低倍组织检验
铝锻件低倍组织检验方法
试样分类编制：审核：批准：①根据晶粒大小，在试样上画10mm×10mm或50mm×50mm的方格，也可以画出直径为10mm或50mm的圆。
②查出方格或圆内完整的晶粒数（p）及被方格边或圆周边所切割晶粒数（g）。
当方格边或圆周边所切割晶粒数（g）为偶数时，按照式（1）计算出方格或圆内的晶粒总数（n）；当方格或圆周边所切割晶粒数（g）为奇数时，按照式（2）计算出方格或圆内晶粒总数（n），依据式（3）计算出晶粒的平均面积。
（2）应按照表1的规定从试样坯料中制取试样。
式中：F ──晶粒平均面积，单位为平方毫米（mm²）； S ──方格或圆的面积，单位为平方毫米（mm²）； n ──方格或圆的晶粒总数，单位为个。
（2）粗晶环的测量:形状简单的粗晶环，应取粗晶环最大深度作为测量结果；形状复杂的粗晶环，环区内可画取得最大正方形的边长为粗晶环深度，如图2所示。
图2 形状复杂的粗晶环测量方法示意图（3）晶粒度检查：应按照规定的晶粒度照片或实物对比评定，具有等轴晶粒的试样，参考附件1晶粒度分级标准进行评定。
（4）晶粒实测尺寸采用晶粒平均面积（或直径）或单位面积晶粒数表示，测量步骤如下所述：组织检验：（1）一般原则：根据有关技术标准和技术协议规定的质量要求进行检查，并随时变换光线照射方向，详细观察各个部位。
必要时，可用10倍以下放大镜检查，或酌情进行显微组织或其他手段分析。
（4）其他试样（检查断口组织用试样除外）被检查面，应浸入氢氧化钠溶液（②号溶液）中进行碱蚀，碱蚀时间（室温20~25℃）15~25min。
试样碱蚀后，应迅速将试样转入流动的清水（自来水）中，对检查面进行认真冲洗后再转入硝酸溶液（④号溶液）中继续清洗，除去检查面的黑色碱蚀产物，之后再用流动的清水将检查面冲洗干净。
③每个试样至少选择三处进行测量，然后取平均值。
④当晶粒大小相差特别悬殊，分布极不均匀时，应选择最大晶粒区域。
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
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。 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 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 普钢、高强钢方坯参照YB/T153-1999进行评定。
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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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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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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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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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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发纹
•危 害
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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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塔形试样尺寸
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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
JIS G0553-1996 钢低倍组织试验方法
日本工业标准钢的低倍组织试验方法JIS G 0553：1996翻译：范海东审核：傅金明批准：祝宜明整理：开发部 2003年8月日本工业标准JIS钢的低倍组织试验方法G 0553：1996前言:本标准自1958年制定后经1983年部分改动至今又经过了10多年。
这期间技术的进步与该项试验的实际状况和对应于国际标准ISO4969:1980的要求，进行了本次修改。
主要修改以下几点（1）对应于国内的要求，增加了硝酸酒精水溶液及硝酸水溶液试验法。
（2）对应于国际标准，将硫酸及盐酸-硫酸试验法添加在附录中。
1．应用范围：本标准规定了用各种腐蚀液腐蚀钢材截面，以显示宏观组织的试验。
备注1. 本标准对应的国际标准如下：ISO 4969：19802.本标准引用标准如下JIS B 0601 表面粗糙度的定义及表示JIS K 1308 硝酸JIS K 1310 盐酸（合成）JIS K 1321 硫酸JIS K 1505 工业酒精2．通则2．1根据不同目的解释观察结果，具体可根据产品标准或双方协议来定。
2．2用目视观察试面，但购货商在协议中可指定用10倍以下放大镜观察。
3．名词解释下面是本标准中关键词的定义，仅是对组织不均匀的必要表示并非将其当作缺陷。
附图一为镇静钢组织例图(1) 树枝状晶（D）钢液凝固时，象树枝一样发展的一次结晶。
(2) 框型偏析（I）钢液凝固过程中结晶状态的变化及成分偏析，使腐蚀的程度不同，呈现出与原锭形截面形状相似的框带。
(3) 中心偏析（Sc）钢液凝固过程中因成分偏析造成中心部腐蚀程度不同。
(4) 疏松（L及Lc）钢材整个截面（L）及中心部（Lc）短时间腐蚀呈现海棉状。
(5) 点状（T及Tc）腐蚀后钢材整个截面（T）及中心部（Tc），呈现肉眼可见尺寸较大的点状孔洞。
(6) 气泡（B）针孔及气孔没有完全轧合，所留下的痕迹。
(7) 夹杂物（N）肉眼可见的非金属夹杂物。
(8) 缩孔（P）钢液凝固时一次、二次收缩孔未完全轧合，在中心部留下的痕迹。
微观金相检测低倍组织检验
微观金相检测低倍组织检验
石敏1-7-7-1-5-8-2-8-7-0-7欢迎咨询
金相显微镜主要由光学系统、照明系统、机械系统、附件装置(包括摄影或其它如显微硬度等装置)组成。
