钢中非金属夹杂物含量的评定方法国家标准的变化

(1) 采标程度 本次修订 , 新标准采用国际标准的程度提高 了 。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
(6) 夹杂物的测定 本章分观察方法和实际检验两条对夹杂物含量
准所没有的 。
的测定方法做出了规定 。新标准规定了投影到毛玻
(5) 取样位置与数量及试样制备 新标准规定的试样尺寸及抛光面积与旧标准相
璃上和用目镜直接观察两种观察方法 。同时 , 规定 了 A 法 (最恶劣视场评定 ) 和 B 法 (逐个视场评
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标准解读
准明确指出标准图谱可能不适用于易切削钢等类钢 材 。因为易切削钢含硫相对较高 , 其中夹杂物的形 态 、分布及数量等 , 与普通钢夹杂物有一定程度的 不同 。因此 , 标准评级图可能不适用 。
2) 关于放大倍数 由于评级图谱和各级别的长度界限值是在 100 倍下规定的 , 故新标准规定在 100倍放大率下进行 观察 。新 、旧标准不同的是 , 将投影法观察的放大
倍数由原来的 100 倍修改为 100 ±2 倍 。而将用目 镜直接观察所需的放大倍数由原来的 90～110 倍修 改为在显微镜的适当位置放置试验网格 。以使检验 面内的面积为 015mm2。
物体来描述夹杂物 。即用长度 、宽度来描述夹杂物 的形态更为妥当 。因此 , 新标准采用了 “宽度 ”这 一用词 。
四是将常见夹杂物的级别由原来的划分为五个 级别修改为划分为六个级别 。新标准将每个系列夹 杂物分 为 015、 1、 115、 2、 215、 3 共 六 个 等 级 。 级别的数字越大 , 表示夹杂物的数量越多或尺寸越 大 。即表示 A、B、 C 类夹杂物的长度或串 (链 ) 状夹杂物长度是递增的 、D 类夹杂物的数量是递增 的 、DS类夹杂物的直径是递增的 。还分别给出了 夹杂物系列与级别的具体划分界限值 。这也是旧标
> 40mm
与旧标准相同
> 40mm
(省略 )
尺寸分段不同 取样位置相同
≤25mm
检 验 面 位 于 宽 度 1 /4 处的全厚度截面
≤30mm
检 验 面 位 于 宽 度 1 /2 尺寸分段和取样
处的全厚度截面
位置均不相同
钢板
> 25mm ～50mm
检 验 面 位 于 宽 度 1 /4 和从 钢板 表 面 到 中 心 的 位置 , 检 验 面 为 钢 板 厚 度的 1 /2截面
(3) 范围 新版 GB / T 10561—2005 分七章和五个附录 , 规定了用 标 准 图 谱 评 定 钢 材 中 非 金 属 夹 杂 物 的 原 理 、取样方法 、试样制备 、夹杂物含量的测定 、检 验结果表示方法 、试验报告等 。同时 , 以资料性附 录的形式给出了测定非金属夹杂物的图像分析法 , 供参考使用 。该标准适用于压缩比大于或等于 3的 轧制或锻制钢材中非金属夹杂物的评定 。但可能不 适用于某些类型的钢 , 如 : 易切削钢。另外 , 图谱 评定法虽然可以广泛用于对给定用途钢适应性的评估 。 但是 , 由于试验人员的影响 , 即使采用大量试样也很 难再现试验结果。因此 , 使用本方法时应十分谨慎。 与旧标准相比 , 一是新标准的适用范围扩大 了 。新标准不仅规定了图谱分析法 , 而且给出了图 象分析法 。因此 , 不仅可以用标准评级图法评定 3 级以下的夹杂物 , 而且可以用所给出的图像分析法 评定所有级别 (包括 3级以上 ) 的夹杂物 。而旧标 准却未给出图像分析法 。二是新标准增加了对适用 钢材变形程度的说明 。旧标准只笼统规定适用于压 延变形的钢材 , 却没有给出变形程度 。考虑到变形 程度对钢材夹杂物的评定影响很大 , 新标准强调适 用于压缩比大于或等于 3的钢材 。换言之 , 对未变 形和未经足够变形的钢材就不适用 。三是新标准增 加了标准图谱可能不适用于某些钢材的说明 。新标
表 2 新旧标准关于取样位置规定不同点
钢材分类
新 标 准
尺寸分段
取样位置
旧 标 准
尺寸分段
取样位置
说明
≤25mm
与旧标准相同
≤30mm
(省略 )
尺寸分段不同 取样位置相同
钢棒 、钢坯 > 25mm ～40mm 与旧标准相同
> 30mm ～40mm (省略 )
尺寸分段不同 取样位置相同
