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钢中夹杂物含量的测定—标准检验法 ASTM E45-2018a发布时间:2024-04-09   浏览量:669次

1、范围

1.1 本标准检验法包含了测定锻钢中非金属夹杂物含量的多种公认程序。宏观检验法包括宏观浸蚀、断口、台阶和磁粉法。显微检验法包括五种普遍使用的检测方法。在显微方法中,夹杂物基于形态相似而划归一类, 而不考虑其化学特征。本标准也简要介绍了鉴别形态相似夹杂物的金相技术。当这些显微方法主要用作夹杂物评级时,其中一些方法也适用于评定碳化物、氮化物、碳氮化物、硼化物和金属间化合物等组成。在某些情况下,非钢合金也可以采用这些方法中的一种或多种进行评定:就在钢中的应用情况,对这些方法进行描述。

1.2 本规程包含了利用显微方法A和D中的自动图像分析对JK型夹杂物进行评级的程序。

1.3 按照钢的种类和性能要求,测定夹杂物含量时可采用宏观检验法,也可采用显微检验法,或者二者结合使用,以得到最满意的结果。

1.4 这些检验方法仅仅为推荐方法,对任何级别的钢种而言,这些方法都不能视作合格与否的规定界限或评定界限。

1.5 以国际单位制SI表示的数值视为标准值,圆括号内的数值是转换和近似值。

1.6 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。标准使用者有责任建立适当的安全和健康操作规程,并且在使用前确认规定界限的适用性。

1.7 本国际标准是根据世界贸易组织技术性贸易壁垒(TBT)委员会发布的“国际标准,指南和建议发展原则决定”中确立的国际公认的标准化原则制定的。

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宏观方法

2.宏观检验法综述

2.1 概要

2.1.1 宏观浸蚀试验一-宏 观浸蚀试验用来显示夹杂物的含量和分布,通常在横截面或与轧制、锻造方向垂直的截面上进行。有些情况下,在纵截面上也可进行检验。通过待检测的区域切取和机加工出一个截面,并采用合适的试剂浸蚀。在71~82 C(160~ 180° F)的温度下由1份盐酸和1份水组成的溶液广泛使用。正如本检验法名称所示,用肉眼或低倍率下对浸蚀面进行夹杂物检验。有关本检验的详细内容,见方法E381。对于可疑的迹象,应通过显微法或其他方法核实。

2.1.1.1 当使用所描述的标准浸蚀剂时,硫化物表现为凹坑。

2.1.1.2 本检验方法只能检测大型氧化物夹杂。

2.1.2 断口检验一断口方法用 于确定厚度约为9~13 mm(38 ~12英寸)的硬化工件断口上夹杂物的存在和位置。本检验大多用于那些硬度约60HRC且断面晶粒尺寸不大于7级的钢种。试样表面不能有过多促使断裂的凹槽或缺口。断口最好在接近工件中心的纵轴方向,上。用肉眼或放大约10倍即可检测断口表面夹杂物的长度和分布。氧化着色或发兰处理有助于提高断续状氧化物的显著性。ISO 3763为断口表面夹杂物的评定提供了图谱对比法。例如,用这种方法长度为0.40 mm(1/64英 寸)的夹杂物可检验出来。

2.1.3 台阶法一台阶 检验方法用来评定轧钢或锻钢加工面上的夹杂物。试样在表面下被加工成规定的直径,在良好的照明下,用肉眼或低倍率下观察夹杂物。在一些实例中,试样在初始检验后被加工成更小的直径,进行更深入的检验。该方法基本上用于检测长度≥3 mm(/8英寸)的夹杂物。

2.1.4 磁粉法一磁粉法是台阶法的一种变换方法,用于铁磁材料,试样经过加工,磁化,并施加磁粉后检验。由于0.40 mm长的间断就会产生吸引磁粉的磁漏区,因而显现出夹杂物的轮廓外形。关于磁粉检验的其它细节,详见规程E1444和指南E709。

参考航空材料规范AMS2300、AMS 2301、AMS 2303和AMS 2304。

2.2 优点:

2.2.1这些检验方法使具有大表面面积试样的检测变得很容易。 大多数情况下人们更关心的是钢中的大型夹杂物,它们分布不均匀,且相互间距较大,所以当对较大的试样进行检验时,显示这些夹杂物的机率大大增加。

2.2.2宏 观检验用试样可通过机加工和研磨快速制备,不需要精抛表面。宏观法在显示大型夹杂物上是足够灵敏的。

2.3 缺点:

2.3.1 这些检验方法不能区 分不同夹杂物的形态。

2.3.2 它们不适 宜检测小型球状夹杂物或极细长的串链状夹杂物。

2.3.3 磁粉法可能导致对某些显微特征的错误判断,如残余奥氏体的条纹、显微偏析或某合金中的碳化物:如果使用很大的磁化电流,这种误判特别可能出现。

显微方法

3 显微检验法综述

3.1 显微方法用来表征试样抛光面上夹杂物的大小、分布、数量和类型,通过光学显微镜观测试样,报出存在夹杂物的类型,并拍摄几张典型的照片,不过这种方法并不能提供一个统一的报告形式。因此,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,以便与显微视场进行直接对比,也开发了利用图像分析进行对比的方法。

3.2 JK图谱7和SAE图谱即属于这种类型的参考图谱,其中SAE图谱可以在SAE手册上推.荐的J422操作规程中找到。在E45检验法中,显微检验所使用的对比图谱是以这些参考图谱为基础开发出来的。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(氧化铝类和硅酸盐类)使用SAE图谱。ISO4967也使用JK图谱。

3.3 没有一种图谱可以涵盖所有类型和形态的夹杂物,任何图谱都只局限于测定最普通类型夹杂物的含量,所以这种测定并没有对夹杂物作一个完整的金相学研究。

3.4 不同方法中的对比图谱可以相互替换,如A、C和D*法中的图谱在B法中有对应的替换图谱。B法(长度)是利用长度来测定夹杂物的含量,不管是何种类型的夹杂物,只有长度≥0.127mm (0.005 英寸)时才记入检验。通过这种方法,我们可获得一些数据,比如夹杂物的最大长度和平均长度,而且也可拍些照片来表示那些长度较小不纳入测量的背底夹杂物。

3.5 显微方法的优点如下:

3.5.1 可表征出夹杂物的尺寸、类型和数量。

3.5.2 可发现极细小的夹杂物。

3.6 显微方法的缺点是单个评级的视场非常小(0.50 mm),而对大试样也只能取限定数量的视场,这就限制了试样的实际观测尺寸。对于大截面的试样,如果夹杂物分布极不均匀,进行显微观察时检验结果的偶然性就很大,而显微检验结果对产品的最终使用很重要的。报告检验结果时也要注意,对一些小型夹杂物的影响不能过分夸大。