結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評(píng)定 酸浸法和超聲檢測(cè)法 編制說(shuō)明

《結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評(píng)定酸浸法和超聲檢測(cè)法》本項(xiàng)目是依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)國(guó)標(biāo)委發(fā)[2023]58號(hào)文“關(guān)于下達(dá)2023年第三批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知、國(guó)標(biāo)委發(fā)[2023]63號(hào)“國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2023年第四批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知”下達(dá)的項(xiàng)目計(jì)劃，項(xiàng)目編號(hào)為20232276-T-605，項(xiàng)目名稱為“結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評(píng)定酸浸法和超聲檢測(cè)法”。本項(xiàng)目是修訂項(xiàng)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(jì)劃完成時(shí)間為2025年。2、主要工作過(guò)程起草(草案、調(diào)研)階段:計(jì)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(duì)國(guó)內(nèi)外低倍檢測(cè)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(shí)廣泛搜集相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)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(yàn)，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(píng)定酸浸法和超聲檢測(cè)法》標(biāo)準(zhǔn)草案初稿。經(jīng)工作組及有關(guān)專家研討后，對(duì)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(zhǎng)祿、姜毅敏、黃秋鋼、戚勝所作工作：顧艷任工作組組長(zhǎng)，主持全面協(xié)調(diào)工作，負(fù)責(zé)對(duì)各階段標(biāo)準(zhǔn)的審核;同時(shí)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(duì)各方面的意見及建議進(jìn)行歸納、整理；孟吉煒負(fù)責(zé)國(guó)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(yàn)證，姜毅敏、邵長(zhǎng)祿負(fù)責(zé)超聲波檢測(cè)內(nèi)容的修改及驗(yàn)證。4、標(biāo)準(zhǔn)修訂的目的鋼在冶煉澆注過(guò)程中形成的缺陷會(huì)破壞鋼材基體的連續(xù)性，對(duì)鋼材的使用性能造成影響，因此鋼錠的宏觀檢驗(yàn)是衡量鋼的冶煉澆注工藝的一項(xiàng)重要指標(biāo)?，F(xiàn)行的GB/T1979-2001?結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評(píng)級(jí)圖?標(biāo)準(zhǔn)適用范圍廣，操作便捷高效，在生產(chǎn)檢測(cè)中得到了廣泛應(yīng)用，實(shí)施至今已有二十年了，對(duì)保證和提高我國(guó)鋼材產(chǎn)品質(zhì)量起了重要作用。近年來(lái)在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)中也存在一些問(wèn)題1）疏松評(píng)級(jí)區(qū)域不明確。例如在生產(chǎn)檢測(cè)中，連鑄鋼的一般疏松與中心疏松的評(píng)級(jí)區(qū)域不易區(qū)分，容易造成評(píng)級(jí)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(píng)定，不利于檢驗(yàn)人員掌握；另外隨著我國(guó)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(méi)有對(duì)應(yīng)的大規(guī)格缺陷圖譜，也不能滿足檢測(cè)要求，(3)檢測(cè)手段缺乏多樣性。原有標(biāo)準(zhǔn)只有酸浸法，沒(méi)有納入超聲檢測(cè)法，檢測(cè)方法單一，不利于各種需求的宏觀檢測(cè)，再則國(guó)標(biāo)GB/T7736-2008提供的超聲檢測(cè)法與現(xiàn)有的實(shí)際操作也存在差異，因此需對(duì)現(xiàn)行的國(guó)標(biāo)進(jìn)行修訂，以不斷滿足市場(chǎng)發(fā)展需求。本標(biāo)準(zhǔn)在修訂過(guò)程中，遵循“面向市場(chǎng)、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時(shí)推出、及時(shí)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(yàn)驗(yàn)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(lái)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(guó)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)GB/T1979-2001、GB/T7736-2008《鋼的地被缺陷超聲波檢驗(yàn)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(cè)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(píng)定酸浸法和超聲檢測(cè)法?,英文名稱更改為?EvaluationofMacrostructuralDefectsinStructuralSteelMacroetchandUltrasonicTesting?。標(biāo)準(zhǔn)增加了超聲波檢測(cè)原理、探傷方法、對(duì)比試樣的制備與要求、探傷設(shè)備及其調(diào)試、檢測(cè)條件和步驟以及評(píng)定和檢測(cè)報(bào)告。強(qiáng)調(diào)超聲波檢測(cè)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(cè)相關(guān)的參考標(biāo)準(zhǔn)以及2份低倍檢測(cè)的參考標(biāo)準(zhǔn)。