低倍組織檢驗(yàn).ppt

1、董夢(mèng)賢、鋼的低倍檢驗(yàn)概述，低倍檢驗(yàn)的現(xiàn)狀在產(chǎn)品驗(yàn)收、新產(chǎn)品試制、工藝調(diào)整和控制中起著非常重要的作用。低倍放大試驗(yàn)是金相檢驗(yàn)的一部分，低倍放大與高倍放大相對(duì)應(yīng)。低功率測(cè)試包括酸蝕刻低功率、塔狀發(fā)際線、S印刷、P印刷、流線等方法。驗(yàn)收項(xiàng)目：1。圓鋼(優(yōu)質(zhì)、優(yōu)質(zhì)、優(yōu)質(zhì))1)優(yōu)質(zhì)鋼：斷面酸浸宏觀組織合格：一般疏松、中心疏松、鑄錠偏析，宏觀缺陷一般不要求肉眼可見的縮孔、氣泡、裂紋、夾雜物、剝落和白斑等。2)連接鋼：斷面酸浸宏觀組織合格：一般氣孔、中心氣孔、鑄錠偏析、一般點(diǎn)偏析、邊緣點(diǎn)偏析，而宏觀缺陷一般要求無(wú)可見縮孔、氣泡、裂紋、夾雜物、剝落、白斑、晶間裂紋等。3)軸承鋼：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)有自己的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，斷面

2、酸浸宏觀組織合格：一般疏松、中心疏松、鑄錠偏析、一般點(diǎn)偏析和邊緣點(diǎn)偏析，宏觀缺陷一般不要求有明顯的縮孔、皮下氣泡、裂紋、夾雜物、白點(diǎn)、過燒等。2.圓坯和方坯1)管截面酸浸宏觀結(jié)構(gòu)試樣中心疏松。水晶組織。2)根據(jù)YB/T153-1999，優(yōu)質(zhì)鋼和組合鋼的評(píng)價(jià)項(xiàng)目為：中心疏松、中心偏析、縮孔、內(nèi)部裂紋(角部裂紋、皮下裂紋、中間裂紋、中心裂紋)、皮下氣泡、非金屬夾雜物、白亮帶、夾渣、夾雜物、表皮翻轉(zhuǎn)等。高質(zhì)量非合金鋼、特殊質(zhì)量非合金鋼和合金鋼連鑄坯的顯微組織應(yīng)按Y B/T1 5 3進(jìn)行評(píng)定，合格等級(jí)由供方和供方協(xié)商確定。如果供應(yīng)商能保證低功率合格，普鋼和高強(qiáng)度鋼的鋼坯可根據(jù)YB/T153-1999不

3、經(jīng)檢驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估。GB/T2261991鋼的宏觀組織和缺陷酸浸檢驗(yàn)方法、取樣位置和取樣數(shù)量：根據(jù)相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)截取樣品數(shù)量，從取樣位置最嚴(yán)重的缺陷處取樣。鋼：GB/T699-1999:不同的鋼坯或相當(dāng)于鋼錠頭部的鋼。GB/T3077-1999:不同的鋼坯或相當(dāng)于鋼錠頭的鋼。GB/T5216-2004:不同的鋼坯或相當(dāng)于鋼錠頭部的鋼。GB/T18254-2002:從任何六種鋼材的任何一端取一個(gè)壓鑄坯樣：切掉第一個(gè)錠頭和最后一個(gè)錠頭。連鑄小方坯：當(dāng)拉速正常后，從第一個(gè)分支切下一個(gè)試樣，在中間澆注階段切下另一個(gè)試樣。YB/T4149-2006:當(dāng)在單個(gè)爐中澆注時(shí)，在連續(xù)鑄造的中間階段每個(gè)流一個(gè)；在連鑄

