(高清版)GBT 40304-2021 鋼中非金屬夾雜物含量的測定 鋼坯全截面法

ICS77.040.99GB/T40304—2021鋼中非金屬夾雜物含量的測定國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T40304—2021本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC183)歸口。陽鐳目科技有限責(zé)任公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院。本文件主要起草人：王洪亮、鞠新華、蓋秀穎、黃港明、欒燕、黃福祥、劉劍輝、趙和明、周立富、ⅡGB/T40304—2021GB/T10561《鋼中非金屬夾雜物含量的測定標(biāo)準(zhǔn)評級圖顯微檢驗法》是評定壓縮比大于或等于3的軋制或鍛制鋼材中的非金屬夾雜物的顯微評定方法，檢測通常采用小試樣，其檢測結(jié)果受檢測面積隨機(jī)性和局限性的影響很大。隨著科技的進(jìn)步，在潔凈鋼、超潔凈鋼的生產(chǎn)實踐中，人們對鋼中非金屬夾雜物尺寸控制的要求越來越小，可容忍的超尺寸非金屬夾雜物數(shù)量也越來越少。同時，與常規(guī)在軋制過增加檢測面積以減少檢測結(jié)果的隨機(jī)性，進(jìn)而提高單顆粒、大尺寸夾雜物的檢出率；另一方面利用在鋼坯上直接得到的檢測結(jié)果，可用于快速評估冶煉工藝，提前評估軋材非金屬夾雜物含量水平并提前預(yù)設(shè)鋼坯使用范圍和軋制工藝。本文件適用于鑄態(tài)下鋼中非金屬夾雜物含量的檢測。檢測試樣采取未經(jīng)軋制、變形或其他處理的鋼坯，是通過對鋼坯橫向全截面上的非金屬夾雜物含量進(jìn)行檢測，獲取鋼中非金屬夾雜物在鋼坯橫截面上的數(shù)量、大小及分布，其檢測結(jié)果可用于預(yù)評估鋼材中非金屬夾雜物含量與分布的水平，也可用于在冶煉過程中評估鋼中非金屬夾雜物的控制水平。該方法不僅全面改善了由小試樣帶來的隨機(jī)性和局限性，同時可以最大限度檢測出鋼坯橫截面上數(shù)量極少的超尺寸夾雜物。本文件的檢測方法也適用于其他需要做大尺寸全截面非金屬夾雜物含量的檢測，例如：經(jīng)過變形或由于鋼的用途不同，其對鋼坯中非金屬夾雜物含量與分布水平的要求也不同，且目前產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中也沒有相關(guān)規(guī)定?；谶@一特點，本文件只規(guī)定了鋼坯非金屬夾雜物全截面檢測方法，未涉及檢測結(jié)果的評級。當(dāng)對鋼坯非金屬夾雜物有具體要求時，可依據(jù)本文件中的檢測指標(biāo)或其他特定指標(biāo)，在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議中規(guī)定。檢測過程中鋼坯中的物理缺陷(如氣泡、縮孔、裂紋等)和非金屬夾雜物會同時作為疑似缺陷特征點出現(xiàn)在采集像中，這就需要檢測人員正確識別和區(qū)分這兩種缺陷。其中的物理缺陷也是煉鋼工程師高度關(guān)注的缺陷，當(dāng)物理缺陷和非金屬夾雜物特征點不容易被區(qū)分時，可以請煉鋼工程師協(xié)助甄別確認(rèn)。缺少足夠甄別經(jīng)驗時慎重使用本方法。1GB/T40304—2021鋼中非金屬夾雜物含量的測定鋼坯全截面法下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文GB/T226鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法GB/T4236鋼的硫印檢驗方法下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1平行加工方向粗糙度Ra小于0.02μm、垂直加工方向粗糙度Ra小于0.05μm的鋼坯全截面注1:鏡面試樣寬度對應(yīng)于鋼坯寬度，鏡面試樣注2:平行加工方向?qū)?yīng)于試樣寬度，垂直加工方向?qū)?yīng)于鏡面試樣厚度。3.23.33.4對采集像中疑似缺陷特征點灰度值做取反處理后的像。2GB/T40304—2021缺陷特征點會產(chǎn)生漫反射，當(dāng)數(shù)碼成像系統(tǒng)在鏡面上做線掃描時，可以采集到所有疑似缺陷特征點，形成采集像。計算機(jī)記錄每個疑似缺陷特征點的坐標(biāo)和尺寸，通過顯微分析確認(rèn)非金屬夾雜物，從而得到非金屬夾雜物在鋼坯全截面上的數(shù)量、尺寸、位置及分布等特征。疑似缺陷特征點采集原理示意圖見圖1。圖1疑似缺陷特征點采集原理示意圖5試樣制備樣坯的切取按GB/T226、GB/T4236的規(guī)定執(zhí)行。