作为规 范 钢 中 非 金 属 夹 杂 物 含 量 检 验 方 法 的 GB / T 10561—2005 《钢中非金属夹杂物含量的测 定 标准评级图显微检验法 》是一项重要并广泛使 用的推荐性国家标准 。该标准等同采用 ISO 4967∶ 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 / T 10561—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 。本文通过新 、旧标准对 比分析 , 指出了新 、旧版本存在的主要区别 。
标准解读
钢中非金属夹杂物含量的 评定方法国家标准的变化
辽宁五一八内燃机配件有限公司 □王开远
钢材是机械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 。尤其显 著降低钢的疲劳强度 , 往往作为裂纹源而成为钢产 品产生疲劳破坏的原因 。因此 , 一些受交变载荷作 用的钢制零部件产品 , 需要对钢中非金属夹杂物的 含量加以限制 。
3) 关于检验评定方法 新标准对 A 法和 B 法两种检验评定方法的规 定 , 与旧标准基本相同 。值得说明的 , 一是采用 B 法评定时 , 应连续地移动视场 , 保证每个视场相 接 , 而不是随机选择视场 ; 二是在将所观察的视场 与标准图谱进行对比评定时 , 应使用标准中表 1和 表 2规定的评级界限 (即本文给出的表 2 和表 3 ) 以及该标准第 2章关于夹杂物形态的描述作为评级 图片的说明 ; 三是当同类的粗大和细小的夹杂物出 现在同一视场时 (呈同一直线分布或不呈同一直线 分布 ) , 均不可分开评定 , 其级别应将两系列 (粗 系 、细系 ) 夹杂物的长度或数量相加后按占优势的 那种夹杂物评定 。 新标准对有一定间距的 A、B、C 类 (即串或 条状 ) 夹杂物的评定做出了规定 , 这是旧标准所没
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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 , 没有准确概括该标准的内容范围。 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。 而该标准规定的仅是标准评级图法。因此 , 新标准 采用国际标准的名称 , 在原来基础上补充了 “标准 评级图 ”几个字 。可见 , 修改后的名称更准确。
三是将夹杂物 “厚度 ”一词修改为 “宽度 ”。 新标准仍将除 DS类外的其余四类夹杂物分成粗系 和细系两个系列 。值得注意的是 , 在表达粗系 、细 系划分时 , 新标准不再称按厚度划分 , 而是改称按 宽度划分 。这主要是考虑检验面上应按二维平面的
同 , 仍分别为 20mm ×10mm、 200mm2 。并在平行 于钢材纵轴 , 位于外表面与中心的中间位置取样 。 新标准按钢棒或钢坯 、钢板 、其他钢材三类分别规 定钢材的取样位置 。其中 , 具体给出了钢棒或钢坯 以及钢板的取样位置 。并要求取样数量在具体产品
3
C
硅酸盐
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
4
D
球状氧化物 不变形 , 带角或圆形的 , 形态比小 (一般 < 3) , 黑色或带蓝色的无规则分布的颗粒
5
DS 单颗粒球状类 圆形或近似圆形 , 直径 ≥13μm 的单颗粒夹杂物
杂物评定 。但在试验报告中应加注一个下标 。如 : DSu IF表示球状硫化物 、DCaS表示球状硫化钙 、DRES 表示球状 稀土 硫 化 物 、DUP 表 示 球 状 复 相 夹 杂 物 (如硫化钙包裹着氧化铝 ) 等 。而沉淀类夹杂物包 括硼化物 、碳化物 、碳氮化合物或氮化物等 , 也可 以根据他们的形态与上述五类夹杂物进行比较 , 并 按上述的方法表示它们的化学特征 。对非传统夹杂 物 , 在试验前可采用大于 100 倍的放大率进行分 析 , 以确定其化学特征 。
二是在旧标准基础上 , 增加了 DS类即单颗粒球 状类夹杂物的规定以及对各类夹杂物形态 、分布、
过将其形状与上述常见的五类夹杂物进行比较 , 并 性质 、颜色等的描述 , 以有助于对不同类夹杂物的 注明其化学特征 。例如 : 球状硫化物可作为 D 类夹 识别 。标准给出的各类夹杂物的类型与形态见表 1。
表 1 各类夹杂物的类型与形态
序号 类别
类型
形 态
1
A
硫化物
具有高的延展性 , 有较宽范围形态比 (即 : 长度 /宽度 ) 的单个灰色夹杂物 , 一般端 部呈圆角
2
B
氧化铝
大多数没有变形 , 带角的 , 形态比小 (一般 < 3) , 黑色或带蓝色的颗粒 , 沿轧制方 向排成一行 (至少有三个颗粒 )