結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評定 酸浸法和超聲檢測法 征求意見稿

GB/T1979-xxxx結(jié)構(gòu)鋼低倍組織缺陷評定酸浸法和超聲檢測法本文件規(guī)定和描述了結(jié)構(gòu)鋼酸浸低倍組織缺陷的分類、特征、產(chǎn)生原因及評定原則、評級圖分類及適用范圍；超聲波檢測原理、探傷方法、對比試樣的制備與要求、探傷設(shè)備及其調(diào)試、檢測條件和步驟及兩種檢測方法的評定和檢測報告。本文件適用于評定碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼鋼材(鍛、軋坯)低倍組織及缺陷檢驗。根據(jù)供需雙方協(xié)議，也可用作評定其它鋼類低倍組織的缺陷。在保證鋼材（坯）質(zhì)量達到技術(shù)要求時，可采用超聲波對鋼材（坯）的低倍組織及缺陷進行預(yù)檢。在鋼材（坯）切取低倍酸蝕試樣部位進行超聲波預(yù)檢，遇到超出判傷界限時，需用酸浸法評定缺陷等級。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T226鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法ASTME381鋼棒大小鋼坯和鍛件宏觀浸蝕檢驗的標準方法ASTMA604∕A604M自耗電極再熔煉鋼制棒材與鋼坯宏觀浸蝕試驗方法GB/T12604.1無損檢測術(shù)語超聲檢測GB/T9445無損檢測人員資格鑒定與認證JJG746超聲探傷儀GB/T27664.2無損檢測超聲檢測設(shè)備的性能與檢驗第2部分：探頭GB/T23905無損檢測超聲檢測用試塊3.術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。GB/T1979-xxxx4.酸浸檢驗法4.1缺陷的分類、特征、產(chǎn)生原因及評定原則4.1.1一般疏松特征：在酸浸試片上表現(xiàn)為組織不致密，呈分散在整個截面上的暗點和空隙。暗點多呈圓形或橢圓形?？障对诜糯箸R下觀察多為不規(guī)則的空洞或圓形針孔。這些暗點和空隙一般出現(xiàn)在粗大的樹枝狀晶主軸和各次軸之間，疏松區(qū)發(fā)暗而軸部發(fā)亮，當亮區(qū)和暗區(qū)的腐蝕程度差別不大時則不產(chǎn)生凹坑。產(chǎn)生原因：鋼液在凝固時，各結(jié)晶核心以樹枝狀晶形式長大。在樹枝狀晶主軸和各次軸之間存在著鋼液凝固時產(chǎn)生的微空隙和析集一些低熔點組元、氣體和非金屬夾雜物。這些微空隙和析集的物質(zhì)經(jīng)酸腐蝕后呈現(xiàn)組織疏松。評定原則：根據(jù)分散在截面（除中心區(qū)域）的暗點和空隙的數(shù)量、大小及它們的分布狀態(tài)，并考慮樹枝狀晶的粗細程度而定。4.1.2中心疏松特征：在酸浸試片的中心區(qū)域呈集中分布的空隙和暗點。它和一般疏松的主要區(qū)別是空隙和暗點僅存在于試樣的中心部位，而不是分散在整個截面上。產(chǎn)生原因：鋼液凝固時體積收縮引起的組織疏松及鋼錠中心部位因最后凝固使氣體析集和夾雜物聚集較為嚴重所致。評定原則：以中心區(qū)域內(nèi)暗點和空隙的數(shù)量、大小及密集程度而定。注：連鑄工藝生產(chǎn)的鋼材(鍛、軋坯)的以等軸晶區(qū)范4.1.3錠型偏析特征：在酸浸試片上呈腐蝕較深的，并由暗點和空隙組成的，與原錠型橫截面形狀相似的框帶，一般為方形。產(chǎn)生原因：在鋼錠結(jié)晶過程中由于結(jié)晶規(guī)律的影響，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。