金相檢驗規(guī)范報告

1.目的通過對鍛件進行金相檢查，使產(chǎn)品質(zhì)量處在受控狀態(tài)，確保產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量符合國家法規(guī)、原則和客戶的規(guī)定。2.合用范疇合用于我司有金相實驗規(guī)定的產(chǎn)品。3.執(zhí)行原則：①ASTME381-01-棒材、鍛坯、大方坯和鍛件的宏觀侵蝕實驗原則②ASTME45-測定鋼材夾雜物含量的實驗辦法③ASTME112-測定平均晶粒度的原則實驗辦法4.檢查人員必須經(jīng)考核培訓并獲得對應崗位資格證書。5.檢查設(shè)備：光學顯微鏡、放大鏡6.操作程序：6.1試樣的制備a)試樣截取方向、部位、數(shù)量應根據(jù)檢查的目的、技術(shù)原則或雙方技術(shù)合同進行；b)試樣的尺寸見附圖；c)試樣的制備：磨平磨光（粗磨、細磨）拋光浸蝕觀察6.2金相檢查6.2.1非金屬夾雜物的檢查：6.2.1.1范疇本原則規(guī)定了用原則圖譜評定壓縮比不不大于或等于3的軋制或鍛制鋼材中的非金屬夾雜物的顯微評定辦法。這種辦法廣泛用于對給定用途鋼適應性的評定。但是，由于受實驗人員的影響，即使采用大量試樣也很難再現(xiàn)實驗成果，因此，使用本辦法時應十分謹慎。6.2.1.2原理將所觀察的視場與本原則圖譜進行對比，并分別對每類夾雜物進行評級。這些評級圖片相稱于100倍下縱向拋光平面上面積為0.50mm2的正方形視場。根據(jù)夾雜物的形態(tài)和分布，原則圖譜分為A、B、C、D和DS五大類。這五大類夾雜物代表最常觀察到的夾雜物的類型和形態(tài)：——A類（硫化物類）：含有高的延展性，有較寬范疇形態(tài)比（長度/寬度）的單個灰色夾雜物，普通端部呈圓角；——B類（氧化鋁類）：大多數(shù)沒有變形，帶角的，形態(tài)比?。ㄆ胀?lt;3），黑色或帶藍色的顆粒，沿軋制方向排成一行（最少有3個顆粒）；——C類（硅酸鹽類）：含有高的延展性，有較寬范疇形態(tài)比（普通≥3）的單個呈黑色或深灰色夾雜物，普通端部呈銳角；——D類（球狀氧化類）：不變形，帶角或圓形的，形態(tài)比?。ㄆ胀?lt;3），黑色或藍色的，無規(guī)則分布的顆粒；——DS類（單顆粒球狀類）：圓形或近似圓形的，直徑≥13μm的單顆粒夾雜物。非傳統(tǒng)類型夾雜物的評定也可通過將其形狀與上述五類夾雜物進行比較，并注明其化學特性。例如：球狀硫化物可作為D類夾雜物評定，但是實驗報告中應加注一種下標（如：Dsulf表達；Dcas表達球狀硫化鈣；DRES表達球狀稀土硫化物；DDup表達球狀復相夾雜物，如硫化鈣包裹著氧化鋁。沉淀相類如棚化物、碳化物、碳氮化合物或氮化物的評定，也能夠根據(jù)它們的形態(tài)與上述五類夾雜物進行比較，并按上述的辦法表達它們的化學特性。注：在進行實驗之前，可采用不不大于100倍的放大倍率對非傳統(tǒng)類型夾雜物進行檢查，以擬定其化學特性。每類夾雜物又根據(jù)非金屬夾雜物顆粒寬度的不同分成兩個系列，每個系列由表達夾雜物含量遞增的六級圖片構(gòu)成。附錄A列出了每類夾雜物的評級圖譜。評級圖片級別i從0.5級到3級，這些級別隨著夾雜物的長度或串（條）狀夾雜物的長度（A，B，C類），或夾雜物的數(shù)量（D）類，或夾雜物的直徑（DS類）的增加而遞增，具體劃分界限見表1。各類夾雜物的寬度劃分界限見表2。例如：圖譜A類ｉ＝2表達在顯微鏡下觀察的夾雜物的形態(tài)屬于A類，而分布和數(shù)量屬于第2級圖片。