GBT1979-2001結構鋼低倍組織缺陷評級圖介紹

1、GB/T1979-2001 結構鋼低倍組織缺陷評級圖介 紹袁辛芳 ,孫時秋（ 上海五鋼有限公司研究一所上海 200940）摘 要 :介紹了結構鋼低倍組織及缺陷檢驗方法的概況,對我國標準技術內容變化作了簡要說明。關鍵詞 :結構鋼 低倍組織缺陷評級圖0 前言GB1979-80 結構鋼低倍組織缺陷評級圖標準是我國的一項重要的基礎標準,也是評定結構鋼產品質量水平的主要依據之一。該標準自發(fā)布使用十幾年來 , 對保證和提高我國的鋼鐵產品質量起到了重要作用。但近年來 ,隨著鋼鐵生產技術的發(fā)展 ,尤其是連鑄生產線的上馬和鋼材規(guī)格的擴大,原標準由于標齡較長 , 與現有發(fā)展情況存在著一些不相適應的地方。根據冶金工

2、業(yè)部 （1997）71 號文和冶金工業(yè)部信息標準研究院 （1997）064 號文決定對 GB1979-80 結構鋼低倍組織缺陷評級圖標 準進行修訂。參與該標準修訂工作的主要單位是:上海五鋼 （集團 ）有限公司、太原鋼鐵公司、冶金工業(yè)部信息標準研究院、撫順特殊鋼有限公司、重慶特殊鋼股份有限公司。從1997年6月起GB1979國家標準起草小組舉行了重慶、成都、上海、河南雞公山四次標準修訂研討會 ,并于 2000年在蘇州審定會上通過審定 ,歷時四年。新國標于 2001 年 1 2月由中華人民共和國國 家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局批準發(fā)布 ,2002 年 5 月 1 日正式實施。1 結構鋼低倍組織及缺陷檢驗

3、方法的國內外概況在鋼產品的宏觀檢驗領域中 , 酸蝕試驗是最常用的檢驗鋼產品質量的一種方法。通過酸蝕試驗能顯示:1）組織成分的變化 , 如樹枝狀晶等 ;2）化學成分的變化 , 如偏析等 ;3）鋼的結構不均勻性 ,如裂紋、縮孔、白點等。在鋼產品生產中 ,低倍檢驗是一個重要過程控制手段。通過低倍檢驗可及時發(fā)現缺陷,從而調整生產工藝 , 以免造成更大的損失。目前 ,國際標準化組織和世界主要鋼鐵大國均制定了鋼的低倍檢驗方法和評定方法標準。1.1 ISO 國際標準ISO4969-1980 規(guī)定了酸蝕試驗方法1.2 前蘇聯標準OCT 1024975鋼低倍組織的試驗和評定方法規(guī)定了評定鋼的宏觀組織的試驗方法，

4、評定方法和標準評級圖。該標準采用了三種試樣方法 （酸蝕法、斷口法和硫印法 ）共有 26 種缺陷類型 ,136張評級圖譜 ,適用于評定連、模鑄鋼材。1.3 美國 ASTM 標準ASTME381-1994 鋼棒、大、小鋼坯和鍛件宏觀浸蝕檢驗的標準方法規(guī)定了用酸蝕法評定鋼的宏觀組織的試驗，評定方法和標準評級圖。該標準共有 24 種缺陷類型 ，28 張評級圖譜或典型圖譜 ，適用于評定連、模鑄棒材、大、小鋼坯和鍛件等鋼產品。1.4 日本 JIS 標準JISG0553-1983鋼的低倍組織檢驗方法規(guī)定了用酸蝕法檢驗鋼的宏觀組織的試驗方法，該標準共有11種缺陷類型,14張典型圖譜 ，適用于評定鍛、軋鋼材。1

5、.5 中國標準我國鋼的低倍檢驗方法和評定方法標準分別是GB/T226和GB/T1979,前者規(guī)定了低倍試樣的制備、試劑類型、試驗溫度和酸蝕方法等 ，后者規(guī)定了低倍評定方法。我國第一個用于評定結構鋼低倍組織的標準為YB49-64,它是在前蘇聯相關標準的基礎上制定而成的。1972年至1979年,8年期間進行了第一次修訂，并上升為國家標準，即GB1979-80,該標準在1987年冶金部組織進行的標準水平等級評審中 ，被評為 國際一般水平。GB1979-80 結構鋼低倍組織缺陷評級圖規(guī)定了用酸蝕法評定鋼的低倍組織缺陷,該標準共有 12 種缺陷類型 ,56 張評級圖譜或典型圖譜 ,適用于評定碳素結構鋼、

