45-2013中的A法和D法中。

ISO 钢中非金属夹杂物含量的测定——标准评级图谱显微检验法

ISO 钢中非金属夹杂物含量的测定——标准评级图谱显微检验法
为了使检验费用降到最低,可以通过研究,减少检验视场数,并使之分布符合一定的方 案,而对试样做局部检验。但无论是视场数,还是这些视场的分布,均应事前协议商定。 5.2.3 A 法和 B 法的总则
将每一个观察的视场与标准评级图谱进行对比。鉴于本标准图谱是下限图谱,因此,如 果一个视场处于两相邻标准图片之间时,应记录较低的一级。
N 式中 N 式为所观察视场的总数。 典型夹杂物检验结果列于附录 C。 7 检验报告 检验报告应包括如下各项: a)本国际标准号; b)钢种及炉号; c)产品特性和尺寸;
6
d)取样方法和检验面位置; e)选用的方法(观察方法、检验方法、结果表示方法); f)放大倍率(如果大于 100×时); g)观察的视场数或总检验面积; h)各项检验结果(夹杂物或串状夹杂物(stringer)的尺寸超过标准评级图者应予注明); i)对特殊类型夹杂物所采用的脚标的说明; j)检验报告编号和日期; k)检验员姓名。
对于个别夹杂物或串状夹杂物,如果其长度超过视场的宽度(0.710mm),或宽度或直 径大于粗系最大值(见表 2),则应当作超尺寸(长度、宽度或直径)夹杂物进行评定,并 分别记录。但是,这些夹杂物仍作为该视场总评级的一部分。
为了提高实际测量(A、B、C 类夹杂物的长度,DS 类夹杂物的直径)及计数(D 类夹 杂物)的再现性,实际测量时,可以采用图 7 所示的透明网格或轮廓线,表 1 和表 2 规定的 测量极限值,以及第 2 章有关评级图夹杂物形态的描述。
特别夹杂物也可按与其形态最接近的 A、B、C、D、DS 类夹杂物评定。将特殊夹杂物 的长度、数量、厚度或直径与评级图上每类夹杂物进行对比,或测量特殊夹杂物的总长度、 数量、厚度或直径,使用表 1 和表 2 选择与夹杂物含量相应的级别或厚度系列(细、粗或超 尺寸),然后,在表示该类夹杂物的符号下加注下标,以表示特殊夹杂物的性质,并在试验 报告中注明下标的含义。

钢中非金属夹杂物的金相鉴定实验

钢中非金属夹杂物的金相鉴定实验

钢中非金属夹杂物的金相鉴定实验主讲教师:张明远一、实验目的�1.初步掌握金相显微镜的正确操作。

� 2 .初步掌握钢中非金属夹杂物的定性鉴定。

二、金相法的优缺点�1 优点�操作简便,迅速,直观。

不仅能确定夹杂物的类型,是氧化物、硫化物、硅酸盐还是复杂的固溶体,而且能直观的看到夹杂物的大小、形状、分布等等,夹杂物是球形还是有规则的外形,是弥散分布还是成群分布,是塑性夹杂还是脆性夹杂。

这将给改善工艺操作提供重要依据。

�2 缺点�只能定性的鉴定那些已知特性的夹杂物,就是表上列出的夹杂物。

因此,当遇到新的物质或复杂的固溶体时,还要配合其他的方法综合运用。

而且鉴定的准确度和熟练程度有关,即主要靠经验;不能确定夹杂物准确的化学组成,只能根据经验估计。

二、金相法的优缺点�要想确定夹杂物准确的化学组成,还需要用电子探针,打出夹杂物的成分分布:用电子:衍射或X射线衍射确定夹杂物的结构等。

�鉴定钢中非金属夹杂物的方法很多,各有优缺点。

例如:电子显微镜、X射线衍射、电解一化学�分析法等等。

若要对夹杂物进行准确和全面的鉴定往往需要综合使用这些方法。

�目前,常用的方法为:先用金相显微镜确定夹杂物有哪些类型,然后再测出不同规格夹杂物的数量,再用大样电解的方法将夹杂物分离出来,最后用电镜确定夹杂物的化学组成及成分分布。