GB/T12604.1無(wú)損檢測(cè)術(shù)語(yǔ)超聲檢測(cè)GB/T9445無(wú)損檢測(cè)人員資格鑒定與認(rèn)證JJG746超聲探傷儀GB/T27664.2無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)設(shè)備的性能與檢驗(yàn)第2部分：探頭GB/T23905無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)用試塊ASTME381鋼棒大小鋼坯和鍛件宏觀浸蝕檢驗(yàn)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(yàn)方法1.3酸浸法檢測(cè)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(cè)過(guò)程中，由于鋼中合金成分和規(guī)格不同，浸蝕時(shí)間完全參照GB/T226中所規(guī)定的時(shí)間并不合適，見圖片1。下圖左側(cè)為腐蝕的下限時(shí)間，右側(cè)為腐蝕的上限時(shí)間，可見右側(cè)試樣明顯過(guò)腐蝕會(huì)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(shí)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(shí)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(guò)腐蝕會(huì)導(dǎo)致結(jié)果評(píng)定的誤判。”a)腐蝕時(shí)間短b)腐蝕時(shí)間長(zhǎng)圖1同一試樣宏觀形貌1.3.2疏松的評(píng)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(shí)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(méi)有明確說(shuō)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(huì)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(méi)有形成明顯的粗大樹枝狀晶分叉，不會(huì)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(méi)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(píng)定為中心疏松，等軸晶區(qū)內(nèi)外的評(píng)價(jià)為一般疏松，避免了疏松界定的偏差。經(jīng)過(guò)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(duì)于大規(guī)格的連鑄材（直徑大于350mm）一般疏松的評(píng)定可以參照評(píng)級(jí)圖四等比率放大評(píng)定。圖2連鑄材1.3.3錠型偏析的評(píng)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(píng)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(duì)汽車類用鋼，錠型偏析距表面的距離對(duì)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(shí)需測(cè)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(píng)定由于原標(biāo)準(zhǔn)并未對(duì)鋼管類產(chǎn)品的低倍檢驗(yàn)進(jìn)行明確說(shuō)明，導(dǎo)致在日常檢測(cè)中中心疏松、中心偏析等項(xiàng)目如何評(píng)定存在困難。ASTME381條款9.1“Intheabsenceofacenterregioninthemacrospecimen(thatis,ahollowsection),becausethereisnomaterialpresent,therecanbenocenterdiscontinuitiespresentandthereforethe"C"ratingof1shallbereported.”對(duì)于空心截面的產(chǎn)品其中心因?yàn)椴贿B續(xù)，所以C的評(píng)定為“1”本次標(biāo)準(zhǔn)修訂增加了對(duì)于鋼管產(chǎn)品的檢驗(yàn)，由于其中心掏空不連續(xù)，所以對(duì)于中心疏松和中心偏析的評(píng)定默認(rèn)為“0”并報(bào)出。1.3.4評(píng)級(jí)圖譜原有標(biāo)準(zhǔn)中的各類評(píng)級(jí)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(píng)定誤差，本次標(biāo)準(zhǔn)修訂增加了直徑或邊長(zhǎng)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(shí)填補(bǔ)大規(guī)格低倍材料測(cè)試的空白，增加了直徑或邊長(zhǎng)大于350mm的中心疏松和錠型偏析的評(píng)級(jí)圖譜，見附錄A.5，原評(píng)級(jí)圖序號(hào)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(píng)定僅給出了φ50mm的4張?jiān)u級(jí)圖片，針對(duì)其他規(guī)格的評(píng)定采用放大和縮小圖片的方式進(jìn)行比較評(píng)定。為了便于操作，對(duì)4張中心偏析的評(píng)級(jí)圖片進(jìn)行量化，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中心偏析1級(jí)為1.8%D；2級(jí)：3%D；3級(jí)：5%D；4級(jí)：8%D。1.4超聲檢驗(yàn)法超聲波檢測(cè)作為酸浸法檢測(cè)的一個(gè)輔助方法納入本標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)GB/T7736-2008，修改了實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)備和對(duì)比試塊選用、檢測(cè)方法和步驟、檢測(cè)結(jié)果的評(píng)定、檢測(cè)報(bào)告包含的內(nèi)容，增加了對(duì)檢測(cè)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(wèn)題。我國(guó)現(xiàn)行低倍組織檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)除了國(guó)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(píng)級(jí)圖?、YB/T4003-2016?連鑄鋼板坯低倍組織缺陷評(píng)級(jí)圖?、YB/T4339-2013?連鑄鋼板坯低倍枝晶組織缺陷評(píng)級(jí)圖?、YB/T4340-2013?連鑄鋼方坯低倍枝晶組織缺陷評(píng)級(jí)圖?都是關(guān)于連鑄方坯、板坯低倍缺陷評(píng)定，國(guó)軍標(biāo)GJB9443-2017?重熔鋼棒、鋼坯低倍浸蝕及評(píng)定方法?提到了重熔鋼的缺陷評(píng)定，等效采用了美標(biāo)ASTM604的內(nèi)容。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTMA604主要是自耗電極再熔鋼的檢驗(yàn)方法、ASTME381-22主要是模鑄、連鑄鋼坯和鍛件宏觀檢驗(yàn)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO49