ASTM_E41997鋼中非金屬夾雜物評(píng)定方法中文1

1、蒂 For pers onal use only in study and research; not for commercial use螈肇 ASTM E45-05鋼中夾雜物含量的評(píng)定方法薆蝕1范圍蒁1.1本標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法為測(cè)定鍛鋼中非金屬夾雜物含量的方法。宏觀試驗(yàn)法包括微蝕、斷口、臺(tái)階和磁粉法。顯微試驗(yàn)法通常包括5種檢測(cè)。根據(jù)夾雜物形狀而不是化學(xué)特點(diǎn)，顯微法將夾雜物劃分為不同類型。這里主要討論了金相照 相技術(shù)，它允許形狀類似的夾雜物之間略有不同。 這些方法在主要用來(lái)評(píng)定夾雜 物的同時(shí)，某些方法也可以評(píng)估諸如碳化物、氮化物、碳氮化物、硼化物和金屬 間化合物的組成。除了鋼以外，其它合金在有些

2、情況下也可以應(yīng)用這些方法。根據(jù)這些方法在鋼中的應(yīng)用情況，將分別給予介紹。螈1.2 本標(biāo)準(zhǔn)適用于人工評(píng)定夾雜物含量。其他 ASTM標(biāo)準(zhǔn)介紹了用JK評(píng)級(jí) 圖的自動(dòng)法(ASTM E1122)和圖像分析法(ASTM E1245)。莃1.3 按照鋼的類型和性能要求，可以采用宏觀法或顯微法，也可以將二者 結(jié)合起來(lái)，以得到最佳結(jié)果。羃1.4 這些試驗(yàn)方法僅僅為推薦方法，對(duì)任何級(jí)別的鋼而言，這些方法都不 能作為合格與否的判據(jù)。袀1.5 本標(biāo)準(zhǔn)未注明與安全相關(guān)的事項(xiàng)，如果有的話，也只涉及本標(biāo)準(zhǔn)的使 用。標(biāo)準(zhǔn)使用者應(yīng)建立適當(dāng)?shù)陌踩徒】挡僮饕?guī)程，并且在使用標(biāo)準(zhǔn)前應(yīng)確定其適用性。薈2 參考文獻(xiàn)蒞2.1ASTM標(biāo)準(zhǔn)：

3、肁A 295高碳耐磨軸承鋼技術(shù)條件芀A 485強(qiáng)淬透性耐磨軸承鋼技術(shù)條件羅A 534耐磨軸承用滲碳鋼技術(shù)條件蒆A 535特種性能的滾珠和滾柱軸承鋼技術(shù)條件蒃A 756耐磨軸承用不銹鋼技術(shù)條件蠆 A 866 耐磨軸承用中碳鋼技術(shù)條件螅D 96用離心法分離原油中水和沉淀物的試驗(yàn)方法芃E3制備金相試樣指南薂 E 7 金相顯微鏡術(shù)語(yǔ)腿E 381鋼棒，鋼坯，鋼錠和鍛件的宏觀試驗(yàn)法蒅 E 709 磁粉檢測(cè)指南蒞E 768自動(dòng)測(cè)定鋼中夾雜物的試樣的制備和評(píng)定操作規(guī)程蝕E 1122用自動(dòng)圖像分析法獲得JK夾雜物等級(jí)的操作規(guī)程薈E 1245用自動(dòng)圖像分析法確定金屬中夾雜物或第二相含量的操作規(guī)程芆 2.2 SAE

4、 標(biāo)準(zhǔn)：莆J421，磁粉法測(cè)定鋼的清潔度等級(jí)肅J422，鋼中夾雜物評(píng)定的推薦操作規(guī)程羇 2.3 航空材料技術(shù)條件羆2300，高級(jí)飛行性能鋼的清潔度：磁粉檢測(cè)程序 膃2301，飛行性能鋼的清潔度：磁粉檢測(cè)程序 膁2303，飛行性能鋼的清潔度：耐腐蝕馬氏體鋼磁粉檢測(cè)程序 蟻2304，特種飛行性能鋼的清潔度：磁粉檢測(cè)程序螇 2.4 ISO 標(biāo)準(zhǔn)：芅ISO 3763，鍛鋼一一非金屬夾雜物的宏觀評(píng)定法薃ISO 4967，鋼一一使用標(biāo)準(zhǔn)圖譜的非金屬夾雜物顯微評(píng)定方法肀 2.5 ASTM 附加標(biāo)準(zhǔn)：蕆鋼中夾雜物評(píng)級(jí)圖I -r和評(píng)級(jí)圖U肂低碳鋼的 4 張顯微照片螞 3 術(shù)語(yǔ)蕿 3.1 定義：膇3.1.1 本標(biāo)

5、準(zhǔn)中用到的定義，見(jiàn) ASTM E7。肄3.1.2 ASTM E7 中定義了夾雜物數(shù)量；由于這些試驗(yàn)方法中有些涉及到長(zhǎng) 度的測(cè)量，或?qū)㈤L(zhǎng)度或（和）數(shù)量數(shù)值化，因而用“夾雜物等級(jí)”一詞更好。螀 3.2 本標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)術(shù)語(yǔ)定義：罿 3.2.1 縱橫比顯微鏡下的長(zhǎng)、寬比。羈3.2.2 斷續(xù)條狀?yuàn)A雜物 3 個(gè)或 3 個(gè)以上的 B 型或 C 型夾雜物排成一 列，并且平行于熱加工軸，列與列之間相距不超過(guò)15卩m 一列內(nèi)任意兩個(gè)相鄰 的夾雜物間距不小于 40卩m。膅323 夾雜物類型一一對(duì)硫、鋁、硅類的夾雜物的定義，見(jiàn) ASTM E7球 狀氧化物， 有的試驗(yàn)方法中稱為游離的、 相對(duì)不易變形的夾雜物， 縱橫比不大

6、于 5 ：1 。在其他的方法中，氧化物被劃分為可變形的和不可變形的兩類。膂3.2.4 JK 夾雜物等級(jí)一種基于瑞士 Jernkontoret 程序的、測(cè)定非金 屬夾雜物的方法。方法 A和D主要是JK評(píng)定法，方法E也使用了 JK評(píng)級(jí)圖。莈3.2.5 條狀?yuàn)A雜物一個(gè)在變形區(qū)被大大拉長(zhǎng)的夾雜物，或者 3個(gè)或 3 個(gè)以上的B型或C型夾雜物排成一列，且平行于熱加工軸，列與列之間相距不超 過(guò)15卩m 一列內(nèi)任意兩個(gè)相鄰的夾雜物間距不小于 40卩m。蚈3.2.6 最差視場(chǎng)評(píng)定通過(guò)給試樣表面某處各類夾雜物最嚴(yán)重的視場(chǎng)賦 值來(lái)評(píng)定試樣中各類夾雜物的方法。羂4 意義和使用芁4.1 這些試驗(yàn)方法包括 4個(gè)宏觀、 5

7、個(gè)微觀試驗(yàn)方法，它們是用來(lái)描述鋼 中夾雜物含量和試驗(yàn)結(jié)果的程序。螇4.2 夾雜物是以尺寸、形狀、密集程度和分布狀態(tài)，而不是以化學(xué)成分為 特征的。盡管化學(xué)成分尚未確定， 顯微試驗(yàn)法已把夾雜物歸入幾種化學(xué)成分相似 的某一類物質(zhì)（如把硫化物、氧化物和硅酸鹽最終歸為氧化物一類）。第12.2.6 條描述了更容易分辨夾雜物的金相照相技術(shù)。用該技術(shù)檢測(cè)到的是分布 于試樣表面的夾雜物。葿 4.3 宏觀試驗(yàn)法相對(duì)顯微試驗(yàn)法來(lái)說(shuō)，能測(cè)定更大面積的表面，而且由于 其檢測(cè)是肉眼可見(jiàn)或低倍的， 因而它們更適合于檢測(cè)大夾雜物， 而不適于檢測(cè)長(zhǎng) 度小于 0.40mm 的夾雜物。但它不能分辨夾雜物的類型。羄 4.4 顯微試驗(yàn)

8、法用來(lái)表述某些夾雜物的特征，這些夾雜物因脫氧或在固體 鋼中溶解度有限 （成為析出夾雜物） 而形成。這類夾雜物在幾何外形上， 如尺寸、 形狀、密集度和分布，具有明顯的特點(diǎn)，而在化學(xué)成分上無(wú)特殊性。顯微試驗(yàn)法 并非用來(lái)評(píng)估外來(lái)夾雜物（如熔渣或難熔物），也不是評(píng)估碳化物、碳氮化物、 氮化物、硼化物或金屬間化合物的，盡管有時(shí)也用于后者。蚃 4.5 由于許多給定鋼中的夾雜物數(shù)量隨位置而異，鋼坯必須進(jìn)行統(tǒng)計(jì)抽樣， 才能測(cè)確定其夾雜物含量。 抽樣數(shù)必須與鋼坯尺寸和特性相符合。 由于自動(dòng)圖像 分析法能夠進(jìn)行更準(zhǔn)確的微觀評(píng)定， 因而對(duì)夾雜物很少的材料， 適用于自動(dòng)圖像 分析法（見(jiàn) ASTM E1122）。蒁 4

9、.6 宏觀和顯微試驗(yàn)法的結(jié)果可以作為材料外運(yùn)憑證，但不能作為接收或拒 收材料的依據(jù)。這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)可見(jiàn) ASTM產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或用戶與廠方的協(xié) 議。羅4.7 這些試驗(yàn)方法計(jì)劃用于鍛造金屬件。由于沒(méi)有規(guī)定最低變形量，故這些 試驗(yàn)方法不適用于鑄件和少量加工件。肅宏觀法螂 5 宏觀試驗(yàn)法羀 5.1 概述蚅5.1.1 微蝕試驗(yàn)該試驗(yàn)用來(lái)顯示夾雜物含量和分布，這些夾雜物通常分 布于橫截面或與軋制、 鍛造方向垂直的截面。 一些實(shí)例也進(jìn)行了縱截面上的檢測(cè)。 在需要檢測(cè)區(qū)域切取并加工一截面， 用合適的腐蝕劑腐蝕。 通常使用的腐蝕劑為 鹽酸和水在7182 °C的混合溶液，正如本試驗(yàn)名稱所示，腐蝕后，

10、用肉眼或低 放大倍數(shù)即可看出被腐蝕表面的夾雜物。 有關(guān)本試驗(yàn)的詳細(xì)內(nèi)容可見(jiàn) ASTME381。 對(duì)有疑義的結(jié)果應(yīng)通過(guò)顯微法或其他方法確認(rèn)。袂5.1.1.1 用5.1.1 的方法，硫化物表現(xiàn)為浸蝕麻點(diǎn)。袀 5.1.1.2 這種方法只能檢測(cè)大塊氧化物。莀5.1.2斷口試驗(yàn)一一該方法用于確定厚度約為913 mm的硬化工件斷口上的夾雜物。本試驗(yàn)基本用于鋼的分析，因?yàn)殇摬庞锌赡苓_(dá)到約60HRC勺硬度，而且 其斷口的晶粒尺寸可達(dá) 7 級(jí)或更細(xì)。試樣外部不能有過(guò)量的導(dǎo)致斷裂的凹槽或劃 痕。斷口最好在通過(guò)工件軸心的縱向上。用肉眼或放大約 10 倍即可檢測(cè)夾雜物 的長(zhǎng)度和分布?；鼗鹕虬l(fā)蘭能夠有助于對(duì)斷續(xù)狀氧化

