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

i

μm

μm 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 μm

A 2 4＞4 12

B 2 9 ＞9 15

C 2 5 ＞5 12

D 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。用于测量夹杂物的试样的抛光面面积约为200mm2（20mm×10mm），并且平行于钢材纵轴，位于钢材外表面到中心的中间位置。

3.1 试样的取样部位和方向

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。

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。

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的检验面积200mm2的检验面积。

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。

厚度大于25mm、小于或等于40mm的钢板，检验面位于宽度1/4处和从钢板表面到中心的位置，检验面位于钢板厚度的1/2处截面。

厚度大于50mm的钢板，检验面位于宽度1/4处和从钢板表面到中心的位置，检验面位于钢板厚度的1/4处截面。

具体取样示意图可见标准GBT 10516 2005。

3.3 试样制备

试样应切割加工，以获得检测面。为使检测面平整，避免抛光时试样边缘磨成圆角，试样可用夹具或镶嵌的方法加以固定。

试样抛光时，要避免夹杂物的剥落、变形或抛光表面被污染，使检验面尽可能干净和夹杂物形态不受影响。当夹杂物细小时，尤其要注意以上几点。需要时可使用金刚石磨料抛光。

某些情况下试样硬度较小时可先进行淬火处理，以增加基体硬度，并且使硬度均匀。4. 观察方法

4.1 明场观察

抛光试样，不需侵蚀，在光学显微镜下观察，记录夹杂物的数量、形状、尺寸和分布，以及反光色和形变能力。

4.2 暗场观察

记录夹杂物的固有色彩和透明度，透明夹杂物在暗场下发亮，不透明夹杂物在暗场下呈暗黑色，有时可看到一亮边。

4.3 偏光观察

主要是用来鉴别夹杂物是各项同性，还是各向异性，还可以观察夹杂物透明度和固有色

彩，可代替暗场观察，但灵敏度低于暗场观察。

5. 检测方法

5.1 A法

检验整个抛光面。对于每一类夹杂物，按细系和粗系记下与所检测面上最恶劣视场相符合的标准图片的级别数。

5.2 B法

检验整个抛光面。将试样每一个视场同标准图片相对比，每类夹杂物按细系和粗系记下与检验视场相最符合的级别数。

5.3 A法和B法的通则

将每一个观察的视场同标准评级图谱进行对比，若一个视场处于两个标准图片之间时，应记录较低一级。

非传统类型夹杂物按与其形态最接近的A、B、C、D、DS类夹杂物评定，应在表示这些夹杂物的符号加下标，注明其为非传统类型夹杂物。

6. 结果表示方法

6.1 通则

用每个试样的级别以及在此基础上所得的每炉钢每类和每个宽度系列夹杂物的算术平均值来表示结果。

6.2 A法

表示与每类夹杂物和每个宽度系列夹杂物最恶劣视场相符合的级别。在每类夹杂物代号后再加上最恶劣视场的级别，用e表示粗系夹杂物，用s表示超尺寸夹杂物。

6.2 B法

表示给定观察视场数中每类夹杂物和每个宽度系列夹杂物在给定级别上的视场总数。对于所给定的各类夹杂物级别，可以用所有视场的全套数据，按专门的方法表示其结果。7. 试验报告内容

（1）标准编号

（2）钢的牌号、炉号、热处理方法等

（3）产品类型和尺寸

（4）取样方向和检测面位置

（5）观察方法、检测方法、结果表示法

（6）放大倍率（大于100倍时）

（7）观察的视场数或总检验面积

（8）各项检测结果

（9）对非传统类型夹杂物所采用的下表的说明

（10）试验编号和日期

（11）试验员姓名

8. 实例

10CrNi5Mo钢热轧薄板非金属夹杂物评级。