連鑄坯樣坯應(yīng)在內(nèi)弧或外弧一側(cè)做明顯的標(biāo)5.2試樣加工5.3鏡面試樣保存鏡面試樣應(yīng)保存在干燥、清潔的空間內(nèi)，環(huán)境濕度應(yīng)小于60%,防止試樣檢測面變暗、污染、生銹，以免影響檢測結(jié)果。6檢測設(shè)備成像系統(tǒng)對鏡面試樣檢測面應(yīng)一次采集成像。采集像應(yīng)無畸變，分辨率不大于30μm。3GB/T40304—20216.2成像分析系統(tǒng)成像分析系統(tǒng)應(yīng)能對采集像中的疑似缺陷特征點進(jìn)行統(tǒng)計分析，宜具有以下功能：a)自動完成采集像中所有疑似缺陷特征點的坐標(biāo)記錄，數(shù)量計數(shù)和尺寸測量；b)給出鏡面試樣檢測面上疑似缺陷特征點的分布圖；c)建立檢測結(jié)果數(shù)據(jù)庫及遠(yuǎn)程在線分析系統(tǒng)。6.3顯微分析系統(tǒng)顯微分析系統(tǒng)應(yīng)配置移動式金相顯微鏡對疑似缺陷特征點進(jìn)行顯微檢測分析，宜具有以下功能：a)在鏡面試樣表面上進(jìn)行二維移動和Z方向微距移動聚焦功能；b)對多個疑似缺陷特征點完成自動定位、聚焦和拍照功能；c)多倍率觀察功能，最大放大倍率不小于100X;7檢測方法7.1.1檢測前將鏡面試樣檢測面向上對準(zhǔn)檢測設(shè)備中的成像系統(tǒng)，調(diào)整鏡面試樣檢測面至水平并在鏡面試樣上建立坐標(biāo)系。7.1.2矩形坯、方坯坐標(biāo)系以鏡面試樣寬度方向為X軸，厚度方向為Y軸(見圖2a)]。7.1.3圓坯坐標(biāo)系以鏡面試樣圓心為原點，以相互垂直的兩個直徑為坐標(biāo)軸，其中X軸與圓坯邊緣的交點可以是圓坯連鑄外弧或內(nèi)弧的切點(見圖2b)]。7.1.4試樣上的坐標(biāo)標(biāo)識應(yīng)清晰、完整，保證在鏡面試樣離開檢測設(shè)備后，仍能依據(jù)坐標(biāo)標(biāo)識建立坐標(biāo)系并確認(rèn)疑似缺陷特征點的坐標(biāo)。圖2鋼坯坐標(biāo)系示意圖7.2疑似缺陷特征點采集成像啟動成像系統(tǒng)，調(diào)整焦距使鏡面試樣檢測面上疑似缺陷特征點圖像清晰，完成鏡面試樣全檢測面疑4GB/T40304—2021似缺陷特征點掃描，得到與鏡面試樣檢測面尺寸相同的疑似缺陷特征點采集像。7.3采集像處理根據(jù)用戶需求確定檢測夾雜物的最小尺寸，把采集像中長軸尺寸小于最小尺寸的疑似缺陷特征點刪除，同時把采集像做取反處理得到疑似缺陷特征點的分析像。7.4疑似缺陷特征點顯微分析用顯微分析系統(tǒng)，對分析像中的疑似缺陷特征點進(jìn)行顯微分析，保留非金屬夾雜物特征點的圖像、坐標(biāo)及尺寸，形成非金屬夾雜物分析像。7.5建立非金屬夾雜物數(shù)據(jù)庫保存非金屬夾雜物分析像，建立非金屬夾雜物數(shù)據(jù)庫，輸出非金屬夾雜物匯總表，匯總表應(yīng)包含非7.6檢測實例船板連鑄坯全截面非金屬夾雜物含量檢測實例見附錄A。8檢測報告檢測報告應(yīng)包含但不限于下列內(nèi)容：a)本文件編號；b)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或合同編號；f)非金屬夾雜物匯總表；g)非金屬夾雜物分布圖；h)報告編號及日期。5GB/T40304—2021(資料性)A.1取樣A.2試樣加工A.2.2加工精度：平行于加工方向Ra=0.011pm,見圖A.2;垂直于加工方向Ra=0.023μm,見圖A.3。圖A.2鏡面試樣平行于加工方向粗糙度Ra=0.011μm圖A.3鏡面試樣垂直于加工方向粗糙度Ra=0.023μm6GB/T40304—2021A.3檢測A.3.1建立坐標(biāo)系將鏡面試樣送入檢測設(shè)備(見圖A.4)內(nèi)，設(shè)備自動調(diào)整試樣水平，選取試樣鏡面的左下角為坐標(biāo)原圖A.4大型金屬表面缺陷綜合檢測儀X——試樣坐標(biāo)系X軸標(biāo)識；Y——試樣坐標(biāo)系Y軸標(biāo)識；O——試樣坐標(biāo)系原點O標(biāo)識。圖A.5鋼坯鏡面試樣檢測面坐標(biāo)系示意圖A.3.2采集成像建立好坐標(biāo)系后，啟動檢測設(shè)備成像系統(tǒng)。成像系統(tǒng)沿試樣X方向移動，自動完成試樣全截面上圖A.6試樣全截面疑似缺陷特征點采集像輸入夾雜物最小尺寸50μm,把采集像中長軸尺寸<50μm的疑似缺陷特征點刪除，留下尺寸≥50μm的疑似缺陷特征點并取反處理，形成分析像，見圖A.7。A.3.4顯微分析78GB/T40304—2021圖A.8顯微鏡下的夾雜物圖A.9顯微鏡下的橢圓形氣泡A.4檢測報告表A.1鋼坯非金屬夾雜物檢測報告檢測人員：張三報告編號：JZ190906檢測人員：張三樣品名稱船板牌號DH36規(guī)格/mm230X2100試樣尺寸/mm230X2100爐號24780263批號24780263-3檢測面積/mm248300設(shè)備編號WL0023報告日