6、合金結構鋼、彈簧鋼,雙方協議也可評定其它鋼類。2 GB/T1979-2001 介紹2.1 本標準文本采用 GB/T1.1 格式編寫2.2 “1 范圍 ”考慮到本標準評級圖多年來的實際情況,仍以適用于碳素結構鋼、 合金結構鋼、彈簧鋼鋼材 (鍛、軋坯 )橫截面酸浸低倍組織中允許和不允許的缺陷。同時根據雙方協議也可用作評定其它鋼類低倍組織的缺陷。本標準明確指明了適用于鋼材或鍛、軋坯,以避免與連鑄坯相混淆。“范圍”條款中補充了如下文字內容 : “本標準規(guī)定和描述了結構鋼酸浸低倍組織缺陷的分類、特征、產生原因及評定原則、評 級圖分類及適用范圍、評定方法和檢驗報告 ”。2.3 “2 引用標準 ”“引用標準

7、 ”條款是根據 GB1.3 規(guī)定 ,在新國標中增加的內容。本標準引用了 GB/T226 鋼的低倍組織及缺陷酸浸檢驗法標準 , 目的是為了明確與本標準配套使用。關于引用標準所列的標準編號按國家質量技術監(jiān)督局文 “質技監(jiān)標函 199852 號關于規(guī)范使用標準代號的通知”任:何場合引用國家標準 (包括文件、標準中引用和信息管理 )必須使用該國家標準清理整頓時所確定的應有屬性代號,即如 :引用的標準文本上印有“GB代號而實為推薦性的國家標準，應在本條款中使用 “GB/T'代號，如“GB221991”應寫為“GB/T226-1991”。2.4 “3 試樣的截取及顯示方法 ”該條款是新國標增加的內

8、容。 它規(guī)定了試樣的截取及顯示方法按 GB/T226 執(zhí)行 ，目的是為了明確與本標準的銜接 ，以充實和完 善本標準內容。2.5 “4 缺陷的分類、特征、產生原因及評定原則 ”該條款是根據原標準 “二、3.本評級圖包括如下各類缺陷 ”內容進行了適當的修改 ，并補充了新的內容。除下列內容進行修改、 增補外 ，原標準中其它文字內容未作任何變動。(1) 4.3 錠型偏析中評定原則增加 “必要時可測量偏析框邊距試片表面的最近距離 ”文字。原標準條文 :錠型偏析 ?評定原則 :根據方框形區(qū)域的組織疏松程度和框帶的寬度加以評定。本標準條文 :錠型偏析 ?評定原則 :根據方框形區(qū)域的組織疏松程度和框帶的寬度加

9、以評定。必要時可測量偏析框邊距試片表面的最近距 離。制修訂理由及說明 :增加 “必要時可測量偏析框邊距試片表面的最近距離。 ”條文主要是考慮到個別企業(yè) ，特別是齒輪用鋼生產企業(yè)對齒輪用鋼(特別是40mm的齒輪用鋼材提出了這方面的要求。為此，在本標準中納入了錠型偏析框邊距試片表面的距離概念。至于具體要求，供、需雙方應在技術協議中注明。(2) 4.4 點狀偏析改為 “斑點狀偏析 ” 原標準條文 :點狀偏析本標準條文 :斑點狀偏析制修訂理由及說明 :斑和點強調的是暗色在試樣上的大小，原標準未將 “斑”寫入缺陷名稱中 ，在多年的應用中 ，引起了較多理解不統一 ，如將大規(guī)格鋼材的疏松誤評為點狀偏析等。根

10、據多方提出的意見，參照前蘇聯rOCT10243標準中相應缺陷名稱作了修改。(3) 增設 4.5 白亮帶缺陷名稱 ，其特征、產生原因及評定原則如下:本標準條文 :白亮帶特征 :在酸浸試片上呈現抗腐蝕能力較強、組織致密的亮白色或淺白色框帶。產生原因 :連鑄坯在凝固過程中由于電磁攪拌不當,鋼液凝固前沿溫度梯度減小 ,凝固前沿富集溶質的鋼液流出而形成的白亮帶。它是一種負偏析框帶 ,連鑄坯成材后仍有可能保留。需要評定時記錄白亮帶框邊距試片表面的最近距離及帶的寬度。增加此缺陷名稱的說明 :隨著國內連鑄生產線紛紛上馬,連鑄比不斷提高 ,在連鑄生產過程中 ,為改善連鑄坯質量 ,往往使用電磁攪拌器來擴大連鑄坯等