評定原則：根據(jù)框形區(qū)域的組織疏松程度和框帶的寬度加以評定。對于不同用途的鋼，必要時可測量偏析框邊距試片表面的最近距離。4.1.4斑點狀偏析特征：在酸浸試片上呈不同形狀和大小的暗色斑點。不論暗色斑點與氣泡是否同時存在，這種GB/T1979-xxxx暗色斑點統(tǒng)稱斑點狀偏析。當斑點分散分布在整個截面上時稱為一般斑點狀偏析；當斑點存在于試片邊緣時稱為邊緣斑點狀偏析。產(chǎn)生原因：一般認為結(jié)晶條件不良，鋼液在結(jié)晶過程中冷卻較慢產(chǎn)生的成份偏析。當氣體和夾雜物大量存在時，使斑點狀偏析加重。評定原則：以斑點的數(shù)量、大小和分布狀況而定。4.1.5白亮帶特征：在酸浸試片上呈現(xiàn)抗腐蝕能力較強、組織致密的亮白色或淺白色框帶。產(chǎn)生原因：連鑄坯在凝固過程中由于電磁攪拌不當，鋼液凝固前沿溫度梯度減小，凝固前沿富集溶質(zhì)的鋼液流出而形成白亮帶。它是一種負偏析框帶，連鑄坯成材后仍有可能保留。需要評定時可記錄白亮帶框邊距試片表面的最近距離及框帶的寬度。4.1.6中心偏析特征：在酸浸試片上的中心部位呈現(xiàn)腐蝕較深的暗斑，有時暗斑周圍有灰白色帶及疏松。產(chǎn)生原因：鋼液在凝固過程中，由于選分結(jié)晶的影響及連鑄坯中心部位冷卻較慢而造成的成份偏析。這一缺陷成材后仍保留。評定原則：根據(jù)中心暗斑的面積大小，及數(shù)量來評定。4.1.7帽口偏析特征：在酸浸試片的中心部位呈現(xiàn)發(fā)暗的、易被腐蝕的金屬區(qū)域。產(chǎn)生原因：由于靠近帽口部位含碳的保溫填料對金屬的增碳作用所致。評定原則：根據(jù)發(fā)暗區(qū)域的面積大小來評定（參照中心偏析圖片評定）”4.1.8皮下氣泡特征：在酸浸試片上，于鋼材(坯)的皮下呈分散或成簇分布的細長裂縫或橢圓形氣孔。細長裂縫多數(shù)垂直于鋼材(坯)的表面。產(chǎn)生原因：由于鋼錠模內(nèi)壁清理不良和保護渣不干燥等原因造成。評定原則：測量氣泡離鋼材(坯)表面的最遠距離。4.1.9殘余縮孔特征：在酸浸試片的中心區(qū)域(多數(shù)情況)呈不規(guī)則的折皺裂縫或空洞，在其上或附近常伴有嚴重的疏松、夾雜物(夾渣)和成分偏析等。產(chǎn)生原因：由于鋼液在凝固時發(fā)生體積集中收縮而產(chǎn)生的縮孔并在熱加工時因切除不盡而部分GB/T1979-xxxx殘留，有時也出現(xiàn)二次縮孔。評定原則：以裂縫或空洞大小而定。4.1.10翻皮特征：在酸浸試片上有的呈亮白色彎曲條帶或不規(guī)則的暗黑線條，并在其上或周圍有氣孔和夾雜物；有的由密集的空隙和夾雜物組成的條帶。產(chǎn)生原因：在澆注過程中表面氧化膜翻入鋼液中，凝固前未能浮出所造成。評定原則：測量翻皮離鋼材(坯)表面的最遠距離及翻皮長度。4.1.11白點特征：一般是在酸浸試片除邊緣區(qū)域外的部分表現(xiàn)為鋸齒形的細小發(fā)裂。呈放射狀、同心圓形或不規(guī)則形態(tài)分布。在縱向斷口上依其位向不同呈圓形或橢圓形亮點或細小裂縫。產(chǎn)生原因：鋼中氫含量高，經(jīng)熱加工變形后在冷卻過程中由于應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫。評定原則：以裂縫長短、條數(shù)而定。4.1.12軸心晶間裂縫特征：此種缺陷一般出現(xiàn)于高合金不銹耐熱鋼(如Cr5Mo、1Cr13、Cr25……)中。有時在高合金結(jié)構(gòu)鋼如18Cr2Ni4WA也常出現(xiàn)。在酸浸試片上呈三岔或多岔的、曲折、細小，由坯料軸心向各方取向的蜘蛛網(wǎng)形的條紋。評定原則：級別隨裂紋的數(shù)量與尺寸（長度及其寬度）的增大而升高。