11、物的判斷。 ISO 3763 為 斷面夾雜物的評(píng)定提供了一種圖示法。 實(shí)例表明， 用這種方法可以測(cè)出長(zhǎng)度僅為 0.40 mm 的夾雜物。莆 5.1.3 臺(tái)階法該試驗(yàn)方法用來(lái)評(píng)定軋鋼或鍛鋼加工面上的夾雜物。按規(guī) 定的在表面下的直徑加工試樣。 在良好光照度下， 肉眼或低放大倍率即可觀察到 夾雜物。有時(shí)也把試樣加工成更小的直徑， 以便檢測(cè)原直徑試樣后做進(jìn)一步檢驗(yàn)。 該試驗(yàn)一般用于檢測(cè)3 mm及其以上長(zhǎng)度的夾雜物。襖 5.1.4 磁粉法磁粉法是臺(tái)階法的一種變異。它是針對(duì)鐵磁材料，通過(guò)加工、磁化試樣來(lái)判定夾雜物的。斷續(xù)的僅有 0.40 mn長(zhǎng)的夾雜物形成缺磁區(qū)，吸 引磁粉，進(jìn)而顯現(xiàn)夾雜物。詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)第

12、6 章。節(jié)5.2 優(yōu)點(diǎn)：蝿5.2.1 這些方法使試樣表面大泛圍的檢測(cè)變得很容易。多數(shù)情況下，人們更 關(guān)心的是鋼中更大的夾雜物， 它們呈不均勻分布， 且間距較大， 這為大面積檢測(cè) 創(chuàng)造了更好的機(jī)會(huì)。膆5.2.2 制備宏觀檢驗(yàn)用試樣較快，僅需要機(jī)加工和磨削即可。不需要高拋光 的表面，宏觀法對(duì)評(píng)定大塊夾雜物具有足夠的靈敏度。羅5.3 缺點(diǎn)：莁5.3.1 不能區(qū)分不同夾雜物的形態(tài)。膈5.3.2 不適宜檢測(cè)小球狀?yuàn)A雜物或很小的被拉長(zhǎng)的鏈狀?yuàn)A雜物。袆5.3.3 磁粉法會(huì)導(dǎo)致對(duì)顯微結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤判斷，如殘奧溝痕、樹(shù)枝狀晶或某合 金中的碳化物。如果磁化電流很大，這種誤判很容易出現(xiàn)。螃 6 磁粉法詳細(xì)程序螃6.1

13、試樣：蚈6.1.1 試樣應(yīng)按 6.2 制備，由圓形或方形截面的鋼錠、鋼坯或鋼棒上切取試 樣的步驟推薦如下：蚇6.1.1.1 橫截面面積在230 c以上如圖1或圖2所示，切取1/4截面, 用鍛造或（和）機(jī)加工的方法制成直徑為 60150 mm的圓柱形試樣。還可以用另 一種方法，即鍛或軋制成150 mm的方形或圓形截面，按6.1.1.2加工出1/4截 面。襖6.1.1.2 橫截面面積在100230 cmf （包括100 cm2和230cm）如圖1或 圖 2 所示 ，切取 1/4 截面，用鍛造或（和）機(jī)加工的方法制成最大直徑的圓柱 試樣。袁6.1.1.3 橫截面面積在100 cm2以下一一把試樣加工

14、成圓柱體。另一種方法 是制成3個(gè)直徑的臺(tái)階試樣，每一個(gè)直徑對(duì)應(yīng)的圓柱體長(zhǎng)度為75 mm D為第一個(gè)臺(tái)階的直徑，其值低于標(biāo)準(zhǔn)允許的圓柱試樣尺寸；第二個(gè)臺(tái)階的直徑為3/4D；第三個(gè)臺(tái)階的直徑為 1/2D。莁6.1.2 試樣應(yīng)符合以下要求，除非 6.1.1.16.1.1.3 另有規(guī)定。莇6.1.2.1 檢測(cè)表面長(zhǎng)度一般為125 mm通常還需要25 mm的延伸量。裊6.1.2.2 從坯料上切取試樣的最小值如下：螁圓形或方形截面坯料尺寸， mm試樣最小尺寸， mm0.761.131.521.892.283.173.964.756.35膈w 12.7蚃12.719（ 包含 19）莂1925.4（ 包含 2

15、5.4）膀25.438（ 包含 38）袈 3851（包含 51）螄 5164（包含 64）蒁 6489（包含 89）蠆 89115（包含 115）薈 115152（包含 152）螅6.1.2.3 切取的 1/4 截面應(yīng)大于圖 1 和圖 2所示尺寸，以保證試樣表面包含 坯料的中心。坯料中心在試樣表面上的位置應(yīng)貼以標(biāo)記。袃6.2 試樣制備：聿 6.2.1 試樣粗加工后，在稍高于臨界溫度的溫度下水淬或油淬，并根據(jù)化學(xué) 成分進(jìn)行200650 C的回火，使硬度達(dá)到約300HB注意避免淬裂。熱處理會(huì)形 成一個(gè)更為均勻的組織， 其硬度足以使該組織保留一部分磁性， 有助于試驗(yàn)后磁 粉聚集。荿6.2.2 熱處理

16、后，磨削試樣（包括端部），或者進(jìn)行清理，以保證磁粉的良 好吸附。磨削應(yīng)在與試樣長(zhǎng)度垂直的方向上進(jìn)行， 并避免形成磨削裂紋。 縱向劃 痕可能足夠深，使磁粉聚集，以致夾雜物模糊不清。薃 6.2.3 磁化前，應(yīng)用快干溶劑徹底清洗試樣，去除油脂和手指印。羈 6.3 步驟：蒈6.3.1沿試樣縱向反復(fù)通電1/51/2 s，電流強(qiáng)度應(yīng)為在試樣直徑上160470 A/cm。裊6.3.2 正常情況下， 用連續(xù)法濕法， 即試樣在磁懸液中磁化。 硬化鋼試樣（硬 度不小于50 HRC磁化后，可以采用剩磁法濕法。注意檢測(cè)完成前，不要破壞 磁痕。有關(guān)磁粉檢驗(yàn)的各種濕法描述見(jiàn) ASTM E709。蚄6.3.3通常人們把磁粉