根据金属样品表面上不同组织组成物的光反射特征，用显微镜在可见光范围内对这些组织组成物进行光学研究并定性和定量描述。
对钢（铁）水包、混铁车、行车、各种压力容器管道以及特种设备等的非破坏性的组织检测，检测结果精确，对所检设备无任何破坏。
1.常规金相检测
焊接金相检验、铸铁金相检验、热处理质量检验、各种金属制品及原材料显微组织检验及评定、铸铁、铸钢、有色金属、原材低倍缺陷检验、金属硬度（HV、HRC、HB、HL）测定、晶粒度评级、非金属夹杂物含量测定、脱碳层/渗碳硬化层深度测定等。
2.现场复膜检测。
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。
低倍组织检验分析
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。
a、热切时不小于20mm； b、冷切时不小于10mm； c、烧割时不小于40mm 热酸浸试样表面粗糙度应不大于Ra1.6μm，冷酸浸蚀试样表面粗糙度不 大于Ra0.8μm。 试样尺寸： 棒材：试样厚度一般为20mm，试样面垂直于钢材（坯）的延伸方向。 钢板：低倍试面的尺寸一般长为250mm
20mm
排风设备酸洗装置及酸洗必备工具
样表面的铜层，后用水冲净。
（1）不锈钢表层有一层黑色可用不锈钢洗液刷洗，用5%重铬酸钾 清洗不锈钢和结
＋10％硫酸水溶液
构钢溶液
H2So4 1升 ＋K2Cr2O7 500克＋H2O10升 （2）结构钢用10%硝酸水溶液刷擦
酸洗过程注意事项： 试样酸浸前，应将试样面上的油污洗净，去污时可采用去污粉。当
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。
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
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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
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。
偏析
方框偏析
局部偏析
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。
碳和合金元素偏析： 会使钢的淬透性下 降，造成零件热处理 后的组织和硬度 不均匀，而且容易 产生淬火裂纹。
15-20 20-40 5-25 盐酸10份，硝酸1 60-70 份，水10份
碳素结构钢、合金钢、高速 工具钢
15-25
盐酸38份，硫酸 12份，水50份
60-80
主要操作步骤
样品制备
加热酸洗
冲洗吹干
缺陷评定
主要缺陷评定原则
缺陷类型 评定原则 一般疏松 根据分散在整个截面上的暗点和空隙的数量、大 小及分布状态，并考虑树枝晶的粗细而定，分4 级。 中心疏松 以暗点和空隙的数量、大小及密集程度而定，分 4级。 锭型偏析 根据框形区域的组织疏松程度和框带的宽度加以 评定。 以斑点数量、大小和分布状况而定。 斑点状偏 析 中心偏析 根据中心暗斑的面积大小及数量来评定。
注意事项
1、试样粗糙度要保证，不得有油污和加工伤痕； 2、酸洗时温度和时间要适宜； 3、清洗时试样表面的腐蚀产物要刷干净，用热水喷淋后立
即吸干或吹干；
4、酸洗之后样品尽可能立即评定； 5、对于酸洗不合格样品在重新酸洗之前，须重新进行磨加 工，磨去腐蚀层。
检测结果描述
要点：材质、炉号（编号），酸洗温度，试验方法，
塔形试样尺寸
阶梯序号i 各阶梯尺寸di 0.90D 长度mm
1
50
2
0.75D
50
3
0.60D
50
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 发纹的最大长度
白点
在含镍、铬、锰等合金元素的钢材或零件的纵向断口上出现 的表面光滑的、形状近似圆形或椭圆形的银白色斑点，同 时在经酸洗后的横向截面中心和其附近区域呈现短小的、 不连续的，一般呈辐射状分布的发丝状裂纹被称为白点。
白点
白点
大型套圈中的白点裂纹（横截面及其纵截面）
残余缩孔
定义:钢锭在浇铸后的冷凝过程中，由于体积的收缩 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 的 低 倍 组 织 检 验
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
钢中常见的低倍缺陷
疏松
翻皮
气泡
低倍缺陷
缩孔残余 白点
显微孔隙
偏析
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
中心疏松
疏 松
中心疏松
一般疏松
疏 松
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。
热酸蚀试剂和试验规范
钢种 易切削钢 碳素结构钢，碳素工具钢， 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、 轴承钢、高速工具钢 奥氏体型不锈钢、耐热钢 酸蚀时间/min 5-10 5-20 酸液成分 1：1工业盐酸 水溶液 温度 ℃ 60-80
发纹
危 害
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。
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。 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。
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 。
残余缩孔
残余缩孔
滚子心部的余缩孔
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
主要应用标准
GB/T226-91«钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法» GB/T1979-2001«结构钢低倍组织缺陷评级图» ASTME381-2006«圆钢、钢坯、钢锭和锻钢的低倍检验方法 »
形成原因 一般疏松
冷凝较快，分散分布
钢液中 的杂质 和气体 聚积所 引起。
与钢锭的冷 凝速度有着 很大的关系
中心疏松
冷凝较慢，中心分布
疏 松
危害
容易引起锈蚀
降低致密性
偏析
偏析是指在钢中化学成分的不均匀性
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。