結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評定 酸浸法和超聲檢測法 編制說明

《結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評定酸浸法和超聲檢測法》本項目是依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會國標(biāo)委發(fā)[2023]58號文“關(guān)于下達(dá)2023年第三批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計劃的通知、國標(biāo)委發(fā)[2023]63號“國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會關(guān)于下達(dá)2023年第四批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計劃的通知”下達(dá)的項目計劃，項目編號為20232276-T-605，項目名稱為“結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評定酸浸法和超聲檢測法”。本項目是修訂項目，擬代替GB/T1979-2001、GB/T7736-2008。主要起草單位:寶武特種冶金有限公司、東北特鋼、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院、永鋼集團(tuán)等，計劃完成時間為2025年。2、主要工作過程起草(草案、調(diào)研)階段:計劃下達(dá)后，2024年初成立了起草工作組，由寶武特種冶金有限公司牽頭成立了標(biāo)準(zhǔn)編制工作組，負(fù)責(zé)主要起草工作。工作組對國內(nèi)外低倍檢測方法和技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展情況進(jìn)行全面調(diào)研，同時廣泛搜集相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)外技術(shù)資料，進(jìn)行了大量的研究分析、資料查證工作，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗，進(jìn)行全面總結(jié)和歸納，在此基礎(chǔ)上編制出《結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評定酸浸法和超聲檢測法》標(biāo)準(zhǔn)草案初稿。經(jīng)工作組及有關(guān)專家研討后，對標(biāo)準(zhǔn)草案初稿進(jìn)行了認(rèn)真的修改，于2024年6月形成了標(biāo)準(zhǔn)征求稿。3、主要參加單位和工作組成員及其所做的工作本標(biāo)準(zhǔn)主要由寶武特種冶金有限公司、撫順特鋼、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院等單位起草。主要成員：顧艷、孟吉煒、邵長祿、姜毅敏、黃秋鋼、戚勝所作工作：顧艷任工作組組長，主持全面協(xié)調(diào)工作，負(fù)責(zé)對各階段標(biāo)準(zhǔn)的審核;同時為本標(biāo)準(zhǔn)主要執(zhí)筆人，負(fù)責(zé)本標(biāo)準(zhǔn)的具體起草與編制，并對各方面的意見及建議進(jìn)行歸納、整理；孟吉煒負(fù)責(zé)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)和資料的收集、分析及資料查證，圖譜的完善與修訂等；黃秋鋼、戚勝負(fù)責(zé)原始圖片的采集整理和標(biāo)準(zhǔn)圖譜的分析驗證，姜毅敏、邵長祿負(fù)責(zé)超聲波檢測內(nèi)容的修改及驗證。4、標(biāo)準(zhǔn)修訂的目的鋼在冶煉澆注過程中形成的缺陷會破壞鋼材基體的連續(xù)性，對鋼材的使用性能造成影響，因此鋼錠的宏觀檢驗是衡量鋼的冶煉澆注工藝的一項重要指標(biāo)。現(xiàn)行的GB/T1979-2001?結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評級圖?標(biāo)準(zhǔn)適用范圍廣，操作便捷高效，在生產(chǎn)檢測中得到了廣泛應(yīng)用，實(shí)施至今已有二十年了，對保證和提高我國鋼材產(chǎn)品質(zhì)量起了重要作用。近年來在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)中也存在一些問題1）疏松評級區(qū)域不明確。例如在生產(chǎn)檢測中，連鑄鋼的一般疏松與中心疏松的評級區(qū)域不易區(qū)分，容易造成評級偏差2）缺陷圖譜不完整，小規(guī)格的只有錠型偏析圖譜，其他缺陷按照大規(guī)格的缺陷圖譜等比例縮放評定，不利于檢驗人員掌握；另外隨著我國鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)及制造工業(yè)的發(fā)展，大規(guī)格的鋼材及鍛件需求量不斷增加，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)的大規(guī)格缺陷圖譜，也不能滿足檢測要求，(3)檢測手段缺乏多樣性。