鋼中非金屬夾雜物評(píng)定方法中文

1、ASTM E45-05  鋼中夾雜物含量的評(píng)定方法 1 范圍1.1  本標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法為測(cè)定鍛鋼中非金屬夾雜物含量的方法。宏觀試驗(yàn)法包括微蝕、斷口、臺(tái)階和磁粉法。顯微試驗(yàn)法通常包括5種檢測(cè)。根據(jù)夾雜物形狀而不是化學(xué)特點(diǎn)，顯微法將夾雜物劃分為不同類型。這里主要討論了金相照相技術(shù)，它允許形狀類似的夾雜物之間略有不同。這些方法在主要用來評(píng)定夾雜物的同時(shí)，某些方法也可以評(píng)估諸如碳化物、氮化物、碳氮化物、硼化物和金屬間化合物的組成。除了鋼以外，其它合金在有些情況下也可以應(yīng)用這些方法。根據(jù)這些方法在鋼中的應(yīng)用情況，將分別給予介紹。1.2  本標(biāo)準(zhǔn)適用于人工評(píng)定夾雜物

2、含量。其他ASTM標(biāo)準(zhǔn)介紹了用JK評(píng)級(jí)圖的自動(dòng)法（ASTM E1122 ）和圖像分析法（ASTM E1245 ）。1.3  按照鋼的類型和性能要求，可以采用宏觀法或顯微法，也可以將二者結(jié)合起來，以得到最佳結(jié)果。1.4  這些試驗(yàn)方法僅僅為推薦方法，對(duì)任何級(jí)別的鋼而言，這些方法都不能作為合格與否的判據(jù)。1.5  本標(biāo)準(zhǔn)未注明與安全相關(guān)的事項(xiàng)，如果有的話，也只涉及本標(biāo)準(zhǔn)的使用。標(biāo)準(zhǔn)使用者應(yīng)建立適當(dāng)?shù)陌踩徒】挡僮饕?guī)程，并且在使用標(biāo)準(zhǔn)前應(yīng)確定其適用性。2  參考文獻(xiàn)2.1  ASTM標(biāo)準(zhǔn)：A 295 高碳耐磨軸承鋼技術(shù)條件A 485 強(qiáng)淬透性耐磨軸承

3、鋼技術(shù)條件A 534 耐磨軸承用滲碳鋼技術(shù)條件A 535 特種性能的滾珠和滾柱軸承鋼技術(shù)條件A 756 耐磨軸承用不銹鋼技術(shù)條件A 866 耐磨軸承用中碳鋼技術(shù)條件D 96 用離心法分離原油中水和沉淀物的試驗(yàn)方法E 3 制備金相試樣指南E 7 金相顯微鏡術(shù)語(yǔ)E 381 鋼棒，鋼坯，鋼錠和鍛件的宏觀試驗(yàn)法E 709 磁粉檢測(cè)指南E 768 自動(dòng)測(cè)定鋼中夾雜物的試樣的制備和評(píng)定操作規(guī)程E 1122 用自動(dòng)圖像分析法獲得JK夾雜物等級(jí)的操作規(guī)程E 1245 用自動(dòng)圖像分析法確定金屬中夾雜物或第二相含量的操作規(guī)程2.2 SAE標(biāo)準(zhǔn)：J421，磁粉法測(cè)定鋼的清潔度等級(jí)J422，鋼中夾雜物評(píng)定的推薦操作規(guī)

4、程2.3 航空材料技術(shù)條件2300，高級(jí)飛行性能鋼的清潔度：磁粉檢測(cè)程序2301，飛行性能鋼的清潔度：磁粉檢測(cè)程序2303，飛行性能鋼的清潔度：耐腐蝕馬氏體鋼磁粉檢測(cè)程序2304，特種飛行性能鋼的清潔度：磁粉檢測(cè)程序2.4 ISO標(biāo)準(zhǔn)：ISO 3763，鍛鋼非金屬夾雜物的宏觀評(píng)定法ISO 4967，鋼使用標(biāo)準(zhǔn)圖譜的非金屬夾雜物顯微評(píng)定方法2.5 ASTM附加標(biāo)準(zhǔn)：鋼中夾雜物評(píng)級(jí)圖-r和評(píng)級(jí)圖低碳鋼的4張顯微照片3  術(shù)語(yǔ)3.1  定義：  本標(biāo)準(zhǔn)中用到的定義，見ASTM E7 。  ASTM E7 中定義了夾雜物數(shù)量；由于這些試驗(yàn)方法中有些涉及到長(zhǎng)度的測(cè)

5、量，或?qū)㈤L(zhǎng)度或（和）數(shù)量數(shù)值化，因而用“夾雜物等級(jí)”一詞更好。3.2  本標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)術(shù)語(yǔ)定義：  縱橫比顯微鏡下的長(zhǎng)、寬比。 斷續(xù)條狀?yuàn)A雜物 3 個(gè)或 3 個(gè)以上的 B 型或C 型夾雜物排成一列，并且平行于熱加工軸,列與列之間相距不超過15 µm，一列內(nèi)任意兩個(gè)相鄰的夾雜物間距不小于 40 µm 。  夾雜物類型對(duì)硫、鋁、硅類的夾雜物的定義，見ASTM E7。球狀氧化物，有的試驗(yàn)方法中稱為游離的、相對(duì)不易變形的夾雜物，縱橫比不大于 5 ：1 。在其他的方法中，氧化物被劃分為可變形的和不可變形的兩類。  JK 夾雜物等級(jí)一種基于瑞士Je