4、過程中，應(yīng)在連鑄中間階段回收一個(gè)流程。GB/T2261991鋼的宏觀組織和缺陷酸浸檢驗(yàn)方法，取樣方法：取樣可通過剪切、鋸切和切割進(jìn)行。加工樣品時(shí)，必須去除因取樣而引起的變形和熱影響區(qū)。試驗(yàn)表面和切割之間距離的參考尺寸如下：a .不小于20毫米；在熱切割過程中；b、冷切不小于10毫米；C、燃燒時(shí)，不小于40毫米的熱酸蝕樣品表面粗糙度不大于Ra1.6m米，冷酸蝕樣品表面粗糙度不大于Ra0.8m米。樣品尺寸：棒：樣品厚度一般為20毫米，樣品表面垂直于鋼(坯)的延伸方向。鋼板：低倍放大試驗(yàn)表面的尺寸一般為250毫米和20毫米長(zhǎng)。GB/T 2261991酸洗必不可少的工具鋼的低倍組織和缺陷酸浸試驗(yàn)方法、

5、排氣設(shè)備的酸洗裝置和排氣設(shè)備：樣品在酸洗過程中會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害氣體，對(duì)人體和周圍環(huán)境造成很大危害，因此整個(gè)酸洗過程應(yīng)在通風(fēng)良好的廚房進(jìn)行。酸浸設(shè)備：常用的酸洗槽刷子：用刷子刷掉腐蝕樣品表面的沉積物。吹風(fēng)機(jī)：吹干刷過的樣品。放大鏡：用肉眼或不大于10X的放大鏡分析缺陷的性質(zhì)。GB/T2261991酸浸宏觀組織和缺陷的檢驗(yàn)方法。酸浸法：有兩種試驗(yàn)方法：熱酸和冷酸。熱酸腐蝕溶液和方法如表1所示。冷酸試驗(yàn)是檢驗(yàn)宏觀宏觀結(jié)構(gòu)的一種簡(jiǎn)單方法。對(duì)于不適合熱酸的鋼或大型試件，用冷酸擦拭。酸比和方法見表2。冷酸的特點(diǎn)是酸浸樣品粗糙度高。一般情況下，連鑄小方坯或宏觀組織較粗時(shí)使用冷酸，酸蝕時(shí)根據(jù)不同鋼種選擇合適

6、的溶液。GB/T2261991鋼的宏觀組織和缺陷酸浸試驗(yàn)方法，GB/T2261991鋼的宏觀組織和缺陷酸浸試驗(yàn)方法，酸洗過程中的注意事項(xiàng)：酸浸前，應(yīng)清洗樣品表面的油污，并用洗衣粉去污。當(dāng)浸酸后的樣品達(dá)到預(yù)期的腐蝕程度時(shí)，將樣品從酸洗容器中取出，然后用刷子將腐蝕產(chǎn)物刷在樣品表面，然后將樣品吹干。當(dāng)酸浸樣品為不銹鋼時(shí)，酸浸后，將樣品從酸池中取出，用清水沖洗干凈，然后用不銹鋼清洗液刷去表面的黑色沉淀物，將樣品吹干。如果樣品腐蝕太深，必須重新處理樣品，去除1毫米，并進(jìn)行酸浸試驗(yàn)。樣品保存：為了將樣品保存一段時(shí)間，建議采用以下方法：a .中和法：將樣品浸泡在10氨醇溶液中，用熱水沖洗并吹干；鈍化方法：在

7、濃硝酸中浸泡短時(shí)間(約5s)；鈍化樣品用熱水沖洗并干燥；涂層保護(hù)法：涂清漆，塑料薄膜等。用數(shù)碼相機(jī)對(duì)典型的低功率組織進(jìn)行拍照，以備將來(lái)參考。GB/T2261991鋼的宏觀組織和缺陷酸浸試驗(yàn)方法，宏觀試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)1。鋼的宏觀組織和缺陷酸蝕檢驗(yàn)方法GB/T226-1991 2。結(jié)構(gòu)鋼宏觀組織缺陷GB/T1979-2001 3。高碳鉻軸承鋼的宏觀組織缺陷。鋼塔模板的酸蝕檢驗(yàn)方法GB/T15711-1995 5。連鑄鋼坯宏觀組織缺陷T4002-1991 6。YB/T4003-1997 7連鑄板坯宏觀組織缺陷等級(jí)圖。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼連鑄坯宏觀組織等級(jí)YB/T1531999 8。連鑄圓管坯YB/