由于組織的不均勻性也可能產(chǎn)生“蜘蛛網(wǎng)”的金屬酸蝕痕，這不能作為判廢的標志。在這種情況下，建議在熱處理后（對試樣進行正火或退火），重新進行試驗。4.1.13內(nèi)部氣泡特征：在酸浸試片上呈直線或彎曲狀的長度不等的裂縫，其內(nèi)壁較為光滑，有的伴有微小可見夾雜物。產(chǎn)生原因：由于鋼中含有較多氣體所致。4.1.14非金屬夾雜物(目視可見的)及夾渣特征：在酸浸試片上呈不同形狀和顏色的顆粒。產(chǎn)生原因：冶煉或澆注系統(tǒng)的耐火材料或臟物進入并留在鋼液中所致。評定原則：有時出現(xiàn)許多空隙或空洞，如目視這些空隙或空洞未發(fā)現(xiàn)夾雜物或夾渣，應(yīng)不評為非金屬夾雜物或夾渣。但對質(zhì)量要求較高的鋼種(指有高倍非金屬夾雜物合格級別規(guī)定者)，建議進行高倍補充檢驗。GB/T1979-xxxx4.1.15異金屬夾雜物特征：在酸浸試片上顏色與基體組織不同，無一定形狀的金屬塊。有的與基體組織有明顯界限，有的界限不清。產(chǎn)生原因：由于冶煉操作不當，合金料未完全熔化或澆注系統(tǒng)中掉入異金屬所致。4.2評級圖分類及適用范圍根據(jù)鋼材(鍛、軋坯)尺寸及缺陷性質(zhì)，評級圖按模鑄和連鑄分類及適用范圍規(guī)定見表1。表1評級圖分類及適用范圍評級圖序號適用的鋼材尺寸范圍適用的低倍組織缺陷及圖片評級圖片實際尺寸評級圖一直徑或邊長小于40mm一般疏松、中心疏松、錠型偏析各劃分四級，共12張圖片直徑為20mm評級圖二直徑或邊長為40mm~150mm一般疏松、中心疏松、錠型偏析、一般斑點點狀偏析各劃分四級，共20張圖片直徑或邊長為100mm評級圖三直徑或邊長大于150mm~250mm一般疏松、中心疏松、錠型偏析、一般斑點點狀偏析各劃分四級，共20張圖片直徑為200mm評級圖四直徑或邊長大于250-350mm一般疏松、中心疏松、錠型偏析各劃分四級，共12張圖片直徑為300mm評級圖五直徑或邊長大于350mm中心疏松、錠型偏析各劃分四級，共8張圖片直徑為400mm評級圖六所有規(guī)格、尺寸的鋼材皮下氣泡、內(nèi)部氣泡、非金屬夾雜物（肉眼可見）及夾渣、異金屬夾雜物各只列典型圖片一張，翻皮列代表性圖片3張，殘余縮孔、白點、軸心晶間裂縫各劃分為三級，共16張圖片直徑為100mm評級圖七連鑄圓、方鋼材白亮帶列代表型圖片一張，中心偏析劃分為四級，共5張圖片直徑為50mmGB/T1979-xxxx4.3試樣的截取及顯示方法試樣的截取及顯示方法按GB/T226規(guī)定執(zhí)行。試樣的腐蝕時間隨著鋼種的化學成分、尺寸和預(yù)熱處理狀態(tài)而進行變化。試樣的腐蝕以清晰顯示低倍組織為準，過腐蝕會導(dǎo)致結(jié)果評定的誤判。經(jīng)供需雙方協(xié)議也可用其它的試樣顯示方法。4.4評定方法4.4.1評定各類缺陷時，以附錄A中所列圖片為準。評定時各類缺陷以目視可見為限，為了確定缺陷的類別，允許使用不大于10倍的放大鏡，根據(jù)缺陷輕重程度按照4.1所述的評定原則與評級圖進行比較，分別評定級別。當其輕重程度介于相鄰兩級之間時，可附上半級。對于不要求評定級別的缺陷只判定缺陷類別。4.4.2在進行比較評定其它尺寸的鋼材（坯）的缺陷級別時，根據(jù)各缺陷評級圖，按缺陷存在的嚴重程度縮小或放大。4.4.3鋼材低倍組織缺陷允許與否及合格級別應(yīng)在相應(yīng)的技術(shù)條件中規(guī)定之。4.4.4根據(jù)供需雙方協(xié)議，鋼的低倍組織缺陷也可采用ASTME381或ANSI/ASTMA604標準中相應(yīng)的圖片評定。4.4.5對于鋼管產(chǎn)品的檢驗，由于其中心掏空不連續(xù)，所以對于中心疏松和中心偏析的評定默認為“0”并報出。