表1評級界限（最小值）評級圖級別i夾雜物類別A總長度μmB總長度μmC總長度μmD數(shù)量個DS直徑μm0.5371718113112777764191.5261184176927243634332016382.564955551025533898(<1181)822(<1147)746(<1029)36(<49)76（<107）注：以上A、B和C類夾雜物的總長度是按附錄D給出的公式計算的，并取最靠近的整數(shù)。表2夾雜物寬度類別細系粗系最小寬度μm最大寬度μm最小寬度μm最大寬度μmA24>412B29>915C25>512D38>813注：D類夾雜物的最大尺寸定義為直徑。6.2.1.3取樣夾雜物的形態(tài)在很大程度上取決于鋼材壓縮變形程度，因此，只有在通過相似程度變形的試樣坯制備的截面上才可能進行測量成果的比較。用于測量夾雜物含量試樣的拋光面面積應約為200mm2（20mm×10mm），并平行于鋼材縱軸，位于鋼材外表面到中心的中間位置。取樣辦法應在產(chǎn)品原則或?qū)ｉT合同中規(guī)定。對于板材，檢查面應近位于其寬度的四分之一處。如果產(chǎn)品原則沒有規(guī)定，取樣辦法以下：——直徑或邊長不不大于40mm的鋼棒或鋼坯；檢查面為鋼材外表到中心的中間位置的部分徑向截面；（見圖1——直徑或邊長不不大于25mm、不大于或等于40mm鋼棒或鋼坯；檢查面為通過直徑的截面的二分之一（由試樣中心到邊沿）；（見圖2）——直徑或邊長不大于或等于25mm的鋼棒：檢查面為通過直徑的整個截面，其長度應確保得到約200mm2的檢查面積；（見圖3）——厚度不大于或等于25mm的鋼板：檢查面位于寬度1/4的全厚度截面；（見圖4）——厚度不不大于25mm、不大于或等于50mm的鋼板：檢查面為位于寬度的1/4和從鋼板表面到中心的位置，檢查面為鋼板厚度的1/2截面。（見圖5）——厚度不不大于50mm的鋼板：檢查面為位于寬度的1/4和從鋼板表面到中心之間的中間位置，檢查面為鋼板厚度的1/4截面（見圖6）6.2.1.4試樣制備試樣應切割加工，方便獲得檢查面。為了使檢查面平整、避免拋光時試樣邊沿磨成圓角，試樣可用夾具或鑲嵌的辦法加以固定。試樣拋光時，最重要是要避免夾雜物的剝落、變形或拋光表面被染污，方便檢查面盡量干凈和夾雜物的形態(tài)不受影響。當夾雜物細小時，上述操作要點特別重要。用金鋼石磨料拋光是適宜的。在某些狀況下，為了使試樣得到盡量高的硬度，在拋光前試樣可進行熱解決。6.2.1.5夾雜物含量的測定6.2.1.5.1觀察辦法在顯微鏡下可用下列兩種辦法之一檢查：——投影到毛玻璃上；——用目鏡直接觀察。在檢查過程中應始終保持所選用的觀察辦法。如果圖像被投影到毛玻璃或類似裝置上，必須確保放大100×±2×（在毛玻璃上）。在毛玻璃投影屏上面或背后放一種清晰的邊長為71mm的正方形（實際面積為0.50mm2）塑料輪廓線，然后用正方形內(nèi)的圖像與原則圖片（附錄A）進行比較；如果用目鏡檢查夾雜物，則應在顯微鏡的適宜位置上放置如圖7所示實驗網(wǎng)格，以使在圖像上實驗框內(nèi)的面積是0.50mm2。注：在特殊狀況下，可采用不不大于100倍的放大倍率，但對原則圖譜應采用同一放大倍率，并在實驗報告中注明。6.2.1.5.2實際檢查可采用下列兩種辦法。6.2.1.5.2.1A法應檢查整個拋光面。對于每一類夾雜物，按細系和粗系記下與所檢查面上最惡劣視場相符合的原則圖片的級別數(shù)。6.2.1.5.2.2B法應檢查整個拋光面。試樣每一視場同原則圖片相對比，每類夾雜物按細系或粗系記下與檢查視場最符合的級別數(shù)（原則圖片旁邊所示的級別數(shù)）。為了使檢查費用降到最低，能夠通過研究，減少檢查視場數(shù)，并使之分布符合一定的方案，然后對試樣做局部檢查。但無法是視場數(shù)，還是這些視場的分布，均應事前合同商定。6.2.1.5.2.3A法和B法的通則將每一種觀察的視場與原則評級圖譜進行對比。如果一種視場處在兩相鄰原則圖片之間時，應統(tǒng)計較低的一級。對于個別的夾雜物和串（條）狀夾雜物，如果其長度超出視場的邊長（0.710mm），或?qū)挾然蛑睆讲徊淮笥诖窒底畲笾担瑒t應當作超尺寸（長度、寬度或直徑）夾雜物進行評定，并分別統(tǒng)計。但是，這些夾雜物仍應納入該視場的評級。為了提高實際測量（A、B、C類夾雜物的長度，DS類夾雜物的直徑）的再現(xiàn)性，可采用圖7所示的透明網(wǎng)格或輪廓線，并使用表1和表2規(guī)定的評級界限以及第2章有關(guān)評級圖夾雜物形態(tài)的描述作為評級圖片的闡明。非傳統(tǒng)類型夾雜物按與其形態(tài)最靠近的A、B、C、D、DS類夾雜物評定。將非傳統(tǒng)類別夾雜物的長度、數(shù)量、寬度或直徑與評級圖片上每類夾雜物進行對比，或測量非傳統(tǒng)類型夾雜物的總長度、數(shù)量、寬度或直徑，使用表1和表2選擇與夾雜物含量對應的級別或?qū)挾认盗校殹⒋只虺叽纾?，然后在表達該類夾雜物的符號后加注下標，以表達非傳統(tǒng)類型夾雜物的特性，并在實驗報告中注明下標的含義。對于A、B和C類夾雜物，用L1和L2分別表達兩個在或者不在一條直線上的夾雜物或串（條）狀夾雜物的長度，如果兩夾雜物之間的縱向距離d不大于或等于40mm且沿軋制方向的橫向距離s（夾雜物中心之間的距離）不大于或等于10mm時，則應視為一條夾雜物或串（條）狀夾雜物。如果一種串（條）狀夾雜物內(nèi)夾雜物的寬度不同，則應將該夾雜物的最大寬度視頻為該串（條）狀夾雜物的寬度。6.2.1.5.3成果表達6.2.1.5.3.1通則除非在產(chǎn)品原則中已指明，檢查成果可按下述辦法表達。用每個試樣的級別以及在此基礎(chǔ)上所得的每爐鋼每類和每個寬度系列夾雜物的級別算術(shù)平均值來表達成果。這種辦法與5.2.1所述的辦法結(jié)合使用。6.2.1.5.3.2A法表達與每類夾雜物和每個寬度系列夾雜物最惡劣視場符合的級別。在每類夾雜物代號后再加上最惡劣視場的級別，用字母e表達出現(xiàn)粗系的夾雜物，s表達出現(xiàn)超尺寸夾雜物。例如：A2，Ble,C3,D1,B2,5s,DS0.5。用于表達非傳統(tǒng)類型的夾雜物下標應注明其含義。6.2.1.5.3.3B法表達給定觀察視場數(shù)（N）中每類夾雜物及每個寬度系列夾雜物在給定級別上的視場總數(shù)。對于所給定的各類夾雜物的級別，可用全部視場的全套數(shù)據(jù)，按專門的辦法來表達其成果，如根據(jù)雙方合同規(guī)定總級別（itot）或平均級別（imoy）。例如：A類夾雜物級別為0.5的視場數(shù)為n1；級別為1的視場數(shù)為n2；級別為1.5的視場數(shù)為n3；級別為2的視場數(shù)為n4；級別為2.5的視場數(shù)為n5；級別為3的視場數(shù)為n6；則itot=(n1×0.5)+(n2×1)+(n3×1.5)+(n4×2)+(n5×2.5)+(n6×3)imoy=itot/N式中：N為所觀察視場的總數(shù)。典型夾雜物成果列于附錄C。6.2.1.5.4實驗報告實驗報告應涉及以下各項：a)本原則號；b)鋼的牌號和爐號；c)產(chǎn)品類型和尺寸；d)取樣辦法及檢查面位置；e)選用的辦法（觀察辦法、檢查辦法、成果表達辦法）；f)放大倍率（如果不不大于100倍時）；g)觀察的視場數(shù)或總檢查面積；h)各項檢查成果（夾雜物或串（條）狀夾雜物的尺寸超出原則評級圖者應予以注明）；i)對非傳統(tǒng)類型夾雜物所采用的下標的闡明；j)實驗報告編號和日期；k)實驗員姓名。根據(jù)ASTME45-鋼中非金屬夾雜物含量的測定原則評級圖顯微檢查法，觀察整個受檢面，選用有代表性的視場，按夾雜物的形態(tài)、大小、數(shù)量進行評級；評級圖見原則。6.2.2鋼質(zhì)模鍛件金相組織檢查：6.2.2.1范疇本原則規(guī)定了鋼質(zhì)模鍛件的金相組織評級圖（下列簡稱評級圖）及評定辦法。本原則合用于通過調(diào)質(zhì)解決、正火解決、等溫正火解決、鍛后控冷解決的構(gòu)造鋼模鍛件。本原則不合用于對鍛件脫碳、過熱、過燒等組織的評定。6.2.2.2術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義合用于本原則。6.2.2.2.1等溫正火isothermalnormalization將鍛件加熱到高于AC3（或AC1）的某一溫度，保溫一段時間后，控制冷卻到珠光體相變區(qū)某一溫度并等溫保持一段時間，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w型組織，然后在空氣中冷卻的熱解決工藝。6.2.2.2.2鍛后控冷controlcoolingafterforging鍛件在鍛造成型后，運用余熱通過控制鍛件的冷卻速度，使其得到珠光體加鐵素體組織或貝氏體組織的工藝辦法。6.2.2.2.3有效厚度efectivethickness鍛件各部位的壁厚不相似時，如果按照某處壁厚擬定加熱時間能夠確保熱解決質(zhì)量，則該處壁厚即稱為鍛件的有效厚度。6.2.2.3評級圖的分組與分級評級圖分為下列三組，每組分為8級。第一組評級圖見圖1，合用于中碳構(gòu)造鋼正火解決的鍛件以及中碳低合金非調(diào)質(zhì)鋼鍛后控冷解決的鍛件。第二組評級圖見圖2，合用于滲碳鋼正火、等溫正火及鍛后控冷解決的鍛件。第三組評級圖見圖3，合用于調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)解決的鍛件。6.2.2.4評級圖的應用6.2.2.4.1評級圖中各類金相組織的合格級別由供需雙方協(xié)商擬定。沒有商定的以1-4級為合格。6.2.2.4.2如果在評級時有爭議，能夠參考力學性能檢查成果進行鑒定。6.2.2.5試樣的選用與制備6.2.2.5.1取樣部位的擬定應由供需雙方協(xié)商擬定，沒有商定的以鍛件有效厚度處作為取樣部位。表明取樣部位的示例參見附錄A（資料性附錄）。6.2.2.5.2試樣的制取普通應根據(jù)供需雙方的技術(shù)合同，沒有合同的根據(jù)下列原則擬定。6.2.2.5.2.1不鍛件取樣部位有效厚度≤20mm時，以二分之一處作為檢查部位制取。6.2.2.5.2.2當鍛件取樣部位有效厚度>20mm時，以距表面10mm處作為檢查部位制取。6.2.2.5.3制取試樣的辦法6.2.2.5.3.1試樣應在冷態(tài)下用機械辦法制取。若用熱切等辦法切取時，必須將熱影響區(qū)完全去除。6.2.2.5.3.2在制取樣品過程中，不能出現(xiàn)因受熱而造成組織變化的現(xiàn)象。6.2.2.5.3.3試樣拋光后用含有體積百分數(shù)為2%-5%的硝酸酒精溶液浸蝕。6.2.2.6金相組織的評定6.2.2.6.1金相組織按1-8級評定。當被評定的金相組織介于兩個級別之間時，下列一級為鑒定級別，例如不不大于3級不大于4級則判為4級。6.2.2.6.2正火鍛件、等溫正火解決鍛件、鍛后控冷鍛件的金相組織在金相顯微鏡下用100倍觀察，但必須結(jié)合高倍觀察以擬定相構(gòu)造，參考評級圖1或評級圖2評定。6.2.2.6.3調(diào)質(zhì)鍛件的金相組織在金相顯微鏡下用500倍觀察，參考評級圖3評定。