三、钢中非金属夹杂物的来源�1 外来夹杂物。

�1) 冶炼、出钢及浇注过程中被卷入的耐火材料或炉渣等。

�2) 与原材料同时进入炉中的杂物。

�外来夹杂物一般较粗大:是可以减少和避免的。

�2 内生夹杂物。

� 1) 冶炼过程中加的脱氧剂及合金添加剂和钢中元素化学反应的产物,一部分在钢液凝�固前没有浮出而残留在钢中。

� 2) 在出钢和浇注过程中,钢水和大气接触,钢水中容易氧化和氮化的元素被氧化·氮�化的产物。

� 3) 从出钢到浇注过程中,·随钢水温度下降,造成氧、硫、氮等元素及其化台物的溶解度降低,因而产生或析出的类夹杂物。

钢中非金属夹杂物含量测定方法最新国家标准

钢中非金属夹杂物含量测定方法最新国家标准

钢中非金属夹杂物含量测定方法最新国家标准摘要:对比分析了2005年修订发布的GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》与原GB/T10561-1989《钢中非金属夹杂物的显微评定方法》的区别。

修订后的新标准于2005年5月13日发布、2005年10月1日正式实施。

关键词:钢;非金属夹杂物;测定方法;国家标准Abstract:钢材是模具行业使用十分广泛的金属材料。

研究表明,钢中非金属夹杂物对钢的承载能力、塑性、冲击韧性及耐蚀性等都产生不利影响。

因此,一些重要的钢制零部件和模具,需要对钢中非金属夹杂物的含量加以限制。

作为规范钢中非金属夹杂物含量检验方法的GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》是一项钢材生产与使用企业常用的国家标准。

该标准等同采用ISO4967:1998《钢中非金属夹杂物含量的测定——评级图显微检验法》,代替原GB/T10561-1989《钢中非金属夹杂物的显微评定方法》,于2005年5月13日发布、2005年10月1日正式实施。

贯彻执行该项新标准,可以使我国钢中非金属夹杂物含量的检验评定方法与国际完全接轨。

1 采标程度本次修订,提高了采用国际标准的程度。

1989年版标准是等效采用国际标准,而新标准则是等同采用国际标准。

即直接由相应国际标准翻译而来,只做了个别的编辑性修改。

和国际标准最大不同点,就是增加了资料性附录NA。

该附录给出了制取试样时的注意点等。

供参考。

2 标准名称本次修订,标准名称由原来的《钢中非金属夹杂物显微评定方法》修改为《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》。

修改后的标准名称与相应国际标准的名称是基本一致的。

修改的原因,一是考虑到等同采用国际标准,标准名称也应与相应的国际标准的名称保持一致。

二是原标准名称范围过大,没有准确概括本标准的内容范围。

目前,用显微方法评定夹杂物含量,除了用标准评级图评定这一人工方法外,还有自动图像分析法。

谈针对钢中非金属夹杂物的有效检验

谈针对钢中非金属夹杂物的有效检验

103冶金冶炼M etallurgical smelting谈针对钢中非金属夹杂物的有效检验亓成双1,都鲁平2(1.山东钢铁股份有限公司莱芜分公司,山东 济南 271104;2.山东钢铁集团烟台钢管有限公司,山东 烟台 265304)摘 要:钢中非金属夹杂物包括了外来夹杂物和内生夹杂物两大类。

其中,外来夹杂物指的是钢液凝固过程中没有及时浮出而残留夹杂在钢中的耐火材料和炉渣等。

而内生夹杂物指的是钢在冶炼过程中,因为脱氧剂的加入以及氮、硫等元素溶解度下降,会形成非金属性质的氧化物、硅酸盐以及硫化物和氮化物等。

钢材料的韧性、塑性以及疲劳性能会因非金属夹杂物的存在而降低,并且,其危害会随着钢的强度增高而增多。

因此,对钢中非金属夹杂物的检验非常有必要。

关键词:钢;非金属夹杂物;有效检验中图分类号:TG142.15 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)02-0103-2 收稿日期:2020-01作者简介:亓成双,男,生于1985年,汉族,山东莱芜人,本科,中级工程师,研究方向:钢铁冶金原辅材料的试验分析。

