鋼的組織低倍檢驗作業(yè)指導書

1、低倍組織檢驗作業(yè)指導書編號頁碼1/5制定日期版本A執(zhí)行日期一. 目的鋼的低倍組織檢驗的浸蝕與低倍組織缺陷評定涉及方法種類較多，本作業(yè)指導書對適宜的方法選擇及具體操作方法進行規(guī)范，保證檢驗結果的準確性、可靠性。二. 適用范圍金屬的宏觀檢驗及宏觀缺陷評定。本指導書僅對鋼的低倍組織檢驗及評定進行闡述。三. 原理鋼的低倍組織檢驗利用酸蝕進行組織顯示。酸蝕的浸蝕屬于電化學浸蝕。由于試樣表面存在著成分及組織上的不均勻性以及各種缺陷和物理狀態(tài)上的差別，在電解質(zhì)作用下，不同部位存在不同電極電位，組成了許多微電池。每一個微電池中電位高的區(qū)域作為陽極，電位低的區(qū)域作為陰極。酸蝕過程中，陽極部分被 浸蝕，陰極部分不

2、發(fā)生浸蝕。用鹽酸做浸蝕液時，被檢驗面的金屬發(fā)生如下電化學反應：陽極反應FlFe2+2e, Fe FeT+3e陰極反應2H+2eH 2 T電子由陽極流向陰極，陽極被浸蝕Fe2+2CI-1 T Fed? JFe2+3CI-J FeCl3 J四. 試驗4.1試樣試樣的截取部位及數(shù)量可按技術條件過供需雙方的協(xié)議規(guī)定取樣。若無規(guī)定時可在鋼材上按爐號抽取兩支試樣。缺陷分析時在缺陷最嚴重的部位取樣，一般在第一和最末號鋼錠的頭部截取。一般取橫向試樣，取樣時應保證被檢面的組織不因切取操作而產(chǎn)生變化。取樣方法可參照金相檢驗試樣取樣。觀察面的加工表面粗糙度值應不高于Ra1.6m,冷蝕法不高于0.8試樣表面必須清潔、

3、無油污，必要時可用汽油、酒精或苯等清洗。試面距切割面的參考尺寸為：熱切時不小于 20mm ;冷切時不小于 10mm ;燒割時不小于 40mm。橫向試樣的厚度一般為 20mm，試面應垂直鋼材的延伸方向；縱向試樣的長度一般為邊長或直徑的1.5倍，試面應通過鋼材的縱軸，試面的最后一次加工方向應垂直于鋼材的延伸方向。鋼材試面尺寸一般長為250mm，寬為板厚。低倍組織檢驗作業(yè)指導書編號頁碼2/5制定日期版本A執(zhí)行日期4.2試驗方法鋼的低倍組織檢驗包括熱酸蝕、冷酸蝕及電解浸蝕法等。生產(chǎn)檢驗時可從三種方法中任選一種，但仲裁時 規(guī)定以熱酸蝕為準。4.2.1熱酸蝕熱酸蝕主要用于顯示偏析、疏松、枝晶、白點等低倍組

4、織及缺陷。酸蝕液的配制和酸蝕時間的長短可由低 倍組織及缺陷顯示的清晰程度來決定。一般可參照下表（表1）選擇合適的熱酸蝕溶液。表1.常用熱酸蝕溶液及浸蝕條件分類鋼種酸蝕時間，min酸液成分溫度，c1易切削鋼5101:1 （容積比）工業(yè)鹽酸水溶液60802碳素結構鋼、碳素工具鋼、硅錳彈簧鋼、鐵素體型、馬氏體型、復相不銹耐酸鋼、耐熱鋼5203合金結構鋼、合金工具鋼、軸承鋼、高速工具鋼15204奧氏體型不銹鋼、耐熱鋼2040525鹽酸10份，硝酸1份，水10份（容積比）60705碳素結構鋼、合金鋼、高速工具鋼1525鹽酸38份，硫酸12份，水50份（容積比）6080注：鹽酸（p 20 1.19g/ml

5、）;硫酸（p 20 1.84g/ml）;硝酸（p 20 1.40g/ml）。熱酸蝕操作過程如下：1） 按上表配制溶液并加熱至規(guī)定溫度，然后將預熱過的試樣放入溶液，試樣磨面或朝上或垂直于容器底面，酸蝕過程中應保持溶液溫度。2）酸蝕時間參考上表。3）清洗，取出試樣后用流動的沸水沖洗，同時將試樣表面的腐蝕物刷掉。也可用3%5% （體積分數(shù)）碳酸鈉水溶液或10%15% （體積分數(shù)）硝酸水溶液刷掉，然后用冷水洗凈、吹干以防生銹。低倍組織檢驗作業(yè)指導書編號頁碼3/5制定日期版本A執(zhí)行日期4）若浸蝕過淺，可重新放到酸液中繼續(xù)浸蝕；若浸蝕過深，則必須將試樣重新加工，將原浸蝕面除去1mm以上，重新浸蝕。4.2.