6、rnkontoret 程序的、測(cè)定非金屬夾雜物的方法。方法A和D主要是JK評(píng)定法，方法E也使用了JK評(píng)級(jí)圖。  條狀?yuàn)A雜物一個(gè)在變形區(qū)被大大拉長(zhǎng)的夾雜物，或者3個(gè)或3個(gè)以上的B型或C型夾雜物排成一列，且平行于熱加工軸，列與列之間相距不超過15µm，一列內(nèi)任意兩個(gè)相鄰的夾雜物間距不小于 40µm 。  最差視場(chǎng)評(píng)定通過給試樣表面某處各類夾雜物最嚴(yán)重的視場(chǎng)賦值來評(píng)定試樣中各類夾雜物的方法。4  意義和使用4.1  這些試驗(yàn)方法包括4個(gè)宏觀、5個(gè)微觀試驗(yàn)方法，它們是用來描述鋼中夾雜物含量和試驗(yàn)結(jié)果的程序。4.2  夾雜物是以尺寸、

7、形狀、密集程度和分布狀態(tài)，而不是以化學(xué)成分為特征的。盡管化學(xué)成分尚未確定，顯微試驗(yàn)法已把夾雜物歸入幾種化學(xué)成分相似的某一類物質(zhì)（如把硫化物、氧化物和硅酸鹽最終歸為氧化物一類）。第 條描述了更容易分辨夾雜物的金相照相技術(shù)。用該技術(shù)檢測(cè)到的是分布于試樣表面的夾雜物。4.3  宏觀試驗(yàn)法相對(duì)顯微試驗(yàn)法來說，能測(cè)定更大面積的表面，而且由于其檢測(cè)是肉眼可見或低倍的，因而它們更適合于檢測(cè)大夾雜物，而不適于檢測(cè)長(zhǎng)度小于0.40mm 的夾雜物。但它不能分辨夾雜物的類型。4.4  顯微試驗(yàn)法用來表述某些夾雜物的特征，這些夾雜物因脫氧或在固體鋼中溶解度有限（成為析出夾雜物）而形成。這類夾雜物在

8、幾何外形上，如尺寸、形狀、密集度和分布，具有明顯的特點(diǎn)，而在化學(xué)成分上無(wú)特殊性。顯微試驗(yàn)法并非用來評(píng)估外來夾雜物（如熔渣或難熔物），也不是評(píng)估碳化物、碳氮化物、氮化物、硼化物或金屬間化合物的，盡管有時(shí)也用于后者。4.5 由于許多給定鋼中的夾雜物數(shù)量隨位置而異，鋼坯必須進(jìn)行統(tǒng)計(jì)抽樣，才能測(cè)確定其夾雜物含量。抽樣數(shù)必須與鋼坯尺寸和特性相符合。由于自動(dòng)圖像分析法能夠進(jìn)行更準(zhǔn)確的微觀評(píng)定，因而對(duì)夾雜物很少的材料，適用于自動(dòng)圖像分析法（見ASTM E1122）。4.6 宏觀和顯微試驗(yàn)法的結(jié)果可以作為材料外運(yùn)憑證，但不能作為接收或拒收材料的依據(jù)。這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)可見ASTM產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或用戶與廠方的協(xié)議

9、。4.7 這些試驗(yàn)方法計(jì)劃用于鍛造金屬件。由于沒有規(guī)定最低變形量，故這些試驗(yàn)方法不適用于鑄件和少量加工件。宏觀法5 宏觀試驗(yàn)法5.1 概述 微蝕試驗(yàn)該試驗(yàn)用來顯示夾雜物含量和分布，這些夾雜物通常分布于橫截面或與軋制、鍛造方向垂直的截面。一些實(shí)例也進(jìn)行了縱截面上的檢測(cè)。在需要檢測(cè)區(qū)域切取并加工一截面，用合適的腐蝕劑腐蝕。通常使用的腐蝕劑為鹽酸和水在7182 的混合溶液，正如本試驗(yàn)名稱所示，腐蝕后，用肉眼或低放大倍數(shù)即可看出被腐蝕表面的夾雜物。有關(guān)本試驗(yàn)的詳細(xì)內(nèi)容可見ASTM E381。對(duì)有疑義的結(jié)果應(yīng)通過顯微法或其他方法確認(rèn)。.1 用5.1.1的方法，硫化物表現(xiàn)為浸蝕麻點(diǎn)。.2 這種方法只能檢測(cè)