11、軸晶區(qū)、破碎粗大的柱狀晶組織、改善中心偏析、使成份均勻化等等。但由于電磁攪拌器功率選擇、攪拌方式選擇、電磁攪 拌器安裝位置以及其它因素匹配問題可能使連鑄坯產生白亮帶,白亮帶在連鑄坯成材后仍有可能保留。對白亮帶的特征、產生原因及評定參照了優(yōu)質碳素結構鋼和合金結構鋼連續(xù)鑄鋼坯低倍組織缺陷評級圖標準中的文字內容。 我們選擇了某鋼廠生 產的有白亮帶缺陷的中碳含錳結構鋼©90mm連鑄軋材作了一些試驗，經觀察有以下幾個特點：1）白亮帶區(qū)域組織致密 ,顯微組織為鐵素體 +珠光體 （鐵素體含量較正?；w高些 ）。2）白亮帶區(qū)域內基本無非金屬夾雜物，純潔度要比基體高得多。3）白亮帶區(qū)域元素含量與正常基

12、體相比較：C 含量偏低約 10%，Mn，S，P 含量略有降低 ，Si 基本相似 ，略有降低傾向 ，Cr，Ni，Mo，V 含量一致。4）白亮帶區(qū)域的硬度測定值比正常區(qū)域偏低10%左右。5）在進行鋼材橫向拉力試驗時 ，試樣均未斷在白亮帶區(qū)域 ，而斷在其它區(qū)域。據上所述 ，我們初步認為該連鑄材的白亮帶區(qū)域是一個純潔度較高的負偏析區(qū)，但鑒于工作開展還不夠深入 ，關于白亮帶對鋼材性能的影響還有待進一步探索研究 ，在目前缺少更多試驗分析數據的情況下，參考 ASTME381 標準，在新國標中設置了代表性圖片 1 張，暫不設分級圖片。如需評定時可以“有”或“無”表示，若有必要時可記錄白亮帶框邊距試片表面的最近

13、距離及帶的寬度。具體判定要求由供需雙方在產品技術協議中注明。（4）增設 4.6中心偏析缺陷名稱 ，其特征、產生原因及評定原則如下 ：本標準條文 ：中心偏析特征：在酸浸試片的中心部位呈現腐蝕較深的暗斑。有時暗斑周圍有灰白色帶及疏松。產生原因 ：鋼液在凝固過程中 ，由于選分結晶的影響及鑄坯中心部位冷卻較慢而造成心部的成份偏析。這一缺陷成材后仍保留。評定原則 ：根據中心暗斑面積大小及數量來評定。增加此缺陷名稱的說明 ：參照 YB/T153-1999 優(yōu)質碳素結構鋼和合金結構鋼連續(xù)鑄鋼坯低倍組織缺陷評級圖標準的中心偏析文字內容。具體要求由供 需雙方在技術協議中注明。（5）4.7 皮下氣泡中評定原則改為

14、 ： “測量氣泡離鋼材 （坯）表面的最遠距離 ”。原標準條文 ：皮下氣泡 ?評定原則 ：測量氣泡離鋼材 （坯）表面的最遠距離及試片直徑或邊長的實際尺寸。本標準條文 ：皮下氣泡 ?評定原則 ：測量氣泡離鋼材 （坯）表面的最遠距離。制修訂理由及說明 ： 根據長期來冶金企業(yè)的實際檢驗情況及對該類缺陷的實際處理 ，不論皮下氣泡距試片表面深淺程度及試樣尺寸大小 ，均視為不 允許缺陷 ，而產品標準規(guī)定 ，切削加工用鋼允許有不超過表面缺陷允許深度的皮下夾雜、皮下氣泡等缺陷。因此可刪除原評級 原則中的 “及試片直徑或邊長的實際尺寸 ”文字。（6）4.10 翻皮缺陷中評定原則改為 “測量翻皮離鋼材 （坯）表面的

15、最遠距離及翻皮長度 ”。原標準條文 ：翻皮 ?評定原則 ：以在試片上出現的部位為主，并考慮翻皮的長度而定。本標準條文 ：翻皮 ?評定原則 ：測量翻皮離鋼材 （坯）表面的最遠距離及翻皮長度。制修訂理由及說明 ：根據長期來冶金生產企業(yè)的實際檢驗情況及對該類缺陷的實際處理，認為以翻皮距鋼材 （坯）表面的距離來衡量對質量的影響程度比較科學和合理。因這樣的評定結果給判定及使用方（用戶 ）提供了直觀的距離概念 ，不論翻皮嚴重程度如何 ，均視為不允 許缺陷 （翻皮缺陷深度超出允許公差尺寸范圍 ）。這樣對翻皮的評定級別來說就顯得無關緊要、意義不大。至于測量翻皮的實 際長度僅作為冶金企業(yè)作工藝調整參考之用。（7

16、）4.11 白點的產生原因按原條款 ,取消 “組織 ”二字。原標準條文 :白點 ?產生原因 :鋼中含氫量高 ,經熱加工變形后在冷卻過程中 ,由于組織應力而產生的裂縫。 本標準條文 :白點 ?產生原因 :鋼中含氫量高和熱加工變形后在冷卻過程中應力的作用而產生的裂縫。制修訂理由及說明 :根據多方提出的意見 ,對原條文作了部分修改。修改后的 “應力”是指 不只局限于原組織應力一種因 素。（8）4.12 軸心晶間裂縫的特征 原標準條文 :軸心晶間裂縫此種缺陷一般出現于高合金不銹耐熱鋼 （如 Cr5Mo 、1Cr13、Cr25） 中。有時在高合金結構鋼如 18Cr2Ni4WA 也常出現。此種裂縫因其以晶

17、間裂縫形式出現在鋼的軸心部位 ,故名為軸心晶間裂縫。表現特征為蜘蛛網狀。在評定時是根據缺陷存在的嚴重程度而定。本標準條文 : 軸心晶間裂縫 特征:此種缺陷一般出現于高合金不銹耐熱鋼 （如 Cr5Mo、1Cr13、Cr25）中。有時在高合金結構鋼如 18Cr2Ni4WA 也常出現。在酸浸試片上呈三岔或多岔的、曲折、細小、由坯料軸心向各方取向的蜘蛛網形的條紋。評定原則 :級別隨裂紋的數量與尺寸 （長度及其寬度 ）的增大而升高。由于組織的不均勻性也可能產生 “蜘蛛網 ”的金屬酸蝕痕 , 這不能作為判廢的標志。在這種情況下 ,建議在熱處理后 （對試樣進行正火或退火 ）,重新進行試驗。制修訂理由及說明

18、:原文字對缺陷的特征 ,如三岔或多岔、曲折等描述不夠明確 , 評定原則中 ,對組織不均勻性產生的 “蜘蛛網 ”狀酸蝕痕等假性晶間 裂縫的區(qū)分不清。此次修改參照了前蘇聯rOCT10243標準中相應缺陷的文字內容。由于對此類缺陷的本質和成因尚未完全認識 ,所以對缺陷的產生原因未能作出具體說明,有待進一步研究和探討。（9）4.14 非金屬夾雜物 （目視可見 ）及夾渣的評定原則個別文字修改原標準條文 :評定原則 :?,如在這些空隙或空洞中用肉眼觀察時 ,未發(fā)現夾雜物或夾渣 ,?。本標準條文 :評定原則 :?,如目視這些空隙或空洞未發(fā)現夾雜物或夾渣,?。制修訂理由及說明 :為規(guī)范本標準的語言文字 ,前后

19、文一致 ,對本條文修改。2.6 “5評級圖分類及適用范圍 ”新國標基本按原標準 一、1,二、4,二、6”條文內容，并增設了小于40mm,大于250mm及連鑄圓、方鋼材三組評級圖。通過文 字整理、匯編成表格形式列入新標準。表格中注的文字內容是由于本標準評級圖增加為六組,相對于原標準三組評級圖而進行的必要說明。評級圖的情況說明 :（1）評級圖一（適用于40mm鋼材）主要是考慮到某些齒輪用鋼企業(yè)對 40mm圓、方鋼材的錠型編析缺陷有特殊要求而設置的。如用戶無特殊要求按相應的評級圖二、 六評定 ,有特殊要求時根據雙方協議按評級圖一評定。（低倍組織缺陷設錠型偏析一類劃分四級 ）。（2）評級圖二、三按原國

20、標評級圖四（適用于250mm鋼材），主要是考慮到250mm的圓、方鋼材（坯）低倍組織缺陷有其典型性和特殊性 ，其缺陷的尺寸、 數量均不同于小規(guī)格低倍相應缺陷。長期以來冶金企業(yè)與用戶對 250mm 圓、方鋼材 （坯）的低倍組織缺陷在級別評定上存在 一定分歧 ,增設這套圖片以補充和完善本標準。 （低倍組織缺陷設一般疏松、中心疏松、錠型偏析三類,各劃分四級 ）。（4） 評級圖五 （適用于連鑄鋼材 ）, 主要是參照了優(yōu)質碳素結構鋼和合金結構鋼連續(xù)鑄鋼低倍組織缺陷評級圖中相應低倍缺陷而 設置的 （低倍組織缺陷白亮帶設代表性圖片一張 ,中心偏析劃分為四級 ）。（5）評級圖六按原國標。 圖片制修訂情況和理由