17、浸泡于粘度約為 40SUS勺煤油或其他輕質(zhì)油中。每升 油約含 7.7 g 非熒光磁粉。退磁時(shí)，非螢光磁粉磁懸液的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)為1.0%2.0%并在符合ASTM標(biāo)準(zhǔn)的100 mL刻度的錐形分離管中放置 3040 min。 有關(guān)錐形分離管的描述見(jiàn)ASTM D96肀6.3.4 作為油基系統(tǒng)的替代系統(tǒng)，可以用水基系統(tǒng)。使用水基系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)控 制蒸發(fā)率。通過(guò)加水保持正常液面。袇6.4 試樣檢驗(yàn)：薅6.4.1 檢驗(yàn)應(yīng)在良好光照下進(jìn)行，最好是標(biāo)準(zhǔn)的白色熒光燈。為獲得最好的 散射效果， 應(yīng)使燈的縱軸垂直于試樣縱軸。 這樣可以清楚地看到大夾雜物， 小一 點(diǎn)的夾雜物也可以看到。如果要檢測(cè) 0.8 mm或更小的夾雜物，

18、可借助于手工放 大鏡。至于是由夾雜物產(chǎn)生的磁痕， 還是由其他原因， 如裂紋、金屬纖維（流線）、 碳化物等產(chǎn)生的磁痕， 有經(jīng)驗(yàn)的操作人員能夠進(jìn)行區(qū)分。 記錄試樣表面的磁痕尺 寸。螆6.4.2 夾雜物產(chǎn)生的磁痕可以用照相、繪制或轉(zhuǎn)入接收器介質(zhì)的方式記錄下 來(lái)。例如，用氣溶膠或其他方法制成塑料涂層材料溶液， 尤其是可以充分利用制 備好的吸收紙如染印接受紙或清理膠片（ clean out film ）。將它們制成各種尺 寸，或從攝影棚得到。 固定在卡片上的普通透明膠帶也能吸起試樣上的磁粉。 轉(zhuǎn) 移法速度快， 能夠準(zhǔn)確地提供低倍率下的檢測(cè)結(jié)果， 且比檢測(cè)曲面用的照相法來(lái) 得更準(zhǔn)確。 另外，轉(zhuǎn)移法還能保留

19、磁痕在試樣上的位置， 而試樣是與坯料原表面 及其中心線有關(guān)的。蒂 6.5 結(jié)果表示：薁 6.5.1 磁粉試驗(yàn)結(jié)果一般由頻率和嚴(yán)重級(jí)別數(shù)表示莆6.5.2頻率是指給定區(qū)域內(nèi)磁痕的總數(shù)。一般此區(qū)域面積為258 cm2。也可由檢測(cè)表面單位面積內(nèi)的磁痕數(shù)表示。 用頻率和嚴(yán)重級(jí)別表示每平方英寸內(nèi)夾雜 物的方法已被汽車工程師協(xié)會(huì)以 SAEJ41標(biāo)準(zhǔn)所采納。參見(jiàn)AMS2300, AMS2301, AMS 2303和 AMS2304蒃6.5.3 嚴(yán)重級(jí)別數(shù)是根據(jù) AMS 2300, 2301, 2303 和2304中所列的磁痕寬度來(lái)表示的。該值如下：薀磁痕長(zhǎng)度, mm(AMS2300, 2304)嚴(yán)重級(jí)別寬度因

20、數(shù)肀0.40.8 （不含0.8）2肆0.81.6 （不含1.6）4薄1.63.2 （不含3.2）16袃 >3.2256蒀袂磁痕長(zhǎng)度, mm(AMS2301, 2303)嚴(yán)重級(jí)別寬度因數(shù)蟻1.63.2 (包含 3.2)0.5肆3.26.4 (包含 6.4)1羄6.412.8 （包含 12.8）2螞12.819(包含 19)4蒈1 925 .4 （包含 25.4）8葿25.438.10（包含 38.10）16莄6.5.3.1 嚴(yán)重級(jí)別數(shù)是按給定長(zhǎng)度的磁痕數(shù)乘以寬度因數(shù),并將乘積相加得 到的。嚴(yán)重級(jí)別數(shù)由給定區(qū)域的磁痕寬度表示, 也可以由檢測(cè)表面每單位面積的 磁痕寬度表示(見(jiàn) AMS 2300

21、, 2301, 2303, 2304)。莃 6.5.4 一個(gè)熔煉爐次的所有試樣的平均頻率和嚴(yán)重級(jí)別數(shù)可用來(lái)表示該爐次 磁粉檢測(cè)的結(jié)果。薀 6.5.5 一個(gè)熔煉爐次的頻率和嚴(yán)重級(jí)別數(shù)可以方便地與另一爐次的值相比 較。但要注意比較的是相近尺寸的鋼坯或鋼棒的測(cè)試結(jié)果。薇 6.5.6 如果采用臺(tái)階試驗(yàn)，其結(jié)果應(yīng)與各自直徑有關(guān)。螃 6.5.7 磁粉檢測(cè)結(jié)果也可以用某一規(guī)定區(qū)域內(nèi)磁痕的總長(zhǎng)度表示。在上面提 到的AMS標(biāo)準(zhǔn)中，用每平方英寸內(nèi)的磁痕的長(zhǎng)度表示。膃顯微法蟻 7 綜述蚆7.1 顯微法用于測(cè)定拋光試樣表面上夾雜物的尺寸、分布、數(shù)量和類型。通 過(guò)光學(xué)顯微鏡對(duì)試樣的檢測(cè)， 用幾張有代表性的金相照片報(bào)告觀

22、察到的夾雜物類 型。這種方法沒(méi)有統(tǒng)一的報(bào)告格式。 因而產(chǎn)生了標(biāo)準(zhǔn)引用圖的情況， 這些圖描述 了一組典型夾雜物的特征， 將試樣的顯微視場(chǎng)直接與這組圖作比較即可得到檢測(cè) 結(jié)果。蒆7.2這里引用的各種圖都出自于 JK評(píng)級(jí)圖和SAE J422中的SAE評(píng)級(jí)圖。本 標(biāo)準(zhǔn)就是用這些圖來(lái)作準(zhǔn)確對(duì)比的。其中方法 A （最差視場(chǎng)法）、方法D （低夾 雜物含量法）和方法E（ SAM評(píng)定法）用JK評(píng)級(jí)圖，而方法C （氧化物和硅酸鹽 法）用SAE評(píng)級(jí)圖。ISO 4967用的也是JK評(píng)級(jí)圖。袃7.3 由于一張圖不能全面反映出各種夾雜物的類型和形式，因而使用任何一 張圖在檢測(cè)最普通類型的夾雜物時(shí)都會(huì)受到限制。 故要注意這

23、樣的檢測(cè)并不是純 粹地研究夾雜物的金相照片。蒈7.4除了比較（或評(píng)級(jí)圖）法 A C和D外，還有一種方法B。方法B （長(zhǎng)度 法）是根據(jù)夾雜物的長(zhǎng)度來(lái)檢測(cè)的。 無(wú)論夾雜物為何種類型， 只要其長(zhǎng)度不小于 0.127 mm就可以進(jìn)行評(píng)定。用這種方法能得到夾雜物的最大長(zhǎng)度和平均長(zhǎng)度。 此外，金相照片可以用來(lái)評(píng)定短得無(wú)法測(cè)量的背景夾雜物。肈7.5 顯微評(píng)定法的優(yōu)點(diǎn)：羆7.5.1 可以評(píng)定夾雜物的尺寸、類型和數(shù)量。薄7.5.2 可以評(píng)定極小的夾雜物。蒀7.6顯微評(píng)定法的缺點(diǎn)是評(píng)估視場(chǎng)很?。?.50 mm2）。這樣試樣尺寸較小， 只能用有限數(shù)量的視場(chǎng)來(lái)評(píng)定大試樣。 如果夾雜物分布不均勻， 則由顯微評(píng)定法 得到

24、的大截面鋼坯上夾雜物的分析結(jié)果就具有偶然性。 鋼的最終使用決定了顯微 評(píng)定結(jié)果的重要性。 應(yīng)具有整理評(píng)定結(jié)果的經(jīng)驗(yàn)， 以便于在某些應(yīng)用中不夸大夾 雜物的重要性。膆 7.7 在評(píng)定夾雜物時(shí)，無(wú)論采用什么方法，很重要的一點(diǎn)是評(píng)定結(jié)果僅出自 于被檢試樣區(qū)。由于實(shí)際的原因，這種試樣與其所代表的鋼的總數(shù)相比是很少的。 為獲得夾雜物的評(píng)定數(shù)據(jù)， 進(jìn)行足夠數(shù)量的抽樣與選擇正確的試驗(yàn)方法同樣是很 重要的。蒞 7.8 對(duì)夾雜物來(lái)說(shuō)，不僅在不同熔煉爐次的鋼中不同，就是同一熔煉爐次、 甚至是同一鋼坯的不同部位也不同。 需要測(cè)定夾雜物含量的單位批量的鋼應(yīng)不超 過(guò) 1 個(gè)熔煉爐次， 這是基本常識(shí)。 選取足夠數(shù)量的試樣以

25、充分代表各種情況。 應(yīng) 該把正確的抽樣程序列入產(chǎn)品的技術(shù)要求或技術(shù)條件中。 對(duì)半成品而言， 應(yīng)在充 分切除廢料之后切取試樣。 如果在完成全部檢測(cè)后， 還無(wú)法確認(rèn)對(duì)同一熔煉爐的 不同鋼坯和鋼坯不同部位的檢測(cè)， 則對(duì)相當(dāng)重量的鋼來(lái)說(shuō)應(yīng)進(jìn)行大量試樣的隨機(jī) 抽樣。一個(gè)鋼坯的夾雜物評(píng)定結(jié)果即使很精確， 也不能代表一個(gè)熔煉爐次的結(jié)果。肀 7.9 被測(cè)鍛鋼制品的尺寸和形狀對(duì)夾雜物的尺寸和形態(tài)影響很大。在鑄造毛 坯的軋制和鍛造過(guò)程中， 夾雜物隨毛坯橫截面的擠壓而延伸和打碎。 因此， 在報(bào) 告夾雜物評(píng)定結(jié)果時(shí)， 必須說(shuō)明用于取樣的鋼坯尺寸、 形狀及制造方法。 在比較 不同鋼中夾雜物時(shí)， 鋼坯應(yīng)盡可能軋制或鍛造成

26、同一尺寸和形狀。 試樣應(yīng)沿縱向 或平行于軋制或鍛造方向切取。薁 7.10 為了更容易地獲得可比較的結(jié)果，可以很方便地從更大的鋼坯中鍛造 試樣。然后，用與軋制截面上抽樣同樣的方法在鍛造截面上抽樣。注意，應(yīng)從鍛 造坯料上節(jié)取足夠長(zhǎng)的試樣， 否則會(huì)有切斜端試樣混入的危險(xiǎn)。 這種形狀改變的 材料將產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤的評(píng)定結(jié)果。 鋸掉鍛料的端頭， 從中間取樣有助于避免這種 情況的發(fā)生。蕿 7.11 這些方法中有幾種方法都是對(duì)制備好的試樣表面的規(guī)定區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)， 而且所有重要夾雜物都應(yīng)記錄， 并在結(jié)果中表示出來(lái)。 因此， 對(duì)每一個(gè)試樣的檢 測(cè)結(jié)果比金相照片或評(píng)級(jí)圖能更準(zhǔn)確地代表其所含夾雜物。 最差視場(chǎng)法的缺點(diǎn)無(wú)