10、大塊氧化物。 斷口試驗(yàn)該方法用于確定厚度約為913 mm的硬化工件斷口上的夾雜物。本試驗(yàn)基本用于鋼的分析，因?yàn)殇摬庞锌赡苓_(dá)到約60HRC的硬度，而且其斷口的晶粒尺寸可達(dá)7級(jí)或更細(xì)。試樣外部不能有過量的導(dǎo)致斷裂的凹槽或劃痕。斷口最好在通過工件軸心的縱向上。用肉眼或放大約10倍即可檢測(cè)夾雜物的長(zhǎng)度和分布?；鼗鹕虬l(fā)蘭能夠有助于對(duì)斷續(xù)狀氧化物的判斷。ISO 3763為斷面夾雜物的評(píng)定提供了一種圖示法。實(shí)例表明，用這種方法可以測(cè)出長(zhǎng)度僅為0.40 mm的夾雜物。 臺(tái)階法該試驗(yàn)方法用來評(píng)定軋鋼或鍛鋼加工面上的夾雜物。按規(guī)定的在表面下的直徑加工試樣。在良好光照度下，肉眼或低放大倍率即可觀察到夾雜物。有時(shí)也

11、把試樣加工成更小的直徑，以便檢測(cè)原直徑試樣后做進(jìn)一步檢驗(yàn)。該試驗(yàn)一般用于檢測(cè)3 mm及其以上長(zhǎng)度的夾雜物。 磁粉法磁粉法是臺(tái)階法的一種變異。它是針對(duì)鐵磁材料，通過加工、磁化試樣來判定夾雜物的。斷續(xù)的僅有0.40 mm長(zhǎng)的夾雜物形成缺磁區(qū)，吸引磁粉，進(jìn)而顯現(xiàn)夾雜物。詳細(xì)內(nèi)容見第6章。5.2 優(yōu)點(diǎn)： 這些方法使試樣表面大泛圍的檢測(cè)變得很容易。多數(shù)情況下，人們更關(guān)心的是鋼中更大的夾雜物，它們呈不均勻分布，且間距較大，這為大面積檢測(cè)創(chuàng)造了更好的機(jī)會(huì)。 制備宏觀檢驗(yàn)用試樣較快，僅需要機(jī)加工和磨削即可。不需要高拋光的表面，宏觀法對(duì)評(píng)定大塊夾雜物具有足夠的靈敏度。5.3 缺點(diǎn)： 不能區(qū)分不同夾雜物的形態(tài)。

12、不適宜檢測(cè)小球狀?yuàn)A雜物或很小的被拉長(zhǎng)的鏈狀?yuàn)A雜物。 磁粉法會(huì)導(dǎo)致對(duì)顯微結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤判斷，如殘奧溝痕、樹枝狀晶或某合金中的碳化物。如果磁化電流很大，這種誤判很容易出現(xiàn)。6 磁粉法詳細(xì)程序6.1 試樣： 試樣應(yīng)按6.2制備，由圓形或方形截面的鋼錠、鋼坯或鋼棒上切取試樣的步驟推薦如下：.1 橫截面面積在230 cm2以上如圖1或圖2所示，切取1/4截面，用鍛造或（和）機(jī)加工的方法制成直徑為60150 mm的圓柱形試樣。還可以用另一種方法，即鍛或軋制成150 mm的方形或圓形截面，按6.1.1.2加工出1/4截面。.2橫截面面積在100230 cm2（包括100 cm2和230cm2）如圖1或圖2所示&

13、#160;，切取1/4截面，用鍛造或（和）機(jī)加工的方法制成最大直徑的圓柱試樣。.3 橫截面面積在100 cm2以下把試樣加工成圓柱體。另一種方法是制成3個(gè)直徑的臺(tái)階試樣，每一個(gè)直徑對(duì)應(yīng)的圓柱體長(zhǎng)度為75 mm。D為第一個(gè)臺(tái)階的直徑，其值低于標(biāo)準(zhǔn)允許的圓柱試樣尺寸；第二個(gè)臺(tái)階的直徑為3/4D；第三個(gè)臺(tái)階的直徑為1/2D。 試樣應(yīng)符合以下要求，除非6.1.1.16.1.1.3另有規(guī)定。.1 檢測(cè)表面長(zhǎng)度一般為125 mm，通常還需要25 mm的延伸量。.2 從坯料上切取試樣的最小值如下： 圓形或方形截面坯料尺寸，mm     試樣最小尺寸，mm12

14、.7                          0.7612.719(包含19)                    1.131925.4(包含25.4)

15、60;                 1.5225.438(包含38)                    1.89   3851(包含51)       

16、               2.285164(包含64)                      3.176489(包含89)          

17、            3.9689115(包含115)                    4.75115152(包含152)              &