8、T4149-2006 9。鋼的硫標(biāo)記檢驗(yàn)方法GB/T 4236-1984 10。高速工具鋼(低倍率碳化物剝落)YB12-1977 11。高溫合金縱向低倍顯微組織酸浸試驗(yàn)方法GB/T14999.1-1994 12。高溫合金橫向低倍顯微組織酸浸試驗(yàn)方法。高溫合金低倍和高倍顯微組織的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)圖宏觀顯微組織試驗(yàn)方法和等級(jí)圖(宏觀腐蝕電渣重熔鋼)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)A604-1993，鋼的宏觀檢驗(yàn)，也常稱為宏觀檢驗(yàn)，是用肉眼或在放大鏡下不超過10次檢查鋼的縱向、橫截面或斷口上的各種宏觀缺陷的方法。通過宏觀檢查，可以發(fā)現(xiàn)鋼中的缺陷，也可以觀察到鋼結(jié)構(gòu)的不均勻性。鋼中的宏觀缺陷有：疏松、偏析、白點(diǎn)、縮孔、裂紋、非金屬夾

9、雜物、氣泡和各種異常斷裂等。上述缺陷大多是在鋼錠(或連鑄坯)的澆注、結(jié)晶和熱加工過程中形成的。目前檢測(cè)鋼材宏觀缺陷的方法主要有酸浸試驗(yàn)、斷裂試驗(yàn)、轉(zhuǎn)塔切毛試驗(yàn)和硫印試驗(yàn)等。1.鋼錠結(jié)晶的基本知識(shí)大多數(shù)鋼的宏觀缺陷是在鋼錠鑄造結(jié)晶過程中形成的。要掌握宏觀結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)并正確判斷缺陷，首先要對(duì)鑄錠結(jié)晶過程有一個(gè)大致的了解。當(dāng)鋼水在鋼錠模中從液態(tài)逐漸凝結(jié)成固態(tài)時(shí)，鋼錠模中的鋼水就凝固了鋼水在鑄造前用錳鐵、硅鐵和鋁脫氧。當(dāng)鋼水凝固時(shí)，一氧化碳不沉淀，獲得成分均勻、組織致密的鋼。我們稱這種鋼為鎮(zhèn)靜鋼(見圖2)。1.鋼錠典型晶體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2。鎮(zhèn)靜鋼鋼錠的剖視圖。圖中的第一部分是縮孔。當(dāng)鋼錠中的鋼水變成固態(tài)時(shí)

10、，由于體積收縮，鋼水不能在最終凝固部分得到補(bǔ)充，形成縮孔；一般來(lái)說(shuō)，它僅限于鋼錠的冒口部分，在開坯過程中應(yīng)將其切掉。如果切割頭是環(huán)形的，留在坯料(材料)上的缺陷稱為縮孔殘余。圖中的兩個(gè)部分是孔；它也是一個(gè)由于未能填充鋼水的冷凝收縮而造成的小空洞；圖中的三個(gè)部分是松散鋼錠的最終凝結(jié)部分。鋼水中有許多雜質(zhì)，凝結(jié)后組織不致密。當(dāng)被酸腐蝕時(shí)，很容易形成小黑點(diǎn)或小孔，這是由鋼的疏松中心引起的；圖中的四個(gè)部分是由細(xì)小等軸晶體組成的冷卻層。在澆注過程中，當(dāng)液態(tài)金屬注入錠模時(shí)，鋼水接觸錠模并被強(qiáng)烈冷卻。結(jié)晶開始于模具壁附近。在過冷度較大的情況下，成核率高，結(jié)晶速度非?？欤Ш说纳伤俣却蟠蟪^晶核的生長(zhǎng)速度，