27、 法獲得這樣的夾雜物評(píng)估分布。螄 7.12 為了比較不同熔煉爐次和同一爐次不同部位鋼的夾雜物，其評(píng)定結(jié)果 應(yīng)表示為一個(gè)熔煉爐次不同試樣的夾雜物的平均值。 評(píng)定夾雜物長(zhǎng)度時(shí)， 最簡(jiǎn)單 方法就是把每一被檢區(qū)內(nèi)的夾雜物長(zhǎng)度相加。 然而， 最好是不僅得到總長(zhǎng)度， 還 要根據(jù)各自的長(zhǎng)度加權(quán)計(jì)算夾雜物。也可以表示為最大夾雜物長(zhǎng)度和夾雜物總 數(shù)。荿 8 抽樣蚇 8.1 為了對(duì)一批材料中夾雜物種類進(jìn)行正確的評(píng)定，應(yīng)盡可能選擇具有代表 性的試樣，至少應(yīng)檢測(cè) 6 個(gè)位置的試樣。這里所指的一批材料，是指同時(shí)加工 和具有相近加工參數(shù)的一批材料。 同一批材料只能出自一個(gè)熔煉爐次。 例如，同 一熔煉爐次的一批材料， 取樣

28、點(diǎn)宜選在澆注開(kāi)始、 中間和結(jié)束的可用鋼坯上。 對(duì) 連鑄或底注工藝，也應(yīng)對(duì)每爐做出類似的抽樣計(jì)劃。膄 8.2 對(duì)某一爐次、鋼坯或另一批材料，在其取樣位置不明確的情況下，應(yīng) 進(jìn)行更大量的隨機(jī)抽樣。薁 8.3 評(píng)定結(jié)果是隨鋼坯擠壓量的變化而變化的。對(duì)材料驗(yàn)收或比較不同爐 次的夾雜物而言，應(yīng)注意在材料加工的適當(dāng)階段取樣。莀 9 試樣的幾何形狀螅9.1 用顯微法測(cè)定夾雜物時(shí)，建議取 160mm2 的試樣拋光表面。該拋光表面 應(yīng)平行于產(chǎn)品的縱軸。 另外，扁鋼的取樣截面也應(yīng)垂直于軋制平面； 對(duì)圓形或管 類產(chǎn)品，截面應(yīng)在徑向方向選取。蚃9.2 厚截面產(chǎn)品（截面厚度大于 9.5 mm 的產(chǎn)品，如鍛件，鋼坯，鋼棒

29、，平 板，鋼板和管材）芁 9.2.1 對(duì)寬大的產(chǎn)品，通常選取 1/4 寬度處的截面蒁922 對(duì)圓形截面產(chǎn)品，圖3顯示了在一個(gè)直徑為38mm的截面上切取試 樣的方法。從產(chǎn)品上取一厚度為 9.5 mm 的圓盤(pán)。從該圓盤(pán)上切下 1/4，如圖 3 所示，其陰影部分為拋光面。這樣試樣沿產(chǎn)品長(zhǎng)度從外到內(nèi)為 9.5mm 。膈9.2.3 大截面產(chǎn)品，每個(gè)試樣應(yīng)取自半徑中點(diǎn)處，見(jiàn)圖 4 中陰影部分。試 樣拋光面在產(chǎn)品縱向上的長(zhǎng)度為 9.5 mm，在垂直于徑向面的方向長(zhǎng)度為 19 mm 距產(chǎn)品中心和邊緣等距離。 這種等距離取樣可減少拋光和檢測(cè)的試樣數(shù)量。 供檢 測(cè)用的其他區(qū)域， 如中心和表面， 也應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)， 并

30、在結(jié)果中說(shuō)明。能從 50100 mm的圓或方形鋼坯或棒料上取樣最好，也可以使用更大或更小的尺寸，但應(yīng)在 結(jié)果中說(shuō)明。肅9.3 薄截面產(chǎn)品（截面厚度不大于材）按下列規(guī)定切取縱截面試樣。9.5 mm如鋼帶，鋼板，棒料，線材和管肂9.3.1橫截面厚度為0.959.5 mm，應(yīng)從同一抽樣坯上制取足夠數(shù)量的試片 制成一個(gè)約160 mm的拋光試樣表面。（如：厚1.27 mm的板，沿板的寬度方向 均勻地選取 7 到 8 個(gè)縱向試片做成一個(gè)試樣）。艿9.3.2橫截面厚度小于0.95 mm，從每個(gè)抽樣位置取10個(gè)縱向試片制成一 個(gè)適當(dāng)?shù)膾伖庠嚇颖砻妗?（根據(jù)材料厚度和試片長(zhǎng)度的不同， 試樣的拋光面積可 以小于1

31、60mm由于鑲鉗10個(gè)以上的試片存在的實(shí)際困難，可考慮減小試樣面 積）。注意用比較法 A， C ， D 和 E 時(shí)，試樣橫截面的厚度應(yīng)不小于規(guī)定的 最小值。因此，方法A, D和E用試樣的最小厚度為0.71 mm方法C為0.79 mm更薄的截面應(yīng)用其他評(píng)定方法。芆10 試樣的制備螆10.1 試樣應(yīng)是拋光的、顯微鏡下平整的，以便清晰地顯示夾雜物的尺寸和 形態(tài)。為獲得令人滿意的評(píng)定結(jié)果，試樣的拋光面不應(yīng)有人為的凹坑、雜質(zhì)（如 拋光粉）和擦傷。試樣拋光時(shí)，夾雜物上不能形成凹坑、變形或模糊不清。試樣 拋光后應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，不應(yīng)留有任何以前腐蝕（如果曾有過(guò)的話）過(guò)的痕跡。建議 將ASTM E3和ASTM E7

