不銹鋼中α-相面積含量金相測定法-編制說明

《不銹鋼中α－相面積含量測定法》國家標(biāo)準(zhǔn)編制說明

（報批稿）

一、工作簡況

1、任務(wù)來源

本項目是依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會國標(biāo)委綜合[2021]19號文“關(guān)于下達2021年推薦性

國家標(biāo)準(zhǔn)計劃（修訂）的通知”的項目計劃，項目編號為20211845-T-605，項目名稱為“不

銹鋼中α-相面積含量金相測定法”。2021年7月收到國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會下發(fā)的2021

年推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)制計劃項目通知，本項目是修訂項目，代替GB/T13305-2008，周期24

個月。主要起草單位:鋼鐵研究總院有限公司，計劃完成時間為2023年。

2、主要工作過程

起草(草案、調(diào)研)階段:計劃下達后，2021年8月全國鋼標(biāo)委金相分委員會組織各起草

單位成立了起草工作組，由鋼鐵研究總院有限公司為組長單位，負責(zé)主要起草工作。工作組

對國內(nèi)不銹鋼α-相面積含量分析方法和技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展情況進行了全面調(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，進行了大量的研究分析、資料查證工作，結(jié)合實際應(yīng)用經(jīng)驗，

進行全面總結(jié)和歸納，在此基礎(chǔ)上編制出《不銹鋼中α－相面積含量金相測定法》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)草案初稿進行了認真的修改，于2022年11月形

成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿及其編制說明等相關(guān)附件，報全國鋼標(biāo)委金相分委員會秘書處。

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)主要由鋼鐵研究總院有限公司、首鋼集團有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院等

單位起草。

主要成員：李繼康、吳趙波、杜敏

李繼康任工作組組長，主持全面協(xié)調(diào)工作，負責(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，負責(zé)本標(biāo)準(zhǔn)的具體起草與編制;吳趙波負責(zé)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)文獻和資料的收集、

分析及資料查證，圖譜的完善與修訂等；杜敏負責(zé)原始圖片文件的采集整理和標(biāo)準(zhǔn)圖譜的分

析驗證。

4、標(biāo)準(zhǔn)修訂的目的

對于不銹鋼產(chǎn)品中α-相含量的測定具有重要意義：不銹鋼中α-相的含量，直接影響不

銹鋼的可加工性、焊接性、耐蝕性等，對不銹鋼性能起著至關(guān)重要的作用，因此不銹鋼中α

-相百分含量的準(zhǔn)確測定是不銹鋼產(chǎn)品的常規(guī)必檢項目?，F(xiàn)行GB/T13305標(biāo)準(zhǔn)修訂于2008

年，隨著十幾年來國內(nèi)不銹鋼行業(yè)發(fā)展和實驗分析技術(shù)進步，該標(biāo)準(zhǔn)無論從內(nèi)容形式還是操

作使用上都反映出一定問題：（1）奧氏體不銹鋼α-相百分含量測定規(guī)定的顯微鏡放大倍率

280～320以及300倍仲裁倍率難以實現(xiàn)，需結(jié)合現(xiàn)有顯微鏡常用的倍數(shù)進行換算和更新；

（2）標(biāo)準(zhǔn)評級圖片質(zhì)量不佳，特別是隨著奧氏體不銹鋼α-相百分含量測定放大倍數(shù)的調(diào)整，

整套圖譜有待全面系統(tǒng)更新；（3）鐵素體儀測定法有待補充。當(dāng)前鐵素體儀測定法已廣泛

應(yīng)用于我國不銹鋼α-相百分含量測定中，特別是對于大尺寸鍛件、焊縫等現(xiàn)場檢驗，具有

快速便捷、樣品損傷小等獨特優(yōu)勢。因此有必要對GB/T13305-2008《不銹鋼中α－相面積

含量測定法》進行修訂。

二、標(biāo)準(zhǔn)修訂原則

本標(biāo)準(zhǔn)在制定過程中，遵循“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、應(yīng)用推廣相結(jié)合。本著先進性、

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

原則來進行本標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。

本標(biāo)準(zhǔn)在起草過程中主要按GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和

編寫規(guī)則》的要求編寫。在確定本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)時，綜合考慮生產(chǎn)企業(yè)的能力和相關(guān)用

戶的利益，尋求最大的經(jīng)濟、社會效益，充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)在服務(wù)產(chǎn)業(yè)的意義。