試樣制好后，根據(jù)ASTME112-測定平均晶粒度的原則實驗辦法，根據(jù)不同的材料，不同的熱解決工藝，對攝影應的圖譜進行評級；6.2.3金屬平均晶粒度的測定辦法：6.2.3.1本原則規(guī)定了測定平均晶粒度的基本辦法：比較法、面積法和截點法。6.2.3.2取樣6.2.3.2.1測定晶粒度用的試樣應在交貨狀態(tài)材料上切取。試樣的數(shù)量及取樣部位按對應的原則或技術(shù)條件規(guī)定。6.2.3.2.2切取試樣應避開剪切、加熱影響的區(qū)域。不能使用有變化晶粒構(gòu)造的辦法切取試樣。6.2.3.2.3推薦試樣尺寸為：圓形（直徑）：10～12mmX10mm:方形（邊長）：10mmX10mmx20mm6.2.3.2.4晶粒度試樣不允許重復熱解決。6.2.3.2.5滲碳解決用的鋼材試樣應去除脫碳層和氧化層。6.2.3.3晶粒度測定辦法6.2.3.3.1比較法比較法是通過與原則系列評級圖對比來評定平均晶粒度6.2.3.3.1.1比較法合用評定含有等軸晶粒的再結(jié)晶材料或鑄態(tài)材料。6.2.3.3.1.2使用比較法評定晶粒度時，當晶粒形貌與原則評級圖的形貌完全相似時，評級誤差最小，因此，本原則有下列四個系列原則評級圖A系列圖片1，無孿晶晶粒（淺腐蝕）100倍。B系列圖片Ⅱ，有孿晶晶粒（淺腐蝕）100倍。C系列圖片Ⅲ，有孿晶晶粒（深腐蝕）75倍。D系列圖片Ⅳ，鋼中奧氏體晶粒（滲碳法）100倍。6.2.3.3.2面積法面積法是通過計算給定面積網(wǎng)格內(nèi)的晶粒數(shù)N來測定晶粒度。6.2.3.3.2.1晶粒數(shù)N的計算將已知面積（普通使用5000m㎡）的圓形測量網(wǎng)格置于晶粒圖形上，選用網(wǎng)格內(nèi)至多能截獲并不超出100個晶粒（建議50個晶粒為最佳）的放大倍數(shù)M，然后計算完全落在測量格內(nèi)的晶粒數(shù)N內(nèi)，和被網(wǎng)格所切割的晶粒數(shù)N交，于是該面積范疇內(nèi)的晶粒計算N為：N=N內(nèi)+1/2N交-16.2.3.3.3截點法截點法是通過計數(shù)給定長度的測量線段（或網(wǎng)絡(luò)）與晶粒邊界相交截點數(shù)P來測定晶粒度。截點法較面積法簡捷，此辦法建議使用手動計數(shù)器，以避免計數(shù)的正常誤差和消除預先預計過高或過低的偏見。對于非均勻等軸晶粒的多個組織應使用截點法，對于非等軸晶粒度，截點法既可用于分別測定三個互相垂直方向的晶粒度，也可計算總體平均晶粒度。截點法有直線點法和圓截點法，圓截點法可不必過多的附加視場數(shù)，便能自動賠償偏離等軸晶面引發(fā)的誤差，圓截點法克服了實驗線段端部截點法不明顯的毛病，圓截點法作為質(zhì)量檢測評定晶粒度的辦法是比較安全適宜的。6.2.3.4晶粒度報告6.2.3.4.1鐵素體鋼除用滲碳法顯示奧氏體晶粒度外，其它辦法應報告以下內(nèi)容：①試樣熱解決的溫度及保溫時間②顯示晶粒邊界的辦法。③晶粒度級別數(shù)。6.2.3.4.2奧氏體鋼①顯示晶粒邊界的辦法。②晶粒度級別數(shù)。對調(diào)質(zhì)熱解決件的晶粒度的檢查，根據(jù)不同的熱解決工藝，選擇不同的浸蝕辦法，顯示晶粒邊界，根據(jù)GB/T6394-金屬平均晶粒度測定辦法對照圖譜，用比較法進行評級；6.2.4鋼的低倍組織及缺點酸蝕檢查法6.2.4.1熱酸浸蝕法根據(jù)不同鋼種選擇對應的酸液，其浸蝕時間及溫度參考表1。試樣浸蝕時，試面不得與溶器或其它試樣接觸，腐蝕產(chǎn)物可選用3%-5%碳酸鈉水溶液或10%-15%（容積比）硝酸水溶液刷除，然后用水洗凈吹干，也可用熱水直接洗刷炊干。若浸蝕過深，必須將試面重新加工，除去1mm以上再進行浸蝕.表1.浸蝕時間及溫度表分類鋼種酸蝕時間min酸液成分溫度℃1易切削鋼5-101：1（