18、#160;    6.35.3 切取的1/4截面應(yīng)大于圖1和圖2所示尺寸，以保證試樣表面包含坯料的中心。坯料中心在試樣表面上的位置應(yīng)貼以標(biāo)記。6.2 試樣制備： 試樣粗加工后，在稍高于臨界溫度的溫度下水淬或油淬，并根據(jù)化學(xué)成分進(jìn)行200650 的回火，使硬度達(dá)到約300HB。注意避免淬裂。熱處理會(huì)形成一個(gè)更為均勻的組織，其硬度足以使該組織保留一部分磁性，有助于試驗(yàn)后磁粉聚集。 熱處理后，磨削試樣（包括端部），或者進(jìn)行清理，以保證磁粉的良好吸附。磨削應(yīng)在與試樣長(zhǎng)度垂直的方向上進(jìn)行，并避免形成磨削裂紋?？v向劃痕可能足夠深，使磁粉聚集，以致夾雜物模糊不清。 磁化前，應(yīng)用

19、快干溶劑徹底清洗試樣，去除油脂和手指印。6.3 步驟： 沿試樣縱向反復(fù)通電1/51/2 s，電流強(qiáng)度應(yīng)為在試樣直徑上160470 A/cm。 正常情況下，用連續(xù)法濕法，即試樣在磁懸液中磁化。硬化鋼試樣（硬度不小于50 HRC）磁化后，可以采用剩磁法濕法。注意檢測(cè)完成前，不要破壞磁痕。有關(guān)磁粉檢驗(yàn)的各種濕法描述見ASTM E709。通常人們把磁粉浸泡于粘度約為40SUS的煤油或其他輕質(zhì)油中。每升油約含7.7 g非熒光磁粉。退磁時(shí)，非螢光磁粉磁懸液的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)為1.0%2.0%，并在符合ASTM標(biāo)準(zhǔn)的100 mL刻度的錐形分離管中放置3040 min。有關(guān)錐形分離管的描述見ASTM D96。 作為

20、油基系統(tǒng)的替代系統(tǒng)，可以用水基系統(tǒng)。使用水基系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)控制蒸發(fā)率。通過加水保持正常液面。6.4 試樣檢驗(yàn)： 檢驗(yàn)應(yīng)在良好光照下進(jìn)行，最好是標(biāo)準(zhǔn)的白色熒光燈。為獲得最好的散射效果，應(yīng)使燈的縱軸垂直于試樣縱軸。這樣可以清楚地看到大夾雜物，小一點(diǎn)的夾雜物也可以看到。如果要檢測(cè)0.8 mm或更小的夾雜物，可借助于手工放大鏡。至于是由夾雜物產(chǎn)生的磁痕，還是由其他原因，如裂紋、金屬纖維（流線）、碳化物等產(chǎn)生的磁痕，有經(jīng)驗(yàn)的操作人員能夠進(jìn)行區(qū)分。記錄試樣表面的磁痕尺寸。 夾雜物產(chǎn)生的磁痕可以用照相、繪制或轉(zhuǎn)入接收器介質(zhì)的方式記錄下來。例如，用氣溶膠或其他方法制成塑料涂層材料溶液，尤其是可以充分利用制備好的吸

21、收紙如染印接受紙或清理膠片（clean out film）。將它們制成各種尺寸，或從攝影棚得到。固定在卡片上的普通透明膠帶也能吸起試樣上的磁粉。轉(zhuǎn)移法速度快，能夠準(zhǔn)確地提供低倍率下的檢測(cè)結(jié)果，且比檢測(cè)曲面用的照相法來得更準(zhǔn)確。另外，轉(zhuǎn)移法還能保留磁痕在試樣上的位置，而試樣是與坯料原表面及其中心線有關(guān)的。6.5 結(jié)果表示： 磁粉試驗(yàn)結(jié)果一般由頻率和嚴(yán)重級(jí)別數(shù)表示。 頻率是指給定區(qū)域內(nèi)磁痕的總數(shù)。一般此區(qū)域面積為258 cm2。也可由檢測(cè)表面單位面積內(nèi)的磁痕數(shù)表示。用頻率和嚴(yán)重級(jí)別表示每平方英寸內(nèi)夾雜物的方法已被汽車工程師協(xié)會(huì)以SAE J41標(biāo)準(zhǔn)所采納。參見AMS 2300，AMS 2301，AM

22、S 2303和AMS2304。 嚴(yán)重級(jí)別數(shù)是根據(jù)AMS 2300，2301, 2303和2304中所列的磁痕寬度來表示的。該值如下：磁痕長(zhǎng)度，mm（AMS 2300，2304）           嚴(yán)重級(jí)別寬度因數(shù)0.40.8（不含0.8）                      20.

23、81.6（不含1.6）                      41.63.2（不含3.2）                      16 3.2 

24、0;                                 256 磁痕長(zhǎng)度，mm（AMS 2301，2303）           嚴(yán)重級(jí)別寬度因數(shù)1.63.