21、說明I附錄A中A1評級圖一錠型偏析圖片原標準圖片無 ,新增。采用圖片直徑實際尺寸為 20 毫米,劃分四個級別 （由太鋼、撫鋼提供圖片、上海五鋼作了適當修改）主要是考慮到太鋼與一汽公司就這套圖片達成了評定協議 ,有一定的基礎和制訂依據。這里要說明的是按這套圖片評定需供需雙方協議并規(guī)定允許級 別,除錠型偏析以外的低倍缺陷參照評級圖二、圖六中的有關圖片評定。H附錄A中A2評級圖二中一般疏松第 4級別圖片這張圖片邊緣有均勻疏松暗點和空隙 （甚至于通試片表面 ）。 刪除了近試片表面及通試片表面邊緣的一些疏松暗點和空隙。 并在整個圖片上略增加了一定數量的疏松點以增加疏松點的密 度。修改圖片的理由是 :這一

22、圖片不能真實地反映鋼錠 （坯）結晶規(guī)律 ,原圖片會給檢驗人員造成對該缺陷形成原因的誤解,不利于級別評定及用戶質量驗收。山附錄A中A3評級圖三中錠型偏析第 4級別圖片 這張圖片的錠型偏析框帶封閉程度不夠 ,框帶上疏松點的密度不夠。加嚴錠型偏析框帶封閉程度 ,并適當增加框帶中 （主要是框邊緣 ）疏松點的密度和連續(xù)性。 修改圖片理由是根據錠型偏析評定原 則,對照該圖片實際情況作了適當修改 ,以明確與錠型偏析第二級別圖的區(qū)別。這樣可使檢驗人員更為準確地評定該缺陷的級 別 ,也利于用戶質量驗收。W附錄A中A4評級圖四一般疏松、中心疏松、錠型偏析、一般點狀偏析圖片原標準圖片無 ,新增。這套圖片有四類缺陷

23、,每類劃分四個級別 ,均采用>250 毫米鋼材實物拍攝制作而成 ,它反映了大圓鋼材真實的低倍缺陷形貌。 對缺陷的級別劃分原則參照了評級圖三中相應的低倍缺陷圖片的級差劃分原則。圖片直徑實際尺寸定為200 毫米,主要是考慮到本標準修訂草案中設置 >250 毫米的圖片其制作相當困難 ,鑒于這套圖片由實物拍攝并適當縮小制作而成,反映出了 >250毫米圓方鋼材低倍缺陷的真實形貌。因此 ,對實際檢驗低倍尺寸 >250 毫米的 ,可按照 （200 毫米評級圖片進行評定 ,如發(fā)現其他 低倍缺陷可參照評級圖六進行評定。V附錄A中A5評級圖五白亮帶、中心偏析圖片原標準圖片無 ,新增。白亮帶

24、設代表性圖片一張 ,中心偏析圖片劃分四個級別制作本圖片原則上參照了優(yōu)質碳素結構鋼和合金結構鋼連續(xù)鑄鋼坯低 倍組織缺陷評級圖標準中的相應圖片。圖片直徑的實際尺寸為 50 毫米。主要是考慮到目前國內連鑄坯軋材的尺寸一般都在 （65 毫米以下 （主要受連鑄坯必要的壓縮比影響 ） 。故選擇了圖片直徑實際尺寸為 50 毫米。2.7 “6評定方法 ”一章根據原標準 “一、 2,二、 5,二、 6”條文的主要內容 ,匯編如下“評定各類缺陷時 ,以附錄 A 中所列圖片為準。評定時各類缺陷以目視可見為限,根據其輕重程度按照第 4章所述的評定原則與評級圖進行比較 ,分別評定級別。當其輕重程序介于相鄰兩級之間時,可附上半級。對于不要求評定級別的缺陷只判定缺陷類別。在進行比較評定其它尺寸的鋼材 （坯 ）的缺陷級別時 ,根據各缺陷評級圖 ,按缺陷的嚴重程度縮小或放大。 鋼材低倍組織缺陷允許與否及合格級別應在相應的技術條件中規(guī)定之?！?.8 “7 檢驗報告 ”一章是新增內容 “檢驗報告應包括以下各項內容 :a）本標準號b）牌號、熔煉爐號、規(guī)格及試樣號c）檢驗結果d）檢驗報告編號、