原有標(biāo)準(zhǔn)只有酸浸法，沒有納入超聲檢測法，檢測方法單一，不利于各種需求的宏觀檢測，再則國標(biāo)GB/T7736-2008提供的超聲檢測法與現(xiàn)有的實(shí)際操作也存在差異，因此需對現(xiàn)行的國標(biāo)進(jìn)行修訂，以不斷滿足市場發(fā)展需求。本標(biāo)準(zhǔn)在修訂過程中，遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推出、及時修訂、不斷完善”的原則，注重標(biāo)準(zhǔn)修訂與技術(shù)創(chuàng)新、試驗驗證、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)、應(yīng)用推廣相結(jié)合，本著先進(jìn)性、科學(xué)性、合理性和可操作性以及標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性和規(guī)范性的原則來進(jìn)行本標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作。本標(biāo)準(zhǔn)主要按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》和GB/T1.2—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第2部分：以ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)化文件為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化文件起草規(guī)則》的要求編寫，并根據(jù)我國的實(shí)踐經(jīng)驗，對GB/T1979-2001、GB/T7736-2008《鋼的地被缺陷超聲波檢驗法》部分內(nèi)容進(jìn)行了修訂及補(bǔ)充，并將GB/T7736-2008納入GB/T1979充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上的先進(jìn)性和合理性。1、標(biāo)準(zhǔn)名稱本次修訂，將超聲波檢測方法納入到本標(biāo)準(zhǔn)中，所以更改了標(biāo)準(zhǔn)中英文名稱，中文名稱更改為?結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評定酸浸法和超聲檢測法?,英文名稱更改為?EvaluationofMacrostructuralDefectsinStructuralSteelMacroetchandUltrasonicTesting?。標(biāo)準(zhǔn)增加了超聲波檢測原理、探傷方法、對比試樣的制備與要求、探傷設(shè)備及其調(diào)試、檢測條件和步驟以及評定和檢測報告。強(qiáng)調(diào)超聲波檢測作為預(yù)檢手段，最終的判定仍需采用酸浸法。1.2規(guī)范性引用文件增加5份超聲波檢測相關(guān)的參考標(biāo)準(zhǔn)以及2份低倍檢測的參考標(biāo)準(zhǔn)。GB/T12604.1無損檢測術(shù)語超聲檢測GB/T9445無損檢測人員資格鑒定與認(rèn)證JJG746超聲探傷儀GB/T27664.2無損檢測超聲檢測設(shè)備的性能與檢驗第2部分：探頭GB/T23905無損檢測超聲檢測用試塊ASTME381鋼棒大小鋼坯和鍛件宏觀浸蝕檢驗的標(biāo)準(zhǔn)方法ASTMA604∕A604M自耗電極再熔煉鋼制棒材與鋼坯宏觀浸蝕試驗方法1.3酸浸法檢測1.3.1試樣的截取和顯示方法原標(biāo)準(zhǔn)中的截取和顯示均采用GB/T226，但是考慮到實(shí)際檢測過程中，由于鋼中合金成分和規(guī)格不同，浸蝕時間完全參照GB/T226中所規(guī)定的時間并不合適，見圖片1。下圖左側(cè)為腐蝕的下限時間，右側(cè)為腐蝕的上限時間，可見右側(cè)試樣明顯過腐蝕會造成結(jié)果的誤判，且ASTME381條款8.3Etchingtimewillvarydependingoncomposition,size,whetherpreheated,ornot,etc.Etchthespecimenstorevealthestructureclearlyandthenremoveitfromtheetchbath.Overetchingcanleadtomisinterpretation.”也強(qiáng)調(diào)了腐蝕的時間以清晰顯示低倍組織為準(zhǔn)。本次標(biāo)準(zhǔn)修訂增加了“試樣的腐蝕時間隨著鋼種的化學(xué)成分、尺寸和預(yù)熱處理狀態(tài)而進(jìn)行變化。試樣的腐蝕以清晰顯示低倍組織為準(zhǔn)，過腐蝕會導(dǎo)致結(jié)果評定的誤判?！盿)腐蝕時間短b)腐蝕時間長圖1同一試樣宏觀形貌1.3.2疏松的評定疏松分為一般疏松和中心疏松。一般疏松是指在樹枝狀晶主軸和各次軸之間存在著鋼液凝固時產(chǎn)生的微空隙和析集一些低熔點(diǎn)組元、氣體和非金屬夾雜物；中心疏松是指鋼液心部最后凝固處存在氣體析集和夾雜物聚集或體積收縮導(dǎo)致的組織疏松。兩者的宏觀特征均為分布在截面上的暗點(diǎn)和空隙，但在截面的分布區(qū)域不同，原標(biāo)準(zhǔn)沒有明確說明兩者的區(qū)域劃分。