32、68中的程序列于其后。螂10.2 如果試樣無(wú)法滿足 10.1 中敘述的拋光條件，則試樣拋光前應(yīng)進(jìn)行熱 處理，使之達(dá)到所能達(dá)到的最大硬度。要采取必要措施消除熱處理造成的影響， 如氧化皮，脫碳等。這部分內(nèi)容供可熱處理的碳鋼、低合金和不銹鋼參考。芀11 準(zhǔn)確度和偏差蠆11.1 不同試驗(yàn)室所做的 JK 評(píng)估研究表明，在對(duì)夾雜物的確認(rèn)上常存在一 個(gè)問(wèn)題，主要是如何區(qū)分 A類（硫化物）和C類（硅酸鹽）可變形氧化物。這 樣，JK評(píng)估的準(zhǔn)確度受到嚴(yán)重影響。方法 A，C, D的準(zhǔn)確度受夾雜物含量的影 響。隨著夾雜物含量的增加，這種評(píng)估的準(zhǔn)確度下降。膅11.2 按評(píng)級(jí)圖 I-r ，嚴(yán)重級(jí)別等級(jí)評(píng)定到 0.5 的鋼

33、，用最差視場(chǎng)法評(píng)定通 常在嚴(yán)重級(jí)別數(shù)± 1 的區(qū)間內(nèi)是準(zhǔn)確的，對(duì)低含量夾雜物的鋼來(lái)說(shuō)，也可能嚴(yán)重 級(jí)別數(shù)在土 0.5內(nèi)才是準(zhǔn)確的?？偟膩?lái)說(shuō)，對(duì) B和D型夾雜物的評(píng)定準(zhǔn)確度比 A 和 C 型的高。而且，不論夾雜物為何種類型，厚度小的總比厚度大的準(zhǔn)確。薂11.3 按評(píng)級(jí)圖 I-r ，嚴(yán)重級(jí)別數(shù)必須評(píng)定為整數(shù)的鋼， 其最高別級(jí)數(shù)只能達(dá) 到± 2 ，準(zhǔn)確度通常較差。在考慮 A、C 型夾雜物與 B、D 型夾雜物，厚度小的 與厚度大的夾雜物的評(píng)定準(zhǔn)確度時(shí)， 具有與上述相同的趨勢(shì)。 如果夾雜物被誤判， 則誤差就更大了。用方法D測(cè)得的夾雜物視場(chǎng)數(shù)的準(zhǔn)確度不如用最差視場(chǎng)法的。 一個(gè)好的、準(zhǔn)確

34、的評(píng)估方法需要進(jìn)行大量的嘗試。肇11.4 S型夾雜物（可變形氧化物）的誤判會(huì)嚴(yán)重影響方法 C的準(zhǔn)確性。除 此之外，低夾雜物含量的鋼的嚴(yán)重級(jí)別數(shù)相差不超過(guò)± 1 個(gè)單位，高含量的鋼不 超過(guò)土2個(gè)單位。評(píng)級(jí)圖U所示的方法 C僅用于檢測(cè)氧化物，不能檢測(cè)硫化物。螇11.5 用評(píng)級(jí)圖 I-r 評(píng)定的準(zhǔn)確度通常符合圖表嚴(yán)重級(jí)別數(shù)增量（ the chart severity increments ），但在某些情況下略為偏高。夾雜物含量極低的鋼，其 嚴(yán)重級(jí)別數(shù)可能在最小值（ 1/2）以下，此時(shí)用自動(dòng)圖像分析法（如 ASTME1122 和E1245所述）更好。注意顯微法 A和D規(guī)定了夾雜物的最小可測(cè)尺

35、寸；這樣， 視場(chǎng)內(nèi)或試樣中可能含有可辨認(rèn)、 但無(wú)法評(píng)定的夾雜物， 因?yàn)樗鼈冃∮谝粋€(gè)非零 的最小值。薅12方法A （最差視場(chǎng)法）芃12.1簡(jiǎn)介一一這個(gè)試驗(yàn)要求在放大100倍的情況下觀察160 mrfi的試樣拋光 區(qū)。這一視場(chǎng)相當(dāng)于一個(gè)邊長(zhǎng)為 0.71 mm面積為0.5 mr的正方形試樣表面（見(jiàn) 圖5）。將每個(gè)0.5 mm2的視場(chǎng)與評(píng)級(jí)圖I-r作比較，對(duì)A B C D類夾雜物， 按細(xì)系和粗系，找出最高的嚴(yán)重級(jí)別數(shù)的視場(chǎng)。每一個(gè)被檢試樣都應(yīng)該報(bào)告這些 最差視場(chǎng)的嚴(yán)重級(jí)別數(shù)。腿12.2 程序：裊12.2.1可在兩種獲取0.5 mrfe方形視場(chǎng)的方法中任選一種。一種是將放大 100倍的夾雜物顯微圖像投影

36、到可視屏幕上，該可視屏幕上有一邊長(zhǎng)為71.0 mm正方形標(biāo)識(shí)區(qū)。另一方法是在顯微鏡上劃出該正方形區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)直接觀察視場(chǎng)（見(jiàn)圖5）。肄12.2.2首先，用不可擦除的標(biāo)識(shí)器或硬質(zhì)合金劃線器在試樣表面劃出檢測(cè) 區(qū)。把試樣放在顯微鏡載物臺(tái)上，開(kāi)始對(duì)檢測(cè)區(qū)內(nèi)每個(gè)視場(chǎng)的檢測(cè)。把視場(chǎng)與評(píng)級(jí)圖I -r加以比較，對(duì)每類夾雜物（A B C D型），按細(xì)系和粗系記錄與最 差視場(chǎng)相符合的評(píng)級(jí)圖I -r的級(jí)別數(shù)為03的整數(shù)。（級(jí)別數(shù)大于3.0時(shí)，見(jiàn) 表1）。這里重要的一點(diǎn)是如果某區(qū)域的級(jí)別數(shù)居于兩個(gè)級(jí)別數(shù)之間，此時(shí)其值 應(yīng)四舍五入到小的級(jí)別數(shù)。例如，使用評(píng)級(jí)圖I-r時(shí)，某個(gè)區(qū)域幾乎不含夾雜物，或者夾雜物長(zhǎng)度小于級(jí)