25、2（包含3.2）                      0.53.26.4（包含6.4）                      16.412.8（包含12.8） 

26、                   212.819（包含19）                       41925.4（包含25.4）     

27、                825.438.10（包含38.10）                 16.1 嚴(yán)重級(jí)別數(shù)是按給定長(zhǎng)度的磁痕數(shù)乘以寬度因數(shù)，并將乘積相加得到的。嚴(yán)重級(jí)別數(shù)由給定區(qū)域的磁痕寬度表示，也可以由檢測(cè)表面每單位面積的磁痕寬度表示（見AMS 2300，2301，23

28、03，2304）。 一個(gè)熔煉爐次的所有試樣的平均頻率和嚴(yán)重級(jí)別數(shù)可用來表示該爐次磁粉檢測(cè)的結(jié)果。 一個(gè)熔煉爐次的頻率和嚴(yán)重級(jí)別數(shù)可以方便地與另一爐次的值相比較。但要注意比較的是相近尺寸的鋼坯或鋼棒的測(cè)試結(jié)果。 如果采用臺(tái)階試驗(yàn)，其結(jié)果應(yīng)與各自直徑有關(guān)。 磁粉檢測(cè)結(jié)果也可以用某一規(guī)定區(qū)域內(nèi)磁痕的總長(zhǎng)度表示。在上面提到的AMS標(biāo)準(zhǔn)中，用每平方英寸內(nèi)的磁痕的長(zhǎng)度表示。顯微法7 綜述7.1 顯微法用于測(cè)定拋光試樣表面上夾雜物的尺寸、分布、數(shù)量和類型。通過光學(xué)顯微鏡對(duì)試樣的檢測(cè)，用幾張有代表性的金相照片報(bào)告觀察到的夾雜物類型。這種方法沒有統(tǒng)一的報(bào)告格式。因而產(chǎn)生了標(biāo)準(zhǔn)引用圖的情況，這些圖描述了一組典型夾

29、雜物的特征，將試樣的顯微視場(chǎng)直接與這組圖作比較即可得到檢測(cè)結(jié)果。7.2 這里引用的各種圖都出自于JK評(píng)級(jí)圖和SAE J422中的SAE評(píng)級(jí)圖。本標(biāo)準(zhǔn)就是用這些圖來作準(zhǔn)確對(duì)比的。其中方法A（最差視場(chǎng)法）、方法D（低夾雜物含量法）和方法E（SAM評(píng)定法）用JK評(píng)級(jí)圖，而方法C（氧化物和硅酸鹽法）用SAE評(píng)級(jí)圖。ISO 4967用的也是JK評(píng)級(jí)圖。7.3 由于一張圖不能全面反映出各種夾雜物的類型和形式，因而使用任何一張圖在檢測(cè)最普通類型的夾雜物時(shí)都會(huì)受到限制。故要注意這樣的檢測(cè)并不是純粹地研究夾雜物的金相照片。7.4 除了比較（或評(píng)級(jí)圖）法A、C和D外，還有一種方法B。方法B（長(zhǎng)度法）是根據(jù)夾雜物的

30、長(zhǎng)度來檢測(cè)的。無(wú)論夾雜物為何種類型，只要其長(zhǎng)度不小于0.127 mm就可以進(jìn)行評(píng)定。用這種方法能得到夾雜物的最大長(zhǎng)度和平均長(zhǎng)度。此外，金相照片可以用來評(píng)定短得無(wú)法測(cè)量的背景夾雜物。7.5 顯微評(píng)定法的優(yōu)點(diǎn)： 可以評(píng)定夾雜物的尺寸、類型和數(shù)量。 可以評(píng)定極小的夾雜物。7.6 顯微評(píng)定法的缺點(diǎn)是評(píng)估視場(chǎng)很小（0.50 mm2）。這樣試樣尺寸較小，只能用有限數(shù)量的視場(chǎng)來評(píng)定大試樣。如果夾雜物分布不均勻，則由顯微評(píng)定法得到的大截面鋼坯上夾雜物的分析結(jié)果就具有偶然性。鋼的最終使用決定了顯微評(píng)定結(jié)果的重要性。應(yīng)具有整理評(píng)定結(jié)果的經(jīng)驗(yàn)，以便于在某些應(yīng)用中不夸大夾雜物的重要性。7.7 在評(píng)定夾雜物時(shí)，無(wú)論采用

31、什么方法，很重要的一點(diǎn)是評(píng)定結(jié)果僅出自于被檢試樣區(qū)。由于實(shí)際的原因，這種試樣與其所代表的鋼的總數(shù)相比是很少的。為獲得夾雜物的評(píng)定數(shù)據(jù)，進(jìn)行足夠數(shù)量的抽樣與選擇正確的試驗(yàn)方法同樣是很重要的。7.8 對(duì)夾雜物來說，不僅在不同熔煉爐次的鋼中不同，就是同一熔煉爐次、甚至是同一鋼坯的不同部位也不同。需要測(cè)定夾雜物含量的單位批量的鋼應(yīng)不超過1個(gè)熔煉爐次，這是基本常識(shí)。選取足夠數(shù)量的試樣以充分代表各種情況。應(yīng)該把正確的抽樣程序列入產(chǎn)品的技術(shù)要求或技術(shù)條件中。對(duì)半成品而言，應(yīng)在充分切除廢料之后切取試樣。如果在完成全部檢測(cè)后，還無(wú)法確認(rèn)對(duì)同一熔煉爐的不同鋼坯和鋼坯不同部位的檢測(cè)，則對(duì)相當(dāng)重量的鋼來說應(yīng)進(jìn)行大量試

