低倍标准的全面诠释及美国标准简介.

GB/T1979-2001标准全面解析及美国标准的简介封面力学测试物性检测金属物理性能试验力学性能：拉伸试验、冲击试验、弯曲试验、扭转试验、硬度试验、撕裂试验、压扁试验、杯突试验、扩口试验、卷边试验、磨损试验、疲劳试验。低倍检验：低倍组织、断口检测、塔形发纹、无损检测硫、磷印试验、不锈钢耐腐蚀试验。高倍检验：脱碳层、夹杂物、碳化物不均匀度、晶粒度、显微组织。概况国内外低倍标准的介绍ISO国际标准IS04969—1980规定了酸蚀试验方法前苏联标准FOCTl0243—1975钢低倍组织的试验和评定方法规定了评定钢的宏观组织的试验方法，评定方法和标准评级图。该标准采用了三种试样方法(酸蚀法、断口法和硫印法)共有26种缺陷类型，136张评级图谱，适用于评定连、模铸钢材。美国ASTM标准ASTME381—1994钢棒、大、小钢坯和锻件宏观浸蚀检验的标准方法规定了用酸蚀法评定钢的宏观组织的试验，评定方法和标准评级图。该标准共有24种缺陷类型，28张评级图谱或典型图谱，适用于评定连、模铸棒材、大、小钢坯和锻件等钢产品。概况2国内外低倍标准的介绍日本JIS标准JISG0553-1983钢的低倍组织检验方法规定了用酸蚀法检验钢的宏观组织的试验方法，该标准共有11种缺陷类型，14张典型图谱，适用于评定锻、轧钢材。中国标准我国钢的低倍检验方法和评定方法标准分别是GB/T226-1991和GB/T1979-2001，前者规定了低倍试样的制备、试剂类型、试验温度和酸蚀方法等，后者规定了低倍评定方法。概况3我国第一个用于评定结构钢低倍组织的标准为YB49—64，它是在前苏联相关标准的基础上制定而成的。1972年至1979年，8年期间进行了第一次修订，并上升为国家标准，即GBl979-80，该标准在1987年冶金部组织进行的标准水平等级评审中，被评为国际一般水平。GBl979-80结构钢低倍组织缺陷评级图规定了用酸蚀法评定钢的低倍组织缺陷，该标准共有12种缺陷类型，56张评级图谱或典型图谱，适用于评定碳素结构钢、合金结构钢、弹簧钢，双方协议也可评定其它钢类。国内外低倍标准的介绍建筑、桥梁等工程用钢结构一般采用普通结构钢制成。钢中存在低倍组织缺陷将影响钢结构的使用性能，因此，往往对其加以适当限制。用于评定钢低倍组织的国家标准《结构钢低倍组织缺陷评级图》(GB/T1979)于2001年进行首次修订。新标准于2002年5月1日开始实施，并自实施之日起代替GB/T1979-1980旧标准。本次修订由宝钢、上海五钢有限公司等五单位负责起草，原标准的部分条款得到不同程度的修改与补充，增加了三种缺陷、三个评级图以及三章内容，标准的内容更加完善、合理和规范。GB/T1979-2001的前身前身GB/T1979-2001共分七章，规定了结构钢酸浸低倍组织缺陷的分类、特征、产生原因及评定原则、评级图分类及适用范围、评定方法和检验报告。适用于碳素结构钢、合金结构钢等锻制或轧制的钢材横截面酸浸低倍组织中允许及不允许的缺陷，根据供需双方的协议，本标准也可用作评定其他钢材的低倍组织缺陷。GB/T1979-2001标准共规定了15种低倍组织缺陷，比旧标准增加了3种。新标准将原“点状偏析”改称为“斑点状偏析”，将原“非金属夹杂物(肉眼可见的)及夹渣”改为“非金属夹杂物(目视可见的)及夹渣”。其他缺陷名称没有变化。新标准在旧标准基础上增加了“白亮带”、“中心偏析”及“帽口偏析”三种缺陷。标准的介绍简介缺陷名称标准规定的缺陷名称共计15种缺陷的名称为：一般疏松、中心疏松、锭型偏析、斑点状偏析、白亮带、中心偏析、帽口偏析、皮下气孔、残余缩孔、翻皮、白点、轴心晶间裂缝、内部气泡、非金属夹杂物(目视可见的)及夹渣、异金属夹杂物。一般疏松定义一般疏松特征：在酸浸试片上表现为组织不致密，呈分散在整个截面上的暗点和空隙。暗点多呈圆形或椭圆形，空隙在放大镜下观察多为不规则的空洞或圆形针孔。这些暗点和空隙一般出现在粗大的树枝状晶主轴和各次轴之间。