4.5檢驗報告檢驗報告應(yīng)包括以下各項內(nèi)容：a)本標準號；b)牌號、熔煉爐號、規(guī)格及試樣號；c)檢驗結(jié)果；d)腐蝕劑、腐蝕方法、腐蝕溫度；腐蝕時間e）檢驗報告編號、日期、檢驗者及審核者。5超聲檢驗法5.1原理鋼的低倍組織中由于化學成分嚴重偏析及組織不均勻，使鋼材內(nèi)部聲阻抗出現(xiàn)變化，采用超聲脈沖反射技術(shù)，根據(jù)聲波在鋼中傳播過程遇到不同聲阻抗界面發(fā)生反射的原理進行檢測。GB/T1979-xxxx5.2人員從事檢測的人員應(yīng)按GB/T9445或相應(yīng)的文件參加培訓(xùn)并取得超聲資格證書，凡簽發(fā)檢測報告者，應(yīng)取得2級及以上超聲檢測資格證書。5.3儀器和設(shè)備宜采用單直探頭對工件進行遠場掃查，采用雙晶探頭對工件進行近場掃描，應(yīng)保證整個工件掃描覆蓋良好。5.3.1超聲檢測儀超聲檢測儀器性能指標應(yīng)滿足JJG746的要求。5.3.2探頭探頭頻率應(yīng)在2MHz~10MHz，具備穿透被檢鋼材的能力和滿足檢測分辨力的要求，探頭晶片直徑（邊長）宜不大于28mm，檢測連鑄坯時可選用較低頻率的探頭。探頭參數(shù)宜按GB/T27664.2方法測試且符合其要求。5.3.3耦合劑宜選用耦合效果良好且對人體及鋼材表面無害的耦合介質(zhì)。5.4對比試塊5.4.1對比試塊的聲學性能應(yīng)與被檢鋼材相同或相近，對比試塊上不應(yīng)有影響使用的回波。5.4.2對比試塊上的人工缺陷可采用平底孔或短橫孔，平底孔的直徑可選Φ1.0mm或Φ2.0mm，短橫孔的孔徑可選Φ0.8mm，長度5mm或10mm。采用雙晶探頭檢測時，對比試塊上宜加工至少兩個相同尺寸的人工缺陷；采用直探頭檢測時，對比試塊上宜加工至少一個位于遠場區(qū)的人工缺陷，以確定靜態(tài)檢測靈敏度。5.4.3對比試塊上人工缺陷的位置應(yīng)能覆蓋聲波在鋼材截面的掃查范圍。5.4.4對于檢測尺寸大于探頭三倍近場區(qū)的鋼材，可采用工件底波計算法確定靜態(tài)檢測靈敏度，平底孔的直徑可選Φ2.0mm。5.4.5對比試塊外形、平底孔和短橫孔可用機械加工或其它方法制作，符合GB/T23905中的相關(guān)要5.5檢測方法和步驟5.5.1采用超聲縱波或（和）橫波在鋼材(坯)的周面進行超聲波檢測，可采用接觸技術(shù)或液浸技術(shù)。5.5.2采用接觸技術(shù)時，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格及要求選用直探頭或雙晶探頭。當被檢驗鋼材（坯）直徑或邊長不大于80mm時，應(yīng)選用5MHz及以上頻率的雙晶探頭；被檢驗鋼材（坯）直徑或邊長大于GB/T1979-xxxx大于80mm時，應(yīng)選用2MHz及以上頻率單直探頭，在滿足探傷要求的前提下盡可能選擇較高頻率的探頭。采用液浸技術(shù)時，可根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格選取水浸平探頭或聚焦探頭。5.5.3檢測部位和數(shù)量，鋼材（坯）應(yīng)按熔煉爐（坯）號抽取兩支試樣，在相當于第一和最末盤（支）鋼錠的頭部或相當于連鑄頭坯、尾坯所對應(yīng)鋼材（坯）端部500mm長的位置實施檢測；連鑄坯應(yīng)按熔煉（批）號在對應(yīng)連鑄澆鑄工藝參數(shù)（如拉速等）穩(wěn)定條件下端部500mm長的坯上實施檢測。5.5.4檢測前，探傷設(shè)備需使用規(guī)定的對比試塊或通過計算法調(diào)整靜態(tài)檢測靈敏度。采用對比試塊調(diào)整靜態(tài)靈敏度時，設(shè)定靈敏度應(yīng)按判傷最低幅值調(diào)試，同時應(yīng)考慮鋼材表面曲率和粗糙度等因素的影響并進行補償。