32、樣的隨機(jī)抽樣。一個(gè)鋼坯的夾雜物評(píng)定結(jié)果即使很精確，也不能代表一個(gè)熔煉爐次的結(jié)果。7.9 被測(cè)鍛鋼制品的尺寸和形狀對(duì)夾雜物的尺寸和形態(tài)影響很大。在鑄造毛坯的軋制和鍛造過程中，夾雜物隨毛坯橫截面的擠壓而延伸和打碎。因此，在報(bào)告夾雜物評(píng)定結(jié)果時(shí)，必須說明用于取樣的鋼坯尺寸、形狀及制造方法。在比較不同鋼中夾雜物時(shí)，鋼坯應(yīng)盡可能軋制或鍛造成同一尺寸和形狀。試樣應(yīng)沿縱向或平行于軋制或鍛造方向切取。7.10 為了更容易地獲得可比較的結(jié)果，可以很方便地從更大的鋼坯中鍛造試樣。然后，用與軋制截面上抽樣同樣的方法在鍛造截面上抽樣。注意，應(yīng)從鍛造坯料上節(jié)取足夠長(zhǎng)的試樣，否則會(huì)有切斜端試樣混入的危險(xiǎn)。這種形狀改變的材

33、料將產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤的評(píng)定結(jié)果。鋸掉鍛料的端頭，從中間取樣有助于避免這種情況的發(fā)生。7.11 這些方法中有幾種方法都是對(duì)制備好的試樣表面的規(guī)定區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，而且所有重要夾雜物都應(yīng)記錄，并在結(jié)果中表示出來。因此，對(duì)每一個(gè)試樣的檢測(cè)結(jié)果比金相照片或評(píng)級(jí)圖能更準(zhǔn)確地代表其所含夾雜物。最差視場(chǎng)法的缺點(diǎn)無(wú)法獲得這樣的夾雜物評(píng)估分布。7.12 為了比較不同熔煉爐次和同一爐次不同部位鋼的夾雜物，其評(píng)定結(jié)果應(yīng)表示為一個(gè)熔煉爐次不同試樣的夾雜物的平均值。評(píng)定夾雜物長(zhǎng)度時(shí)，最簡(jiǎn)單方法就是把每一被檢區(qū)內(nèi)的夾雜物長(zhǎng)度相加。然而，最好是不僅得到總長(zhǎng)度，還要根據(jù)各自的長(zhǎng)度加權(quán)計(jì)算夾雜物。也可以表示為最大夾雜物長(zhǎng)度和夾雜物總數(shù)

34、。 8 抽樣8.1 為了對(duì)一批材料中夾雜物種類進(jìn)行正確的評(píng)定，應(yīng)盡可能選擇具有代表性的試樣，至少應(yīng)檢測(cè) 6 個(gè)位置的試樣。這里所指的一批材料，是指同時(shí)加工和具有相近加工參數(shù)的一批材料。同一批材料只能出自一個(gè)熔煉爐次。例如，同一熔煉爐次的一批材料，取樣點(diǎn)宜選在澆注開始、中間和結(jié)束的可用鋼坯上。對(duì)連鑄或底注工藝，也應(yīng)對(duì)每爐做出類似的抽樣計(jì)劃。8.2  對(duì)某一爐次、鋼坯或另一批材料，在其取樣位置不明確的情況下，應(yīng)進(jìn)行更大量的隨機(jī)抽樣。8.3  評(píng)定結(jié)果是隨鋼坯擠壓量的變化而變化的。對(duì)材料驗(yàn)收或比較不同爐次的夾雜物而言，應(yīng)注意在材料加工的適當(dāng)階段取樣。9 試樣的幾何形狀9

35、.1  用顯微法測(cè)定夾雜物時(shí)，建議取160mm2的試樣拋光表面。該拋光表面應(yīng)平行于產(chǎn)品的縱軸。另外，扁鋼的取樣截面也應(yīng)垂直于軋制平面；對(duì)圓形或管類產(chǎn)品，截面應(yīng)在徑向方向選取。9.2 厚截面產(chǎn)品（截面厚度大于9.5 mm的產(chǎn)品，如鍛件，鋼坯，鋼棒，平板，鋼板和管材）  對(duì)寬大的產(chǎn)品，通常選取1/4寬度處的截面。  對(duì)圓形截面產(chǎn)品，圖3顯示了在一個(gè)直徑為38mm 的截面上切取試樣的方法。從產(chǎn)品上取一厚度為 9.5 mm的圓盤。從該圓盤上切下1/4，如圖3所示，其陰影部分為拋光面。這樣試樣沿產(chǎn)品長(zhǎng)度從外到內(nèi)為9.5mm 。  大截面產(chǎn)品，每個(gè)試樣應(yīng)取自半徑中點(diǎn)