疏松区发暗而轴部发亮，当亮区和暗区的腐蚀程度差别不大时，则不产生凹坑。产生原因：钢液在凝固时，各结晶核心以树枝状晶形式长大。在树枝状晶主轴和各次轴之间存在着钢液凝固时产生的微空隙和析集一些低熔点组元、气体和非金属夹杂物。这些微空隙和析集的物质经酸腐蚀后呈现组织疏松。评定原则：根据分分散在整个截面上的暗点和空隙的数量、大小及它们的分布状态，并考虑树枝状晶的粗细程度而定。图片1一般疏松评级图片图片3套，分为40-150mm、150-200mm、200mm以上规格共12张1级图片2一般疏松评级图片2级图片3一般疏松评级图片3级图片4一般疏松评级图片4级中心疏松中心疏松其它文献：中心疏松的产生可以看成是铸坯两面的柱状晶向中心生长，碰到一起造成了“搭桥”，阻止了桥上面的钢水向桥下面钢液凝固收缩的补充。特征：在酸浸试片的中心部位呈集中分布的空隙和暗点。它和和一般疏松的主要区别是空隙和暗点仅存在于试样的中心部位，而不是分散在整个截面上。产生原因：钢液凝固时体积收缩引起的组织疏松及钢锭中心部位因最后凝固使气体析集和夹杂物聚集较为严重所致。评定原则：以暗点和空隙的数量、大小及密集程度而定。中心疏松的危害中心疏松的危害和控制在铸坯轧制时，当压缩比为3-5时，中心疏松就可焊合对成品性能并无危害，但对用于穿无缝钢管的铸坯，中心疏松是很有害的，可能会造成钢管内表面缺陷。铸坯中心疏松严重时还会伴随着严重的中心偏析，对产品性能的危害是很大的。所有能够扩大铸坯等轴晶的各种措施，都可减轻中心疏松的产生。扩大铸坯等轴晶区最有效的方法是在接近于钢种的液相线温度（凝固温度）浇注。但是太低的钢水过热度会冻死水口，因此一般把中间包钢水的过热度限制在20-30℃。二是在结晶器内添加微型冷却剂，如铁粉、小废钢等，以减少钢水过热度。三是在二次冷却区采用弱冷却。四是在结晶器内加入形核剂。五是采用外力（如电磁搅拌）把正在生长的柱状晶打碎。图片11中心疏松的评级图片图片3套，分为40-150mm、150-200mm、200mm以上规格，共12张1级图片22中心疏松的评级图片2级图片33中心疏松的评级图片3级图片44中心疏松的评级图片4级实际1实际检验时的中心疏松实际2实际检验时的中心疏松实际3实际检验时的中心疏松锭型偏析锭型偏析特征：在酸浸试片上呈腐蚀较深的，并由暗点和空隙组成的，与原锭型横截面形状相似的框带，一般为方形。产生原因：在钢锭结晶过程中由于结晶规律的影响，柱状晶区与中心等轴晶区交界处的成分偏析和杂质聚集所致。评定原则：根据方框形区域的组织疏松程度和框带的宽度加以评定。必要时可测量偏析框边距试片表面的最近距离。D1分为四个规格：直径或者边长小于40mm，40-150mm150-200mm，200mm以上共四段16张锭型偏析评级图1级D2锭型偏析评级图2级D3锭型偏析评级图3级D4锭型偏析评级图4级斑点状偏析斑点状偏析特征：在酸浸试片上呈不同形状和大小的暗色斑点，不论暗色斑点与气泡是否同时存在，这种暗色斑点统称为斑点状偏析。当斑点分散分布在整个截面上时称为一般斑点状偏析；当斑点存在于试片边缘时称为边缘斑点状偏析。产生原因：一般认为结晶条件不良，钢液在结晶过程中冷却较慢产生的成分偏析。当气体和夹杂物大量存在时，使斑点状偏析加重。评定原则：以斑点的数量、大小和分布状况而定。斑点状改名原因斑点状偏析改名原因“点偏”这种低倍缺陷不同于缩管、翻皮、夹杂等不允许缺陷在酸浸试片上特征明显，而容易与“疏松”这些低倍组织缺陷混淆。由于此缺陷的出现会引起硬度不均、降低钢的力学性能，影响零件的加工质量。因此准确评定“点偏”是低倍组织评定的一个主要检验。所以有必要正确认识“点偏”这种低倍缺陷。点状偏析严重时，往往伴随气泡出现，有人认为钢液中气体的较大量存在是钢锭凝固时杂质析集的主要因素之一。由于结晶条件不同，点状偏析在横截面试片上呈十字形、方框形及心形点偏，一般多分布在边缘区域，根据金相检验证明，点状偏析的含碳量和含硫量超过正常成分(即正偏析)，同时夹杂物也较多。