03金相檢驗規(guī)范

1、淮安方圓鍛造有限公司金相檢驗規(guī)范文件編號FY/QT-03發(fā)布日期：2015.08.15版次D/0頁碼11/111.目的 通過對鍛件進行金相檢驗，使產(chǎn)品質(zhì)量處于受控狀態(tài)，確保產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量符合國家法規(guī)、標準和客戶的要求。2.適用范圍 適用于本公司有金相試驗要求的產(chǎn)品。3.執(zhí)行標準： ASTM E381-01-2006 棒材、鍛坯、大方坯和鍛件的宏觀侵蝕試驗標準 ASTM E45-2013 測定鋼材夾雜物含量的試驗方法 ASTM E112-2013 測定平均晶粒度的標準試驗方法4.檢驗人員必須經(jīng)考核培訓并取得相應(yīng)崗位資格證書。5.檢驗設(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

2、截取方向、部位、數(shù)量應(yīng)依據(jù)檢驗的目的、技術(shù)標準或雙方技術(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金相檢驗6.2.1非金屬夾雜物的檢驗：6.2.1.1范圍 本標準規(guī)定了用標準圖譜評定壓縮比大于或等于3的軋制或鍛制鋼材中的非金屬夾雜物的顯微評定方法。這種方法廣泛用于對給定用途鋼適應(yīng)性的評估。但是，由于受試驗人員的影響，即使采用大量試樣也很難再現(xiàn)試驗結(jié)果，因此，使用本方法時應(yīng)十分慎重。6.2.1.2原理 將所觀察的視場與本標準圖譜進行對比，并分別對每類夾雜物進行評級。 這些評級圖片相當于100倍下縱向拋光平面上面積為0.50mm2的正方形視場。

3、 根據(jù)夾雜物的形態(tài)和分布，標準圖譜分為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）：具有高的延展性，有較寬范圍形態(tài)比（長度/寬度）的單個灰色夾雜物，一般端部呈圓角；B類（氧化鋁類）：大多數(shù)沒有變形，帶角的，形態(tài)比?。ㄒ话?lt;3），黑色或帶藍色的顆粒，沿軋制方向排成一行（至少有3個顆粒）；C類（硅酸鹽類）：具有高的延展性，有較寬范圍形態(tài)比（一般3）的單個呈黑色或深灰色夾雜物，一般端部呈銳角；D類（球狀氧化類）：不變形，帶角或圓形的，形態(tài)比?。ㄒ话?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13

4、m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，并注明其化學特征。例如：球狀硫化物可作為D類夾雜物評定，但是試驗報告中應(yīng)加注一個下標（如：Dsulf表示；Dcas表示球狀硫化鈣；DRES表示球狀稀土硫化物；DDup表示球狀復(fù)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，也可以根據(jù)它們的形態(tài)與上述五類夾雜物進行比較，并按上述的方法表示它們的化學特征。注：在進行試驗之前，可采用大于100倍的放大倍率對非傳統(tǒng)類型夾雜物進行檢驗，以確定其化學特征。 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，每個系列由表示夾雜物含

5、量遞增的六級圖片組成。 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2表示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 mB 總長度 mC 總長度 mD 數(shù)量 個DS 直徑 m0.5371718113112777764191.5261184176927243634332016382.56495555102

6、5533898 (<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，并取最接近的整數(shù)。表2夾雜物寬度類別細系粗系最小寬度 m最大寬度 m最小寬度 m最大寬度 mA24>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，只有在經(jīng)過相似程度變形的試樣坯制備的截面上才可能進行測量結(jié)果的比較。 用于測量夾雜物含量試樣的拋光面面積應(yīng)約為200m