钢中非金属夹杂物的来源无法控制、分布不规律、数量少以及光学显微镜下特征复杂等特点决定了其检验工作难度之大。

因此,本人围绕钢中非金属夹杂物的来源、特点、分类、影响等方面展开研讨,为相关工作人员提供或加深对其的了解与认识。

1 钢中非金属夹杂物的来源钢的冶炼、浇注、凝固和结晶是一个极其复杂的过程,因此,在这一过程中极容易有非金属夹杂物的产生。

钢中的非金属夹杂物是钢材料脱氧、钢液凝固的过程中产生的非金属化合物,分为了外来夹杂物和内生夹杂物两大类。

其中,外来夹杂物是指在金属熔炼过程中和外界物质发生接触进而作用产生的夹杂物。

而内生夹杂物又可以分为两种情况,一种是在钢材熔炼过程中,钢液凝固前未及时浮出而留在钢中的脱氧反应产生的氧化物等产物;另一种则是由于在凝固和降温时溶解度的降低,钢液中溶解的杂质元素和其他元素结合并以化合物的形式从固液体、液相中析出最终留于钢锭之中[1]。

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钢中非金属夹杂物的检测
一.概述
非金属夹杂物是钢中不可避免的杂质,它的存在使金属基体的均匀连续性受到破坏。

非金属夹杂在钢中的形态、含量和分布情况都不同程度地影响着各种性能,诸如常规力学性能、疲劳性能、加工性能等。

因此,非金属夹杂物的测定与评定引起人们的普遍重视。

夹杂物的含量和分布状况等往往被认为是评定钢的冶金质量的一个重要指标,并被列为优质钢和高级钢的常规项目之一。

钢中非金属夹杂物按其来源和大小,大体可分为两大类:
1.显微夹杂物或称内在夹杂物,这类夹杂物是钢冶炼和凝固过程中,由于一系列物理和化学反应所生成。

例如,在冶炼过程中,由于加入脱氧剂而形成氧化物和硅酸盐等。

这些夹杂物来不及完全上浮进入钢渣,而残留在钢液中,即为内在夹杂。

如:Al、Fe-si等脱氧剂可以形成下列夹杂:
3FeO+2Al 3Fe+ Al2O3
2FeO+ Si SiO2+2Fe
nFeO+mSiO2 nFeO·mSiO2
nAl2O3+mSiO2 nAl2O3·mSiO2
另外,钢在凝固冷却过程中,S、N等元素,由于溶解度的降低而生成硫化物、氮化物等也将残留在钢中。

2.宏观夹杂物或称外来夹杂物,这类夹杂物是在钢的冶炼或浇
铸过程中,由于耐火材料等外来物混入造成。

其特点是大而无固定形状。

就对钢而言,宏观夹杂物的危害更大。

夹杂物的检验方法也有宏观检验法和显微检验法两种。

非金属夹杂物的显微检验法是指借助于金相显微镜在规定的实验条件下,检验金相试样中非金属夹杂物的方法。

该法的主要优点是可以确定夹杂物的类型、分布、数量和大小,可以发现极细小的夹杂物。

但是,由于受试样尺寸及取样位置、数量的限制。

所以显微检验法的评定结果在很大程度上存在偶然性。

往往会过分夸大细小夹杂物的重要性而将那些试样以外或检验面以外的较大夹杂物遗漏,所以,显微检验法总是与宏观检验法相辅相成、互相补充的。

如果非金属夹杂物的宏观检验对优质钢来说是必不可少的检验项目之一,那么显微检验法则是特殊用途钢(如轴承钢、重要用途的合金结构钢等)广泛采用的检验方法。

二.显微夹杂物的分类
钢中非金属夹杂物的种类很多,应将性质相似、形态相似对钢的性能影响作用相似的各种夹杂物划分类别。

从检验方便考虑,分类方法力求简单、明了、科学。

非金属夹杂物除按来源可分为内在夹杂物如外来夹杂物外,尚可按化学成分分类,分为氧化物、硫化物和氮化物等,而氧化物又可分为简单氧化物,复杂氧化物和硅酸盐(见下图)
还可按其塑性变形能力分:
1)脆性夹杂物:这种夹杂物塑性变形能力差,在热加工时其大小不变化,但可以沿热加工方向成链状排列,属于这类的夹杂物有氧化物和脆性硅酸盐。