36、處，見圖4 中陰影部分。試樣拋光面在產(chǎn)品縱向上的長(zhǎng)度為 9.5 mm，在垂直于徑向面的方向長(zhǎng)度為19 mm，距產(chǎn)品中心和邊緣等距離。這種等距離取樣可減少拋光和檢測(cè)的試樣數(shù)量。供檢測(cè)用的其他區(qū)域，如中心和表面，也應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，并在結(jié)果中說明。能從50100 mm的圓或方形鋼坯或棒料上取樣最好，也可以使用更大或更小的尺寸，但應(yīng)在結(jié)果中說明。9.3 薄截面產(chǎn)品（截面厚度不大于9.5 mm，如鋼帶，鋼板，棒料，線材和管材）按下列規(guī)定切取縱截面試樣。 橫截面厚度為 0.959.5 mm，應(yīng)從同一抽樣坯上制取足夠數(shù)量的試片制成一個(gè)約 160 mm2的拋光試樣表面。（如：厚1.27 mm的板，沿板的寬度方向均

37、勻地選取 7 到 8 個(gè)縱向試片做成一個(gè)試樣）。 橫截面厚度小于 0.95 mm，從每個(gè)抽樣位置取10 個(gè)縱向試片制成一個(gè)適當(dāng)?shù)膾伖庠嚇颖砻?。（根?jù)材料厚度和試片長(zhǎng)度的不同，試樣的拋光面積可以小于160mm2。由于鑲鉗 10 個(gè)以上的試片存在的實(shí)際困難，可考慮減小試樣面積）。注意用比較法A， C ， D 和 E 時(shí)，試樣橫截面的厚度應(yīng)不小于規(guī)定的最小值。因此，方法A，D 和 E用試樣的最小厚度為 0.71 mm，方法C 為 0.79 mm。更薄的截面應(yīng)用其他評(píng)定方法。10 試樣的制備10.1 試樣應(yīng)是拋光的、顯微鏡下平整的，以便清晰地顯示夾雜物的尺寸和形態(tài)。為獲得令人滿意的評(píng)定結(jié)果，試樣的拋光

38、面不應(yīng)有人為的凹坑、雜質(zhì)（如拋光粉）和擦傷。試樣拋光時(shí)，夾雜物上不能形成凹坑、變形或模糊不清。試樣拋光后應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，不應(yīng)留有任何以前腐蝕（如果曾有過的話）過的痕跡。建議將ASTM E3 和ASTM E768 中的程序列于其后。10.2 如果試樣無(wú)法滿足 10.1 中敘述的拋光條件，則試樣拋光前應(yīng)進(jìn)行熱處理，使之達(dá)到所能達(dá)到的最大硬度。要采取必要措施消除熱處理造成的影響，如氧化皮，脫碳等。這部分內(nèi)容供可熱處理的碳鋼、低合金和不銹鋼參考。11 準(zhǔn)確度和偏差11.1 不同試驗(yàn)室所做的 JK 評(píng)估研究表明，在對(duì)夾雜物的確認(rèn)上常存在一個(gè)問題，主要是如何區(qū)分A類（硫化物）和C 類（硅酸鹽）可變形氧化物。這

39、樣，JK 評(píng)估的準(zhǔn)確度受到嚴(yán)重影響。方法A，C，D的準(zhǔn)確度受夾雜物含量的影響。隨著夾雜物含量的增加，這種評(píng)估的準(zhǔn)確度下降。11.2 按評(píng)級(jí)圖I-r，嚴(yán)重級(jí)別等級(jí)評(píng)定到0.5 的鋼，用最差視場(chǎng)法評(píng)定通常在嚴(yán)重級(jí)別數(shù)±1的區(qū)間內(nèi)是準(zhǔn)確的，對(duì)低含量夾雜物的鋼來說，也可能嚴(yán)重級(jí)別數(shù)在±0.5內(nèi)才是準(zhǔn)確的?？偟膩碚f，對(duì)B和D型夾雜物的評(píng)定準(zhǔn)確度比A和C 型的高。而且，不論夾雜物為何種類型，厚度小的總比厚度大的準(zhǔn)確。11.3 按評(píng)級(jí)圖I-r，嚴(yán)重級(jí)別數(shù)必須評(píng)定為整數(shù)的鋼，其最高別級(jí)數(shù)只能達(dá)到±2 ，準(zhǔn)確度通常較差。在考慮A、C 型夾雜物與 B、D 型夾雜物，厚度小的與厚度大的

40、夾雜物的評(píng)定準(zhǔn)確度時(shí)，具有與上述相同的趨勢(shì)。如果夾雜物被誤判，則誤差就更大了。用方法D測(cè)得的夾雜物視場(chǎng)數(shù)的準(zhǔn)確度不如用最差視場(chǎng)法的。一個(gè)好的、準(zhǔn)確的評(píng)估方法需要進(jìn)行大量的嘗試。11.4  S型夾雜物（可變形氧化物）的誤判會(huì)嚴(yán)重影響方法C的準(zhǔn)確性。除此之外，低夾雜物含量的鋼的嚴(yán)重級(jí)別數(shù)相差不超過±1個(gè)單位，高含量的鋼不超過±2個(gè)單位。評(píng)級(jí)圖所示的方法C僅用于檢測(cè)氧化物，不能檢測(cè)硫化物。11.5 用評(píng)級(jí)圖I-r評(píng)定的準(zhǔn)確度通常符合圖表嚴(yán)重級(jí)別數(shù)增量（the chart severity increments），但在某些情況下略為偏高。夾雜物含量極低的鋼，其嚴(yán)重級(jí)別數(shù)可