原因二横向酸浸试片上呈现出的大小、形状不同的暗色斑点，在国标中称为“点状偏析”，而在前苏联标准中称为“斑点偏析”。我们认为就该缺陷而言，这两个名称“点状偏析”和“斑点偏析”，后者更为确切些。在常说的简称中与其说“点偏”不如说“斑偏”更为切合实际。因为我国当时的冶金产品标准大都是沿用前苏联而来的，标准中所说“点状偏析”实际上是指“斑点偏析”。在前苏联标准中也有“点状不均匀性、点状偏析”这个名称，其实际指的是整个试样上的细小圆的暗点，实际就是指的一般疏松的“疏松点”，这种缺陷相当与国标中的“一般疏松”。此处的“偏析点”与“斑点偏析”都是存在成分、组织的偏析，其本质差别主要表现在“量”上，一个指的是“点”，另一个指的是“斑”。斑点状偏析改名原因成因斑点状偏析的形成主要与浇铸条件和钢液的质量有关，钢液中气体过饱和析出，钢液粘稠未能及时上浮而引起易偏析的元素局部集聚，形成斑点状偏析。钢锭凝固时，钢中气体与模壁接触时，钢锭表面形成小气泡，被一层凝固的金属盖上，气泡阻碍了热消散，在泡后面保留着部分未凝固的钢液，这些地方富集了易熔组元，而被沾污，凝固后形成边缘斑点状偏析。浇铸温度过高，注速快也是斑点状偏析的形成原因之一。斑点状偏析的成因低倍检验随着生产的发展，大截面的钢材增多，在实际生产检验中，常有200mm以上的大尺寸低倍试片，一定要注意将“斑点状偏析”和“疏松点”区分开。低倍检验有别于其它带有物理量的检验，在评定时，实际经验对缺陷的识别评级的评定起着一定作用，而低倍组织缺陷评级图仅是一套低倍缺陷的典型图片，它不可能与实际评定的试片在低倍形貌上尺寸太小、形状、分布完全一致，因此它只能起着参照的作用。应注意大尺寸试样出现的大的疏松点和小尺寸评级图点偏的差异。所以说低倍缺陷的评定存在着极大的经验因素，对于低倍组织缺陷仅以标准的简要描述去认识是不够的，它是常年检验工作经验的积累，这就是低倍组织缺陷检验的特殊性。作为检验部门，应在人员培训、经验交流，组织汇评等方面努力，以提高低倍人员的检验水平。低倍检验需要经验图片111一般斑点状偏析评级图斑点状偏析虽然是一个缺陷名词，但分为一般斑点状偏析和边缘斑点状偏析两组图片，每种分40-150和150-200mm两个规格，共16张图片。1级图片222一般斑点状偏析评级图2级图片333一般斑点状偏析评级图3级图片444一般斑点状偏析评级图4级图片一边缘斑点状偏析评级图1级图片二边缘斑点状偏析评级图2级图片三边缘斑点状偏析评级图3级图片四边缘斑点状偏析评级图4级实际1斑点状偏析实际图实际2斑点状偏析实际图白亮带白亮带特征:在酸浸试片上呈现抗腐蚀能力较强、组织致密的亮白色或浅白色框带。产生原因:连铸坯在凝固过程中由于电磁搅拌不当,钢液凝固前沿温度梯度减小,凝固前沿富集溶质的钢液流出而形成的白亮带。它是一种负偏析框带,连铸坯成材后仍有可能保留。需要评定时记录白亮带框边距试片表面的最近距离及带的宽度。白亮带是什么连铸过程中广泛采用电磁搅拌来改善连铸钢坯的中心疏松和中心偏析等缺陷．并取得了良好的效果。但电磁搅拌后经常在连铸钢坯上产生白亮带。该白亮带位于连铸钢坯的横断面上，经酸浸后呈现出一个颜色较浅的亮框。在白亮带区域．平衡分配系数小于1的溶质(碳、硫等)含量较低．即发生了这些溶质的负偏析。由于碳含量羝，使白亮带区域比较耐腐蚀，因此酸浸后它的颜色较浅，从而呈现为白色亮带。负偏析的程度随电磁搅拌强度的提高而增大。自亮带的外边界对应于钢坯进入搅拌区时的凝固前沿；而它的内边界不一定对应于钢坯离开搅拌区时的凝固前沿。在白亮带的内边界处，平衡分配系数小于1的溶质含量较高，即发生这些溶质的正偏析，其偏析程度较负偏析弱。钢坯经热加工后白亮带仍不能被消除，因此用户常认为它可能对性能不利。白亮带的组成形成原因一要消除或减弱连铸钢坯的白亮带，首先应弄清它的形成原因，于是白亮带的形成原因已成为许多学者的研究内容。最早的解释是“冲洗溶质”机制，即电磁搅拌引起钢水流动使枝晶间富集