2)塑性夹杂物:热加工时这类夹杂物发生塑性变形,沿加工方向延伸成条状,属于这类夹杂物的有硫化物和含SiO2较少的铁锰硅酸盐。

(可分为两类:A类-硫化物类、C类-硅酸盐类)3)点状不变形夹杂物。

这类夹杂物铸态呈球状,在热加工过程中形状不变,保持球状,这类夹杂物为复杂的硅酸盐。

(可分为两类:B类-氧化铝、D类和DS类-球状氧化物)
非金属夹杂物的分类方式各国的标准不同,我们GB/T 10561-2005等按上述原则和国际标准ISO4967:1998(E)采用基本相一致的方法,根据夹杂物的形态和分布标准图片分为A、B、C、D和Ds 五大类:
A类(硫化物类):具有高的延展性,有较宽范围形态比(长度/宽度)的单个灰色夹杂物,一般端部呈圆角;
B类(氧化铝类):大多数没有变形、带角、形态比小(一般<3),黑色带兰色的颗粒沿轧制方向排列成一行(至少有3个颗粒);
C类(硅酸盐类):具有高的延展性,有较宽范围形态比(一般≥3)的单个呈黑色或深灰色夹杂物,一般端部呈锐角;
D类(球状氧化物类):不变形、带角或圆形的,形态比(一般<3)黑色或带兰色,无规则分布的颗粒;
Ds类(单颗粒球状类):圆形或近似圆形,直径≥13um的单颗粒夹杂物。

A、B、C、D四类标准图片从0.5级~3级分粗系和细系共48张,Ds类0.5级~3级共6张。

三.检查方法:
1.取样
1)取样尺寸:保证检查面积约为200mm2(20mm*10mm),平行于纵轴。

2)取样部位:见标准第3页
(1)直径或边长>40mm钢棒或钢坯取表面至中心部位,1/2半径处;
(2)直径或边长>25~40mm钢棒或钢坯:检验面为边缘至中心;
(3)直径或边长≤25mm:检验面通过直径的整个截面;
(4)厚度≤25mm 板材:检验面位于宽度1/4处的全厚度截面;
(5)厚度>25mm ~50mm 板材:位于宽度1/4和板表面到中心位置;
(6)厚度>50mm 钢板:检验面位于宽度1/4和板表面到中间位置和厚度1/4截面。

3)制样:试样要热处理提高硬度,在冷态下,机械方法切取磨制与抛光要避免夹杂物的剥落、变形和抛光面的污染。

抛光速度、抛光剂等选择恰当、抛光面要光洁,防止划痕等假象。

4)检查:一般采用检查整个抛光面,每个视场同标准图片对比,
每类夹杂物按细条和粗条记下级别,与所检验面上最恶劣视场相符合的标准图片级别来评定。

FeO 夹杂(明场) FeO 夹杂(暗场)
Al 2O 3夹杂(明场) Al 2O 3夹杂(暗场)
a 明场
b 暗场
脆性夹杂物受拉应力作用下发生破裂导致裂源的产生
氮化层疏松检查
渗氮零件经磨制抛光浸蚀后,在500倍下可看到化合层内呈黑色点状缺陷对使用性能有明显的影响,必须重视、
1.化合物层疏松的形成:
化合物疏松多发生在碳氮共渗或高氮势长时间气体渗氮的情况下。

1)液体N-C共渗时,由于氮势高,渗速快,特别是使用新盐液时,疏松比较严重,疏松随盐浴中亚铁氰酸盐(Na4[Fe(CH)6])含量的增加而增加,随着使用时间的延长,盐浴中氮势的降低,疏松程度相应下降。

2)气体N-C共渗的化合物疏松,是由于亚稳定的高氮相化合物在渗氮过程中发生分解,折出氮分子而当下气孔。

当炉气中NH3含量超过某一数值,开始出现多孔性的表面,随着炉气中NH3含量的继续增加,疏松程度就越严重。

3)气体渗氮时,化合物层出现的疏松与氨气纯度,渗层中平均氮浓度有关。

如氨气中含有水分,渗层中氮浓度过高,易产生疏松。

2.化合物层疏松形态与危害:
在渗氮特别是N-C共渗后,渗层的化合物层出现细小的微孔或孔洞,可以未经腐蚀的金相试样上观察到。

由于微孔的大小、数量和分别的不同,对性能的影响不同,有少数的微孔可储存润滑油,降低摩擦系数。

对使用性能是有利的。

但随着微孔的增多、增大,使化合物
层脆性增大,易引起起皮剥落,严重降低使用寿命。

3.氮化层疏松的检验
氮化层疏松国家标准GB/T 11354-2005《钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验》按化合层内微孔的形状、数量及密集程度分为五级(见下表)
渗氮层疏松级别
渗氮零件试样经侵蚀后在500倍下观察,取其疏松最严重的部位按标准评级,一般工件在1~3级为合格,重要零件1~2级合格。

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