5.5.5動態(tài)檢測靈敏度在靜態(tài)靈敏度的基礎(chǔ)上至少提高6dB。5.5.6接觸技術(shù)手工掃查速度不大于50mm/s，圓鋼實施360度周向掃查，矩形（方）鋼實施4個面掃查，為使缺陷不漏檢，掃查間距不得超過探頭有效聲束寬度的50%~80%；液浸技術(shù)的掃查速度應(yīng)滿足系統(tǒng)最大掃查速度，同時應(yīng)保證探頭有效聲束對鋼材（坯）的掃查面覆蓋率大于100%。5.5.7設(shè)備連續(xù)使用中，每隔一定時間或發(fā)現(xiàn)異常情況及檢測結(jié)束后，應(yīng)校驗檢驗設(shè)備靜態(tài)靈敏度，發(fā)現(xiàn)異常時，應(yīng)重新調(diào)整檢測參數(shù)對上一次校驗后的被檢材料重新檢測。5.6鋼材（坯）檢測結(jié)果評定5.6.1反射信號評定按照判定界限表中規(guī)定的人工缺陷實施檢測，檢測過程中只要出現(xiàn)非干擾回波即判定為超聲檢測不合格。5.6.2底波損失評定用直射波在較低的增益下進行底波測定，與正常部位底波相比，底波損失50%及以上，經(jīng)確認不是表面狀態(tài)或不平行度引起的為不合格。5.6.3平底孔或短橫孔判定界限表5.6.3.1平底孔試塊的缺陷判定可參照表1，短橫孔試塊的缺陷判定可參照表2。表1平底孔判定界限表GB/T1979-xxxx表2短橫孔判定界限表55.6.3.2經(jīng)超聲波檢測，在表1或表2靜態(tài)靈敏度下，未出現(xiàn)缺陷反射波的，該爐批應(yīng)判為超聲波低倍檢驗合格，無需做酸蝕試驗，結(jié)果報告按“低倍合格”報出。否則，應(yīng)在存在反射波的位置取試片做酸蝕試驗，以酸蝕試驗結(jié)果為準。5.6.3.3連鑄坯的檢測由供需雙方協(xié)商確定超聲驗收標準。5.7.檢驗報告檢驗報告應(yīng)由有關(guān)部門認定的具有2級及2級以上技術(shù)資格證書人員簽發(fā)，檢驗報告應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：a)爐號、鋼種、規(guī)格、產(chǎn)品標準等；b)探傷儀型號、探頭型號、探傷方法、探傷靈敏度；c)檢驗標準、檢驗結(jié)果；d)操作者及資格等級；e)檢驗日期。GB/T1979-xxxx低倍組織缺陷評級圖A.1評級圖一直徑或邊長小于40mm的鋼材（短、軋坯）一般疏松中心疏松錠型偏析GB/T1979-xxxxA.2評級圖二直徑或邊長40mm~150mm的鋼材（短、軋坯）一般疏松1GB/T1979-xxxx2一般疏松3GB/T1979-xxxx4中心疏松1GB/T1979-xxxx2中心疏松3GB/T1979-xxxx4錠型偏析GB/T1979-xxxx12GB/T1979-xxxx34一般點狀偏析GB/T1979-xxxx12一般點狀偏析GB/T1979-xxxx34邊緣點狀偏析GB/T1979-xxxx12邊緣點狀偏析GB/T1979-xxxx34A.3評級圖三直徑或邊長150mm~250mm的鋼材（短、軋坯）GB/T1979-xxxx一般疏松1一般疏松GB/T1979-xxxx2一般疏松GB/T1979-xxxx3一般疏松GB/T1979-xxxx4中心疏松GB/T1979-xxxx1中心疏松GB/T1979-xxxx2中心疏松GB/T1979-xxxx3中心疏松GB/T1979-xxxx4錠型偏析GB/T1979-xxxx1錠型偏析GB/T1979-xxxx2錠型偏析GB/T1979-xxxx3錠型偏析GB/T1979-xxxx4一般斑點狀偏析GB/T1979-xxxx1一般斑點狀偏析GB/T1979-