11、在結(jié)晶器壁表面迅速形成細(xì)小的等軸區(qū)。圖中的5個(gè)部分是柱狀晶體區(qū)域。隨著鑄錠細(xì)晶區(qū)的形成，鑄錠因冷凝而收縮，鑄錠模具因受熱而膨脹，導(dǎo)致鑄錠和模具壁之間出現(xiàn)氣孔。鋼錠模中液態(tài)金屬的冷卻速度和散熱速度較慢，結(jié)晶速度減慢。在淬火層和鋼水的界面處，晶體沿與散熱方向相反的方向(朝向鑄錠中心)生長(zhǎng)，形成柱狀晶體。由于柱狀晶的定向生長(zhǎng)，夾雜物、氣體和低熔點(diǎn)成分不斷被推向液相，在柱狀晶與液相的界面形成與鑄錠形狀相同、富含偏析成分、雜質(zhì)和氣體的箱形區(qū)域；圖中的六個(gè)位置是非定向粗等軸晶區(qū)。隨著鋼錠結(jié)晶的發(fā)展，鋼水溫度逐漸降低，鋼錠模溫度逐漸升高，散熱速度變慢，柱狀晶生長(zhǎng)速度逐漸減慢。最后，它停止向前伸展，中間部分的

12、鋼水溫度繼續(xù)下降。當(dāng)達(dá)到熔點(diǎn)以下時(shí)，鑄錠中心未凝固的鋼液中幾乎同時(shí)產(chǎn)生晶核，但冷卻速度減慢，過冷度降低，形核率低，散熱方向不明顯，最終形成粗大等軸晶區(qū)。它從表面到中心由細(xì)等軸晶、柱狀晶和粗等軸晶組成。一般來(lái)說(shuō)，晶粒越細(xì)，金屬材料的強(qiáng)度、塑性和韌性越高。平行排列的柱狀晶體在鍛造過程中容易使鋼開裂，通常不希望獲得這種結(jié)構(gòu)。連鑄坯結(jié)晶過程的第一階段：進(jìn)入結(jié)晶器的鋼水在結(jié)晶段凝固形成坯殼。結(jié)晶器下出口的坯殼足以抵抗鋼水壓力的作用；第二階段：帶液芯的鋼坯進(jìn)入二冷區(qū)繼續(xù)冷卻，鋼坯殼繼續(xù)生長(zhǎng)；第三階段：在凝固結(jié)束時(shí)，殼生長(zhǎng)得更快。通常，連鑄小方坯從邊緣到中心由細(xì)小的等軸晶帶組成，該等軸晶帶由柱狀晶帶和中心等

13、軸晶帶組成。在結(jié)晶期間，冷卻強(qiáng)度非常高。當(dāng)鋼水與銅壁接觸時(shí)，彎月面處的冷卻速度最快，為100/s，從而形成細(xì)小的等軸晶帶和柱狀晶帶。細(xì)小等軸晶帶的形成過程伴隨著收縮。鑄造在結(jié)晶器液面以下100-150毫米處進(jìn)行1柱狀晶生長(zhǎng)，2部分柱狀晶優(yōu)先生長(zhǎng)，3柱狀晶形成一個(gè)“橋”，4小鋼錠凝固產(chǎn)生縮孔，5板坯實(shí)際結(jié)構(gòu)，連鑄結(jié)晶示意圖，1液腔，2彎月面，3注射流，4水冷結(jié)晶器，5噴水冷卻，6輻射冷卻，中心等軸晶帶。隨著凝固前沿的推進(jìn)，凝固層和凝固前沿的梯度逐漸減小，兩個(gè)區(qū)域的寬度逐漸增大。當(dāng)板坯中心鋼水溫度降低時(shí)，此時(shí)中心傳熱的單向性不明顯，形成等軸晶。此時(shí)，由于長(zhǎng)時(shí)間的熱傳遞，熱傳遞受到限制，并且晶粒生長(zhǎng)