6、2冷酸蝕冷酸蝕一般有浸蝕和擦蝕兩種，檢驗的目的與熱酸蝕檢驗相同，一般用于以下場合：1）工件過大，難以進行熱酸蝕。2）工件以加工好，若進行熱酸蝕將有損于工件的表面粗糙度。3）工件經(jīng)熱處理硬化，具有較大內(nèi)應力，進行熱酸蝕易產(chǎn)生開裂。4）有的組織和缺陷用熱酸蝕不易顯示。冷酸蝕的試樣表面粗糙度值應在Ra0.8m以下，根據(jù)試樣的大小、厚薄分別采用浸蝕和擦蝕方法。擦蝕時，將酸液緩慢地倒在平放的檢驗面上，然后用刷子將酸液刷勻，并陸續(xù)添加應一些新的酸液，直至低倍組織顯示清晰為止。常用冷酸蝕溶液如下表（表 2.）:編號冷蝕液成分適用范圍123鹽酸500ml，硫酸35ml，硫酸銅150g氯化高鐵200g，硝酸30

7、0ml，水100ml 鹽酸300ml，氯化高鐵 500g，加水至1000ml鋼與合金45610%20%過硫酸銨水溶液10%40% （容積比）硝酸水溶液氯化高鐵飽和水溶液加少量硝酸（每500ml加10ml硝酸）碳素結構鋼，合金鋼78硝酸1份，鹽酸3份硫酸銅100g，鹽酸和水各 500ml合金鋼9硝酸60ml，鹽酸200ml，氯化高鐵50g，過硫酸銨30g，水50ml精密合金，高溫合金10100350g工業(yè)氯化銅銨，水 1000ml碳素結構鋼，合金鋼注：選用1/8號冷蝕液時，可用第 4號冷蝕液作為沖刷液。10號試劑被驗證鋼種為16Mn常用冷酸蝕溶液及操作特點和用途如下表（表3.）。4.2.3電解酸

8、蝕法操作技術要求如下：1）酸液成分為15%30%（體積分數(shù)）的工業(yè)鹽酸水溶液，電解液溫度為室溫。低倍組織檢驗作業(yè)指導書編號頁碼4/5制定日期版本A執(zhí)行日期表3.常用冷酸溶液及操作特點和用途序號酸蝕液操作特點用途12% （體積分數(shù)）HCI水溶液酸浸1520s后，在58x放大鏡下觀察顯示碳鋼及合金鋼中的非金屬夾雜物，如有馬氏體存在時可得到最佳效果225ml硝酸，75ml水用于大面積的冷酸蝕，如不便 加熱的鋼錠剖面等顯示偏析、疏松、枝晶、白點、裂紋、工具鋼淬硬層等30.51ml 硝酸，9999.5ml 水試樣在240號砂布上研磨，清洗后酸浸3060s顯示焊接組織45ml硝酸，95ml酒精酸浸5min

9、后用10%（質(zhì)量分數(shù)） 鹽酸水溶液浸蝕1s顯示純凈度、淬硬層深度、滲碳或脫碳層深度等10g 結晶碘，2030g KI，100ml 水酸浸510s，酸浸沉淀物可用輕 拋光去除顯示鋼焊縫的宏觀組織及軸承鋼中化學成分的不均勻性538ml 結晶碘，2030gKI，100ml 水冷態(tài)下酸蝕24h,在通風櫥內(nèi)進行，如在沸騰狀態(tài)只需1045mi n顯示鋼的一般宏觀組織偏析、裂 紋、淬硬層、軟點、焊接組織等10ml 硝酸，20ml 鹽酸，10ml 硫酸，60ml水室溫下酸蝕5min顯示鋼的低倍缺陷如夾雜、偏析、疏松等61）2.5g （NH4）2S2O3, 100ml水2）同 1），再加 1.5gKI3）同 2

10、），再加 1.5gHgCl24）同3），再加15ml硫酸用320號砂紙磨光后用溶液 1 擦蝕15min，然后用溶液2擦蝕 10min，再用溶液3、溶液4各 擦蝕5min，再用水沖洗，最后用乙醇洗后吹干顯示鑄鐵的枝晶組織710ml(NH 4)2S2O3, 9ml 水酸浸時需用脫脂棉擦蝕表面顯示含鋁氮化鋼的晶粒、焊縫、 再結晶組織及流線等82.5gCuCl2，10gHgCl2，5ml鹽酸，用乙醇稀釋至 250ml需先加盡量少的水使氯鹽溶入 鹽酸中顯示富磷區(qū)域及磷化物帶，適用 于一般偏析檢查92.5gCuCl2，120ml 鹽酸，100ml 水酸浸后用水沖洗試去除銅沉積 物，這樣對比度好顯示冷變形流線10120gCu(NH 4)4Cl2，50ml 鹽酸，1000ml 水酸蝕后試樣表面應輕微拋磨顯示鋼中枝晶偏析五. 試驗結果及評定通過熱酸蝕、冷酸蝕及電解浸蝕法均可得到基本相似的酸蝕結果，即可清洗顯示出鋼件的低倍組織和缺陷。低倍組織檢驗作業(yè)指導書編號頁碼5/5制定日期版本執(zhí)行日期對得到的低倍組織和缺陷的評定可依據(jù)GB/T1979或雙方協(xié)議的技術