三、主要修訂內(nèi)容

1、更改了標(biāo)準(zhǔn)名稱

因為測定方法里加入了鐵素體儀測定法，所以更改了標(biāo)準(zhǔn)中英文名稱，中文名稱更改為

“不銹鋼中α－相面積含量測定法”，英文名稱更改為“Methodfordeterminingareacontent

oftheα-phasesinstainlesssteels”。

2、增加新的化學(xué)腐蝕方法

使用偏重亞硫酸鉀酸溶液腐蝕試樣：偏重亞硫酸鉀1.5g，硝酸10ml，鹽酸10ml，氫

氟酸5ml，水150ml

3、更改放大倍數(shù)

現(xiàn)有顯微鏡多數(shù)不具備280-320倍，因此奧氏體不銹鋼中a-相的面積含量測定改為

200-500倍的常用倍率，同時仲裁倍率更改為200倍。

4、增加鐵素體儀測定法

當(dāng)前鐵素體儀測定法已廣泛應(yīng)用于我國不銹鋼α-相百分含量測定中，特別是對于大尺

寸鍛件、焊縫等現(xiàn)場檢驗，具有快速便捷、樣品損傷小等獨特優(yōu)勢。然而由于缺乏統(tǒng)一的檢

驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，目前用戶只能依據(jù)廠家提供的說明書進行測試，不同設(shè)備測定結(jié)果存在較大偏

差。

5、標(biāo)準(zhǔn)圖譜更新

原有標(biāo)準(zhǔn)評級圖片質(zhì)量不佳，且隨著奧氏體不銹鋼α-相百分含量測定放大倍數(shù)的調(diào)整，

整套圖譜全面更新。將原有圓形圖譜全部改為更適合顯微鏡電子照片現(xiàn)狀的方形圖譜，同時

添加標(biāo)尺，圖片制作過程中確保標(biāo)準(zhǔn)評級圖片的組織特征在數(shù)碼放大縮小過程中表示實際尺

寸不變。

四、主要試驗（或驗證）情況

1、標(biāo)準(zhǔn)圖譜制作

挑選3~5個不銹鋼鋼種，制定合理的熱處理制度，制備全面覆蓋標(biāo)準(zhǔn)要求的樣品。

目前標(biāo)準(zhǔn)中的評級圖譜分為奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼兩大類，為了獲得涵蓋全部等級

的評級圖譜（奧氏體不銹鋼樣品滿足α-相百分含量范圍2%~30%；雙相不銹鋼樣品滿足α-

相百分含量范圍35%~75%），選取典型不銹鋼鋼種開展大量基礎(chǔ)實驗，優(yōu)選熱處理工藝，

此外還對已有的不銹鋼金相照片進行遴選，最終滿足圖譜要求。

如圖1為實際拍攝的金相照片，可見照片表面有一些零散的點以及一些細小的劃痕，在

比較法評級過程中，圖譜中出現(xiàn)這些特征都會干擾評級的準(zhǔn)確性，因此在得到原始金相照片

后采用AdobePhotoshop軟件對圖片進行處理，包括圖像尺寸修正、對比度亮度調(diào)整、去除

干擾項、α-相邊界銳化等，使圖譜更加清晰，百分含量更加準(zhǔn)確，結(jié)果如圖2所示。

圖1原始金相照片

圖2處理后金相照片

2、定量金相軟件操作

對定量金相軟件操作參數(shù)給出建議操作步驟，包括數(shù)字圖像像素要求、二值分割程度、

面積百分含量算法等給出建議參數(shù)。

如圖3為采用二值分割法對α-相百分含量進行定量分析的操作過程，選用合適的二值

分割參數(shù)，使圖中α-相被準(zhǔn)確識別，同時避免一些孤點及劃痕被選取。在使用定量金相法

分析α-相百分含量前，也可使用AdobePhotoshop等圖像處理軟件預(yù)處理圖片，使定量分析

更加簡便準(zhǔn)確。

圖3二值分割法定量分析

3、不同浸蝕方法的比較

開展不同浸蝕方法鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼對α-相百分含量檢測結(jié)果影響的研究。

GB/T13305-2008中推薦了４種化學(xué)浸蝕方法：熱的或煮沸的堿性鐵氰化鉀溶液、硫酸

銅鹽酸水溶液、氯化鐵鹽酸乙醇溶液、電解腐蝕（草酸溶液、氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液），

其中鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼采用堿性的鐵氰化鉀溶液腐蝕，在堿性條件下發(fā)生氧化還原

反應(yīng)，即，由于兩相電極電位差異，使鐵素體優(yōu)先溶

ni

解，從而顯