7、m2（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。 取樣方法應(yīng)在產(chǎn)品標準或?qū)ｉT協(xié)議中規(guī)定。對于板材，檢驗面應(yīng)近位于其寬度的四分之一處。 如果產(chǎn)品標準沒有規(guī)定，取樣方法如下：直徑或邊長大于40mm的鋼棒或鋼坯；檢驗面為鋼材外表到中心的中間位置的部分徑向截面；（見圖1直徑或邊長大于25mm、小于或等于40mm鋼棒或鋼坯；檢驗面為通過直徑的截面的一半（由試樣中心到邊緣）；（見圖 2）直徑或邊長小于或等于25mm的鋼棒：檢驗面為通過直徑的整個截面，其長度應(yīng)保證得到約200mm2的檢驗面積；（見圖3）厚度小于或等于25mm的鋼板：檢驗面位于寬度1/4的全厚度截面；（

8、見圖4）厚度大于25mm、小于或等于50mm的鋼板：檢驗面為位于寬度的1/4和從鋼板表面到中心的位置，檢驗面為鋼板厚度的1/2截面。（見圖5）厚度大于50mm的鋼板：檢驗面為位于寬度的1/4和從鋼板表面到中心之間的中間位置，檢驗面為鋼板厚度的1/4截面（見圖6）6.2.1.4試樣制備 試樣應(yīng)切割加工，以便獲得檢驗面。為了使檢驗面平整、避免拋光時試樣邊緣磨成圓角，試樣可用夾具或鑲嵌的方法加以固定。 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，以便檢驗面盡可能干凈和夾雜物的形態(tài)不受影響。當夾雜物細小時，上述操作要點尤其重要。用金鋼石磨料拋光是適宜的。在某些情況下，為了使試樣得到盡

9、可能高的硬度，在拋光前試樣可進行熱處理。6.2.1.5夾雜物含量的測定6.2.1.5.1觀察方法 在顯微鏡下可用下列兩種方法之一檢驗：投影到毛玻璃上；用目鏡直接觀察。 在檢驗過程中應(yīng)始終保持所選用的觀察方法。 如果圖像被投影到毛玻璃或類似裝置上，必須保證放大100×±2×（在毛玻璃上）。在毛玻璃投影屏上面或背后放一個清晰的邊長為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)的圖像與標準圖片（附錄A）進行比較； 如果用目鏡檢驗夾雜物，則應(yīng)在顯微鏡的適當位置上放置如圖7所示試驗網(wǎng)格，以使在圖像上試驗框內(nèi)的面積是0.50mm2。注：在特殊情況下，

10、可采用大于100倍的放大倍率，但對標準圖譜應(yīng)采用同一放大倍率，并在試驗報告中注明。6.2.1.5.2實際檢驗 可采用下列兩種方法。6.2.1.5.2.1 A法 應(yīng)檢驗整個拋光面。對于每一類夾雜物，按細系和粗系記下與所檢驗面上最惡劣視場相符合的標準圖片的級別數(shù)。6.2.1.5.2.2 B法 應(yīng)檢驗整個拋光面。試樣每一視場同標準圖片相對比，每類夾雜物按細系或粗系記下與檢驗視場最符合的級別數(shù)（標準圖片旁邊所示的級別數(shù)）。 為了使檢驗費用降到最低，可以通過研究，減少檢驗視場數(shù)，并使之分布符合一定的方案，然后對試樣做局部檢驗。但無法是視場數(shù)，還是這些視場的分布，均應(yīng)事前協(xié)議商定。6.2.1.5.2.3

11、A法和B法的通則 將每一個觀察的視場與標準評級圖譜進行對比。如果一個視場處于兩相鄰標準圖片之間時，應(yīng)記錄較低的一級。 對于個別的夾雜物和串（條）狀夾雜物，如果其長度超過視場的邊長（0.710mm），或?qū)挾然蛑睆酱笥诖窒底畲笾?，則應(yīng)當作超尺寸（長度、寬度或直徑）夾雜物進行評定，并分別記錄。但是，這些夾雜物仍應(yīng)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說明。 非傳統(tǒng)類型夾雜物按與其形態(tài)最接近的A、B、C、D、DS類夾雜物評定。將非傳統(tǒng)