37、別數(shù)1，則記為0。肅表1方法A D和E的最小級(jí)別數(shù)芀級(jí)別 數(shù)羋放大100倍的視場(chǎng)中夾雜物的總長(zhǎng) 度，最小值蒃mm螃視場(chǎng)中夾雜物 數(shù)量，最小值莆A型袃B型薄C型聿D型C螈1/2薆3.7羀1.7膀1.8袇1羆1螁 12.7羈7.7羅7.6蒅4蒁1?罿 26.1莈18.417.6襖9芁9肁2蒆 43.6芄 34.3羂 32.0袈16袈2?螃 64.9螂 55.5衿 51.0羇25莆389.882.274.6363?1118.114.7102.94948149.153.0135.9644?8189.197.3173.78150223.247.6216.3100A表中的長(zhǎng)度值適用于自動(dòng)評(píng)定法，尤其是在最

38、小級(jí)別數(shù)為1/2時(shí)，手工檢測(cè)準(zhǔn)確度很低。D型夾雜物數(shù)量也作了修改，數(shù)量大的修改也大，因?yàn)檫@些數(shù)已 經(jīng)超出了材料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。BVanderVoort,G.F,和 Wilson,R.K.,“非金屬夾雜物和 ASTM委員會(huì) E-4，”標(biāo)準(zhǔn)化新聞，第19卷，1991年5月，第2837頁(yè)。°D型夾雜物的最大縱橫比為5:1。12.2.3移動(dòng)載物臺(tái)，觀察相鄰區(qū)域，并重復(fù)比較程序。繼續(xù)此過(guò)程，直到 試樣拋光區(qū)均被掃描。典型的掃描路線見(jiàn)圖6。12.2.4確定夾雜物級(jí)別數(shù)用的最小長(zhǎng)度（對(duì) D型夾雜物為最少個(gè)數(shù)）打印 在評(píng)級(jí)圖I -r和列于表1中。劃分細(xì)系和粗系的夾雜物寬度參數(shù)列于表2。夾雜物沿長(zhǎng)度方向由細(xì)

39、變粗時(shí)，夾雜物應(yīng)歸為最能代表其粗細(xì)的一類。就是說(shuō)，夾雜物有一大半長(zhǎng)度的寬度屬于粗系的話，則該夾雜物為粗系。對(duì)超出表1、表2范圍的夾雜物評(píng)定結(jié)果報(bào)告的有關(guān)說(shuō)明見(jiàn)12.3.2。表2夾雜物寬度和直徑參數(shù)（方法 A和D）夾雜物類型細(xì)系粗系寬度， 最小值mm寬度，最大值mm寬度， 最小值mm寬度， 最大值mmA24>412B29>9r 15 nC25>512D28>813A夾雜物最大尺寸超出粗系最大值時(shí)，應(yīng)在評(píng)定結(jié)果報(bào)告中注明超大，并標(biāo) 出實(shí)際尺寸。12.2.5盡管方法A原計(jì)劃是用整數(shù)來(lái)評(píng)定夾雜物的，但是許多標(biāo)準(zhǔn)（ASTMA295, A485, A534, A535, A756和

40、A866）均允許用它評(píng)定1/2級(jí)別的夾雜物。 這種操作是允許的（見(jiàn)15.2.2 ）。12.2.6列于評(píng)級(jí)圖I -r頂端的A、B、C、D類夾雜物的主要化學(xué)型并非指 需要了解夾雜物的化學(xué)成分。在本方法中，夾雜物為具有類似幾何形態(tài)的一類， 不需做化學(xué)分析。A型（硫化物）和C型（硅酸鹽）夾雜物在尺寸和形態(tài)上很相 像。因而它們的區(qū)別應(yīng)輔以金相照相技術(shù)，如用暗場(chǎng)法（或橫向偏光鏡）觀察有 疑義的夾雜物，正確拋光的硫化物是暗的，而硅酸鹽是明亮的。另一項(xiàng)技術(shù)是觀 察夾雜物的色度，硫化物通常是淺灰色的，硅酸鹽則很暗或有時(shí)外表為透明的。 這種方法可用來(lái)評(píng)定按尺寸和形態(tài)劃分的非傳統(tǒng)型夾雜物，就是說(shuō)，硫化物受形 狀控制

41、處理或被包裹的氧化物所支配。此外，也可以評(píng)定硼化物、碳化物、氮化 物或類似夾雜物。但除了評(píng)級(jí)圖I -r中傳統(tǒng)的非金屬夾雜物之外，其他夾雜物 的評(píng)定應(yīng)在結(jié)果中清楚地反映出來(lái)。1227斷續(xù)的條狀B、C型夾雜物當(dāng)其在試樣表面至少相距 40mn或平行距 離在15mm以上時(shí)，將其視為兩個(gè)不同的夾雜物。如果一個(gè)視場(chǎng)中出現(xiàn)兩個(gè)或兩 個(gè)以上的同類夾雜物（A、B、C類），則其長(zhǎng)度的總和決定了該類夾雜物的級(jí)別 數(shù)。如果不需測(cè)量，通常將其直接與評(píng)級(jí)圖I-r比較，即可得到夾雜物級(jí)別數(shù)。12.3結(jié)果表示12.3.1所有鋼坯的全部試樣每類夾雜物最差視場(chǎng)的平均值應(yīng)根據(jù)評(píng)級(jí)圖I -r或表1的級(jí)別數(shù)來(lái)計(jì)算。表3為求6個(gè)試樣平均值的示例。表3最差視場(chǎng)夾雜物級(jí)別（方法A）樣試A型B型C型D型系細(xì)系粗系細(xì)系粗系細(xì)系粗系細(xì)