41、能在最小值（1/2）以下，此時(shí)用自動(dòng)圖像分析法（如ASTM E1122和E1245所述）更好。注意顯微法A和D規(guī)定了夾雜物的最小可測(cè)尺寸；這樣，視場(chǎng)內(nèi)或試樣中可能含有可辨認(rèn)、但無(wú)法評(píng)定的夾雜物，因?yàn)樗鼈冃∮谝粋€(gè)非零的最小值。12     方法A（最差視場(chǎng)法）12.1 簡(jiǎn)介這個(gè)試驗(yàn)要求在放大100倍的情況下觀察160 mm2的試樣拋光區(qū)。這一視場(chǎng)相當(dāng)于一個(gè)邊長(zhǎng)為0.71 mm、面積為0.5 mm2的正方形試樣表面（見圖5）。將每個(gè)0.5 mm2的視場(chǎng)與評(píng)級(jí)圖I-r作比較，對(duì)A、B、C、D類夾雜物，按細(xì)系和粗系，找出最高的嚴(yán)重級(jí)別數(shù)的視場(chǎng)。每一個(gè)被檢試樣都應(yīng)

42、該報(bào)告這些最差視場(chǎng)的嚴(yán)重級(jí)別數(shù)。12.2 程序： 可在兩種獲取0.5 mm2正方形視場(chǎng)的方法中任選一種。一種是將放大100倍的夾雜物顯微圖像投影到可視屏幕上，該可視屏幕上有一邊長(zhǎng)為71.0 mm正方形標(biāo)識(shí)區(qū)。另一方法是在顯微鏡上劃出該正方形區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)直接觀察視場(chǎng)（見圖5）。 首先，用不可擦除的標(biāo)識(shí)器或硬質(zhì)合金劃線器在試樣表面劃出檢測(cè)區(qū)。把試樣放在顯微鏡載物臺(tái)上，開始對(duì)檢測(cè)區(qū)內(nèi)每個(gè)視場(chǎng)的檢測(cè)。把視場(chǎng)與評(píng)級(jí)圖-r加以比較，對(duì)每類夾雜物（A、B、C、D型），按細(xì)系和粗系記錄與最差視場(chǎng)相符合的評(píng)級(jí)圖-r的級(jí)別數(shù)為03的整數(shù)。（級(jí)別數(shù)大于3.0時(shí)，見表1）。這里重要的一點(diǎn)是如果某區(qū)域的級(jí)

43、別數(shù)居于兩個(gè)級(jí)別數(shù)之間，此時(shí)其值應(yīng)四舍五入到小的級(jí)別數(shù)。例如，使用評(píng)級(jí)圖-r時(shí)，某個(gè)區(qū)域幾乎不含夾雜物，或者夾雜物長(zhǎng)度小于級(jí)別數(shù)1，則記為0。表1  方法A、D和E的最小級(jí)別數(shù)A,B級(jí)別數(shù)放大100倍的視場(chǎng)中夾雜物的總長(zhǎng)度，最小值mm視場(chǎng)中夾雜物數(shù)量，最小值A(chǔ)型B型C型D型C1/23.71.71.81112.77.77.641½26.199243.634.332.0162½64.955.551.025389.882.274.6363½118.1114.7102.9494149.8153.0135.9644½189.8197.3173.78152

44、23.0247.6216.3100A表中的長(zhǎng)度值適用于自動(dòng)評(píng)定法，尤其是在最小級(jí)別數(shù)為1/2時(shí)，手工檢測(cè)準(zhǔn)確度很低。D型夾雜物數(shù)量也作了修改，數(shù)量大的修改也大，因?yàn)檫@些數(shù)已經(jīng)超出了材料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。BVanderVoort,G.F,和Wilson,R.K.,“非金屬夾雜物和ASTM委員會(huì)E-4，”標(biāo)準(zhǔn)化新聞，第19卷，1991年5月，第2837頁(yè)。CD型夾雜物的最大縱橫比為5:1。 移動(dòng)載物臺(tái)，觀察相鄰區(qū)域，并重復(fù)比較程序。繼續(xù)此過程，直到試樣拋光區(qū)均被掃描。典型的掃描路線見圖6。 確定夾雜物級(jí)別數(shù)用的最小長(zhǎng)度（對(duì)D型夾雜物為最少個(gè)數(shù)）打印在評(píng)級(jí)圖-r和列于表1中。劃分細(xì)系和粗系的夾雜物寬度參數(shù)列于表2。夾雜物沿長(zhǎng)度方向由細(xì)變粗時(shí)，夾雜物應(yīng)歸為最能代表其粗細(xì)的一類。就是說，夾雜物有一大半長(zhǎng)度