模鑄工藝形成的樹枝狀晶，在樹枝狀晶的主軸和各次軸之間有微空隙或一些低熔點(diǎn)組元、氣體和非金屬夾雜物析集，經(jīng)酸腐蝕后會呈現(xiàn)組織疏松；而連鑄工藝形成的柱狀晶基本垂直于試樣表面，沒有形成明顯的粗大樹枝狀晶分叉，不會有微空隙或一些低熔點(diǎn)組元、氣體和非金屬夾雜物析集，因此沒有明顯的組織疏松，見圖2。本次標(biāo)準(zhǔn)修訂明確連鑄工藝生產(chǎn)的鋼材（鍛、軋坯）在等軸晶區(qū)內(nèi)的暗點(diǎn)和空隙評定為中心疏松，等軸晶區(qū)內(nèi)外的評價為一般疏松，避免了疏松界定的偏差。經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)積累，連鑄工藝的柱狀晶區(qū)組織致密，幾乎不存在一般疏松，本次標(biāo)準(zhǔn)修訂對于大規(guī)格的連鑄材（直徑大于350mm）一般疏松的評定可以參照評級圖四等比率放大評定。圖2連鑄材1.3.3錠型偏析的評定連鑄材宏觀截面清晰可見中心等軸晶區(qū)、柱狀晶區(qū)和邊緣細(xì)晶粒區(qū)。不同鋼材，由于化學(xué)成分不同，中心等軸晶區(qū)組織顏色發(fā)白，柱狀晶區(qū)內(nèi)組織顏色為深灰色，形成明顯的色差框,色差框帶上未見疏松點(diǎn)，見圖2。這種色差框是由于組織偏析造成的，見圖3，與錠型偏析所指的由柱狀晶區(qū)與中心等軸晶區(qū)交界處的成分偏析和雜質(zhì)聚集所致框型不同，因此不能作為錠型偏析評定。宏觀形貌心部組織100x框型交界處組織100x邊緣組織100x圖3顯微組織形貌對汽車類用鋼，錠型偏析距表面的距離對零件的齒的性能有直接影響，所以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，有必要時需測量偏析框邊距試片表面的最近距離。1.3.4鋼管類產(chǎn)品的評定由于原標(biāo)準(zhǔn)并未對鋼管類產(chǎn)品的低倍檢驗進(jìn)行明確說明，導(dǎo)致在日常檢測中中心疏松、中心偏析等項目如何評定存在困難。ASTME381條款9.1“Intheabsenceofacenterregioninthemacrospecimen(thatis,ahollowsection),becausethereisnomaterialpresent,therecanbenocenterdiscontinuitiespresentandthereforethe"C"ratingof1shallbereported.”對于空心截面的產(chǎn)品其中心因為不連續(xù)，所以C的評定為“1”本次標(biāo)準(zhǔn)修訂增加了對于鋼管產(chǎn)品的檢驗，由于其中心掏空不連續(xù)，所以對于中心疏松和中心偏析的評定默認(rèn)為“0”并報出。1.3.4評級圖譜原有標(biāo)準(zhǔn)中的各類評級圖片均以模鑄為主，其組織形貌和現(xiàn)有普遍采用的連鑄形貌有所差異，為了避免這種差異導(dǎo)致的評定誤差，本次標(biāo)準(zhǔn)修訂增加了直徑或邊長小于40mm連鑄鋼的中心疏松和錠型偏析圖譜，見附錄A.1，考慮到標(biāo)準(zhǔn)圖譜所反映的試樣實(shí)際尺寸的合理分布，調(diào)整了附錄A.3、A4圖譜的實(shí)際試樣尺寸，同時填補(bǔ)大規(guī)格低倍材料測試的空白，增加了直徑或邊長大于350mm的中心疏松和錠型偏析的評級圖譜，見附錄A.5，原評級圖序號順延至A.6、A.7。1.3.5中心偏析圖譜原標(biāo)準(zhǔn)中心偏析的評定僅給出了φ50mm的4張評級圖片，針對其他規(guī)格的評定采用放大和縮小圖片的方式進(jìn)行比較評定。為了便于操作，對4張中心偏析的評級圖片進(jìn)行量化，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中心偏析1級為1.8%D；2級：3%D；3級：5%D；4級：8%D。1.4超聲檢驗法超聲波檢測作為酸浸法檢測的一個輔助方法納入本標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)GB/T7736-2008，修改了實(shí)驗原理、設(shè)備和對比試塊選用、檢測方法和步驟、檢測結(jié)果的評定、檢測報告包含的內(nèi)容，增加了對檢測人員的要求，更便于實(shí)際操作。后續(xù)補(bǔ)充本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利問題。我國現(xiàn)行低倍組織檢驗標(biāo)準(zhǔn)除了國標(biāo)GB/T1979-2001外，還有冶標(biāo)YB/T4002-2013?連鑄鋼方坯低倍組織缺陷評級圖?、YB/T4003-2016?連鑄鋼板坯低倍組織缺陷評級圖?、YB/T4339-2013?連鑄鋼板坯低倍枝晶組織缺陷評級圖?、YB/T4340-2013?連鑄鋼方坯低倍枝晶組織缺陷評級圖?都是關(guān)于連鑄方坯、板坯低倍缺陷評定，國軍標(biāo)GJB9443-2017?重熔鋼棒、鋼坯低倍浸蝕及評定方法?提到了重熔鋼的缺陷評定，等效采用了美標(biāo)ASTM604的內(nèi)容。美國標(biāo)準(zhǔn)ASTMA604主要是自耗電極再熔鋼的檢驗方法、ASTME381-22主要是模鑄、連鑄鋼坯和鍛件宏觀檢驗，國際標(biāo)準(zhǔn)ISO49