12、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選擇與夾雜物含量相應(yīng)的級別或?qū)挾认盗校?、粗或超尺寸），然后在表示該類夾雜物的符號后加注下標，以表示非傳統(tǒng)類型夾雜物的特征，并在試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分別表示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小于或等于40mm且沿軋制方向的橫向距離s（夾雜物中心之間的距離）小于或等于10mm時，則應(yīng)視為一條夾雜物或串（條）狀夾雜物。 如果一個串（條）狀夾雜物內(nèi)夾雜物的寬度不同，則應(yīng)將該夾雜

13、物的最大寬度視頻為該串（條）狀夾雜物的寬度。6.2.1.5.3結(jié)果表示6.2.1.5.3.1通則 除非在產(chǎn)品標準中已指明，檢驗結(jié)果可按下述方法表示。 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)平均值來表示結(jié)果。這種方法與5.2.1所述的方法結(jié)合使用。6.2.1.5.3.2 A法 表示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表示出現(xiàn)粗系的夾雜物，s表示出現(xiàn)超尺寸夾雜物。 例如：A2，Ble,C3,D1,B2,5s,DS0.5。 用于表示非傳統(tǒng)類型的夾雜物下標應(yīng)注明其含義。6.2.1.5.3.3 B

14、法 表示給定觀察視場數(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，可用所有視場的全套數(shù)據(jù)，按專門的方法來表示其結(jié)果，如根據(jù)雙方協(xié)議規(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

15、 式中：N為所觀察視場的總數(shù)。 典型夾雜物結(jié)果列于附錄C。6.2.1.5.4試驗報告 試驗報告應(yīng)包括如下各項： a)本標準號； b)鋼的牌號和爐號； c)產(chǎn)品類型和尺寸； d)取樣方法及檢驗面位置； e)選用的方法（觀察方法、檢驗方法、結(jié)果表示方法）； f)放大倍率（如果大于100倍時）； g)觀察的視場數(shù)或總檢驗面積； h)各項檢驗結(jié)果（夾雜物或串（條）狀夾雜物的尺寸超過標準評級圖者應(yīng)予以注明）； i)對非傳統(tǒng)類型夾雜物所采用的下標的說明； j)試驗報告編號和日期； k)試驗員姓名。 依據(jù)ASTM E45-2013 鋼中非金屬夾雜物含量的測定標準評級圖顯微檢驗法，觀察整個受檢面，選取有代表性

16、的視場，按夾雜物的形態(tài)、大小、數(shù)量進行評級；評級圖見標準。6.2.2鋼質(zhì)模鍛件金相組織檢驗：6.2.2.1范圍 本標準規(guī)定了鋼質(zhì)模鍛件的金相組織評級圖（以下簡稱評級圖）及評定方法。 本標準適用于經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理、正火處理、等溫正火處理、鍛后控冷處理的結(jié)構(gòu)鋼模鍛件。 本標準不適用于對鍛件脫碳、過熱、過燒等組織的評定。6.2.2.2術(shù)語和定義 下列術(shù)語和定義適用于本標準。6.2.2.2.1等溫正火 isothermal normalization 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

17、的熱處理工藝。6.2.2.2.2鍛后控冷 control cooling after forging 鍛件在鍛造成型后，利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方法。6.2.2.2.3有效厚度 efective thickness 鍛件各部位的壁厚不相同時，如果按照某處壁厚確定加熱時間可以保證熱處理質(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 評級圖分為以下三組，每組分為8級。 第一組評級圖見圖1，適用于中碳結(jié)構(gòu)鋼正火處理的鍛件以及中碳低合金非調(diào)質(zhì)鋼鍛后控冷處理的鍛件。 第二組評級圖見圖2，適用于滲碳鋼正火、等溫正火及鍛后控冷處理的

18、鍛件。 第三組評級圖見圖3，適用于調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)處理的鍛件。6.2.2.4評級圖的應(yīng)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)商確定。沒有約定的以1-4級為合格。6.2.2.4.2如果在評級時有爭議，可以參考力學性能檢驗結(jié)果進行判定。6.2.2.5試樣的選取與制備6.2.2.5.1取樣部位的確定 應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定，沒有約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 一般應(yīng)根據(jù)供需雙方的技術(shù)協(xié)議，沒有協(xié)議的根據(jù)以下原則確定。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驗部位制取。6.2