14、緩慢，形成具有比冷卻層更粗晶粒的等軸晶粒。從結(jié)晶器出來(lái)的板坯液相腔很長(zhǎng)。進(jìn)入二冷區(qū)后(從下結(jié)晶口拉出液芯的板坯進(jìn)入二冷區(qū)時(shí)仍需繼續(xù)噴水冷卻，直至完全凝固)，由于冷卻不均勻，柱狀晶優(yōu)先在傳熱快的局部區(qū)域生長(zhǎng)。當(dāng)兩側(cè)的柱狀晶體連接時(shí)，或者因?yàn)榈容S晶體落下并被柱狀晶體捕獲，將會(huì)發(fā)生橋接現(xiàn)象。此時(shí)，液體腔中的鋼水被“凝固橋”隔開，橋下的殘余鋼水由于凝固而產(chǎn)生。橋上鋼水無(wú)法補(bǔ)充，導(dǎo)致松動(dòng)和嚴(yán)重離析。從板的縱向截面中心開始，這種“架橋”是有規(guī)律的，每隔510厘米就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)伴隨著疏松和縮孔的“凝固橋”。凝固橋加劇了溶質(zhì)元素的分離。(見圖5)在熱加工過程中容易發(fā)生脆性斷裂。狀態(tài)：表層為細(xì)小等軸晶，亞層為發(fā)達(dá)

15、的鑄造晶層，中心為粗大等軸晶區(qū)。1Cr18Ni9Ti連鑄坯柱狀晶芯發(fā)達(dá)，伴有疏松的耐熱鋼錠宏觀組織、耐熱鋼錠宏觀組織和軸承鋼鋼錠宏觀組織。結(jié)構(gòu)鋼宏觀結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)方法僅參照GB/T1979-2001國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。GB/T1979-2001結(jié)構(gòu)鋼宏觀缺陷評(píng)級(jí)圖標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)的基本冶金標(biāo)準(zhǔn)之一，也是評(píng)定結(jié)構(gòu)鋼產(chǎn)品質(zhì)量水平的主要依據(jù)之一。本標(biāo)準(zhǔn)于2001年12月由中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局批準(zhǔn)發(fā)布，并于2002年5月1日正式實(shí)施。GB/T1979-2001結(jié)構(gòu)鋼宏觀缺陷評(píng)定圖共77幅。不同鋼(坯)宏觀組織試樣上各種缺陷的形狀不完全相同。標(biāo)準(zhǔn)條款中的描述只能概括其普遍特征，而所提供的評(píng)級(jí)圖片僅具有代表

16、性，不包括所有特征的形態(tài)。因此，在判斷缺陷的性質(zhì)時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行具體的分析。在本標(biāo)準(zhǔn)中，宏觀結(jié)構(gòu)缺陷的評(píng)估應(yīng)限于視覺可見性。當(dāng)識(shí)別缺陷的性質(zhì)時(shí)，可以使用放大鏡(10X)。(宏觀結(jié)構(gòu)一般指小于10倍，大于10倍應(yīng)通過光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡或電子顯微鏡實(shí)現(xiàn)。)如果某些類型的缺陷無(wú)法判斷，則需要其他輔助手段來(lái)檢查和找出特征。根據(jù)嚴(yán)重程度，按照標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的評(píng)價(jià)原則與評(píng)分表進(jìn)行比較，并分別評(píng)定等級(jí)。當(dāng)它的輕程序或重程序在兩個(gè)相鄰的級(jí)別之間時(shí)，它可以被評(píng)估為半級(jí)別。對(duì)于不需要評(píng)級(jí)的缺陷，只確定缺陷類別。當(dāng)比較和評(píng)估其他尺寸的鋼(坯)的缺陷等級(jí)時(shí)，根據(jù)每個(gè)缺陷等級(jí)表，根據(jù)缺陷的嚴(yán)重程度進(jìn)行減少或擴(kuò)大。等級(jí)表表1、GB/T1979-2001結(jié)構(gòu)鋼宏觀結(jié)構(gòu)缺陷的適用范圍，一般孔隙：疏松孔隙均勻分布在鋼的整個(gè)截面上，稱為一般孔隙。原因：它是由鋼中的氣體分離和雜質(zhì)腐蝕形成的。在晶錠結(jié)晶