适用样品与目标
本流程适用于轧材、锻件、连铸坯等钢制品中非金属夹杂物的定性分类与定量评级。夹杂物直接影响疲劳寿命、各向同性与表面质量,本流程目标是在未腐蚀状态下按标准评级图对A类(硫化物)、B类(氧化铝)、C类(硅酸盐)、D类(球状氧化物)夹杂物进行判定与分级。
完整流程
取样与切割
检验面通常取纵向(平行轧制/锻造方向)、通过中心或按产品标准规定的代表部位,抛光面积约200mm²(如20mm×10mm)。用精密切割机取样并充分冷却,防止热影响改变夹杂物形貌。
镶嵌
小试样镶嵌便于握持与边缘观察;镶嵌温度与压力不得使试样变形或夹杂物受损。
磨抛
这是夹杂物评定的关键环节。SiC砂纸由P240逐级磨至P1200以上;金刚石抛光由粗到细(9μm、3μm、1μm),最后可用0.05μm胶体硅短抛。全程防止夹杂物脱落成坑、拖尾与抛光剂嵌入,试样始终保持未腐蚀状态。
表面质量检查
观察前先在金相显微镜明场下检查抛光面:夹杂物应轮廓完整、无脱落坑、无拖尾,不合格则返回精抛。
金相显微镜观察
在100×下系统扫查整个抛光面。明场用于区分夹杂物类型与颜色,暗场或偏光辅助鉴别透明氧化物(如Al₂O₃在暗场下发亮)。按最差视场法逐视场与标准评级图对照,记录各类夹杂物(细系/粗系)的最严重级别;或按极值法统计最严重级别的出现情况。
判定与分级
依据形态与特征分类(见下表),每类按宽度分细系与粗系,级别0.5~3.0,级差0.5。超宽夹杂物或特殊类型按标准附录单独标注。
记录与报告
报告注明检验方法、视场数、各类各级别结果、典型视场照片及取样部位。
夹杂物分类特征:
| 类别 | 典型成分 | 形态特征 | 明场颜色 |
|---|---|---|---|
| A类(硫化物类) | MnS | 高延展性,沿轧向拉长呈条带状,端部圆钝 | 浅灰色 |
| B类(氧化铝类) | Al₂O₃ | 脆性,破碎后沿轧向排列呈断续串链状 | 黑色带蓝 |
| C类(硅酸盐类) | 硅酸盐 | 延展性,沿轧向拉长,端部尖锐 | 深灰至黑色 |
| D类(球状氧化物类) | 钙铝酸盐等 | 不变形,圆形或近圆形,孤立分布 | 黑色 |
关键控制点
- 全过程禁止腐蚀:腐蚀会溶解或改变夹杂物,使评级失效。
- 抛光面必须平整无浮凸:硫化物与基体硬度差异大,易产生浮雕,精抛压力要轻、时间要短。
- 取样方向一律为纵向并注明,横向面会使A/C类长度失真。
- 扫查路径应覆盖整个检验面,逐视场连续移动,不得跳视场挑选。
- 评级图放大倍率固定为100×,图像倍率不一致时须换算视场尺寸。
- 评级人员应定期用标准图谱校准,保证判定一致性。
常见偏差与处理
- 夹杂物脱落成坑被误计为D类:重新精抛,脱坑过多则重新制样。
- 拖尾使B类串链被拉长误判为A类:减小抛光压力与润滑剂用量,按形态与颜色复核。
- 细系/粗系界限判定分歧:用测微尺实测宽度,严格按标准宽度界限划分。
- 不同人员评级差半级以上:统一以标准图谱复校,并增加视场数取最差结果。
- 表面划伤污染评级:划伤不参与评级,重新抛光消除后再评定。
依据标准
- GB/T 10561 钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法
- ASTM E45 测定钢中夹杂物含量的试验方法
- ISO 4967 钢 非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法
以上为方法示例,用于方法沟通与工艺讨论,非具体客户实测数据;实际检测方案、取样部位与验收界限,具体以样品评估和双方确认的规程为准。
研润应用学习资料 · 具体工艺以样品评估和操作规程为准。