19、.2.5.2.2當鍛件取樣部位有效厚度>20mm時，以距表面10mm處作為檢驗部位制取。6.2.2.5.3制取試樣的方法6.2.2.5.3.1試樣應(yīng)在冷態(tài)下用機械方法制取。若用熱切等方法切取時，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)因受熱而導(dǎo)致組織改變的現(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，以下一級為判定級別，例如大于3級小于4級則判為4級。6.2.2.6.2正火鍛件、等溫正火處理鍛件、鍛后控冷鍛件

20、的金相組織在金相顯微鏡下用100倍觀察，但必須結(jié)合高倍觀察以確定相結(jié)構(gòu)，參照評級圖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，參照評級圖3評定。試樣制好后，依據(jù)ASTM E112-2013 測定平均晶粒度的標準試驗方法，根據(jù)不同的材料，不同的熱處理工藝，對照相應(yīng)的圖譜進行評級；6.2.3金屬平均晶粒度的測定方法：6.2.3.1本標準規(guī)定了測定平均晶粒度的基本方法：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(yīng)在交貨狀態(tài)材料上切取。試樣的數(shù)量及取樣部位按相應(yīng)的標準或技術(shù)條件規(guī)定。6.2.3.2.2 切取試樣應(yīng)避開剪切、加

21、熱影響的區(qū)域。不能使用有改變晶粒結(jié)構(gòu)的方法切取試樣。6.2.3.2.3推薦試樣尺寸為： 圓形（直徑）：1012mm X10mm : 方形（邊長）：10mmX10mmx20mm 6.2.3.2.4 晶粒度試樣不允許重復(fù)熱處理。6.2.3.2.5 滲碳處理用的鋼材試樣應(yīng)去除脫碳層和氧化層。6.2.3.3 晶粒度測定方法6.2.3.3.1比較法 比較法是通過與標準系列評級圖對比來評定平均晶粒度6.2.3.3.1.1比較法適用評定具有等軸晶粒的再結(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，當晶粒形貌與標準評級圖的形貌完全相同時，評級誤差最小，因此，本標準有下列四個系列標準評級圖

22、A系列圖片1，無孿晶晶粒（淺腐蝕）100倍。 B系列圖片，有孿晶晶粒（淺腐蝕）100倍。 C系列圖片，有孿晶晶粒（深腐蝕）75倍。 D系列圖片，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（通常使用5000m）的圓形測量網(wǎng)格置于晶粒圖形上，選用網(wǎng)格內(nèi)至多能截獲并不超過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，于是該面積范圍內(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

23、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，此方法建議使用手動計數(shù)器，以防止計數(shù)的正常誤差和消除預(yù)先估計過高或過低的偏見。對于非均勻等軸晶粒的各種組織應(yīng)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相互垂直方向的晶粒度，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)，便能自動補償偏離等軸晶面引起的誤差，圓截點法克服了試驗線段端部截點法不明顯的毛病，圓截點法作為質(zhì)量檢測評估晶粒度的方法是比較安全合適的。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，其他方法應(yīng)報告如下內(nèi)容：試樣熱

24、處理的溫度及保溫時間顯示晶粒邊界的方法。晶粒度級別數(shù)。6.2.3.4.2 奧氏體鋼顯示晶粒邊界的方法。晶粒度級別數(shù)。對調(diào)質(zhì)熱處理件的晶粒度的檢驗，依據(jù)不同的熱處理工藝，選擇不同的浸蝕方法，顯示晶粒邊界，依據(jù)GB/T6394-2002 金屬平均晶粒度測定方法對照圖譜，用比較法進行評級；6.2.4鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法6.2.4.1熱酸浸蝕法 根據(jù)不同鋼種選擇相應(yīng)的酸液，其浸蝕時間及溫度參照表1。 試樣浸蝕時，試面不得與溶器或其他試樣接觸，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