三、钢的显微组织评定

金相培训教材--钢的显微组织评定2013.12.10㈡铸造碳钢的金相检验铸造碳钢的金相检验主要进行1.显微组织的鉴别(GB/T8493)2.非金属夹杂物级别的评定(GB/T10561\ASTME45)3.晶粒度(GB/T6394-2002/ASTME112)⒈显微组织检验试样用4%硝酸酒精溶液浸蚀后，在显微镜下按大多数视场确定其组织。对铸态、退火、正火态组织放大100倍观察。对调质态组织在500倍下鉴别。链接到GB8493-一般工程用铸造碳钢金相检验钢的显微组织评定方法-GB/T13299-1991•内容：•1.游离渗碳体•2.低碳变形钢的珠光体•3.带状组织•4.魏氏组织适用范围：低碳、中碳钢的钢板、钢带和型材的显微组织评定，其它钢种根据有关协议•试样制备：一般采用冲、剪、锯等冷切割方式；低碳变形钢的珠光体、带状组织试样应取与变形方向相同的磨面；游离渗碳体和魏氏组织的取样磨面可以横向也可取纵向。抛光、腐蚀后进行显微组织评定。•显微组织评定方法：•评定游离渗碳体和珠光体的放大倍数为400×，评定带状组织和魏氏组织的放大倍数为100×。•标准视场直径80mm。•评定采用与标准评级图相比较的方法。•深度约为钢板厚度10%的2个表面层不检查。•评级时应选择磨面上各视场中最高级别处进行评定。•评定结果以级别表示，级别特征在相邻2级之间，可付上半级，必要时应注明系列字母，如1A、3B。•显微组织评定原则：1、评定含碳量小于或等于0.15%低碳退火钢中的游离渗碳体，是根据渗碳体的形状、分布及尺寸特征确定2、评定含碳量0.10%～0.30%低碳变形钢中的珠光体，要根据珠光体的结构（粒状、细粒状珠光体团或片状）、数量和分布特征确定3、评定珠光体钢中的带状组织，要根据带状铁素体数量增加，并考虑带状贯穿视场的程度、连续性和变形铁素体晶粒多少的原则确定。4、评定珠光体钢过热后的魏氏组织，要根据析出的针状铁素体数量、尺寸和由铁素体网确定的奥氏体晶粒大小的原则确定。•试验记录•试样编号、钢种、炉批号、规格、检验项目及评定结果，如照相时应注明放大倍数和浸蚀剂。魏氏组织级别图A:C含量0.15%-0.30%B:C含量0.31%-0.50%二、钢中非金属夹杂物含量的测定•常用标准:•GB/T10561-2005«钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法»•ASTME45-2005«钢的非金属夹杂物测定方法»•GB/T18254-2002«高碳铬轴承钢»•GB/T10561-2005•标准适用范围：压缩比大于或等于3的轧制或锻制钢材•原理：将所观察的视场与标准图谱对比，并分别对每类夹杂物进行评级，标准中的评级图片相当于100倍下纵向抛光面上的面积为0.5mm2的正方形视场。•夹杂物分五类：A：硫化物类，较宽范围形态比的单个灰色夹杂物，端部圆角。B：氧化铝类，形态比小，沿轧制方向排成一排。C：硅酸盐类，较宽范围形态比的单个呈黑色或深灰色，端部锐角。D：球状氧化物，带角或圆形，形态比小，黑色或带蓝色无规则分布。DS：单颗粒球状，圆形或近似圆形，直径≥13μm单颗粒夹杂。A类硫化物B类氧化铝类C类硅酸盐类D类球状氧化物DS类单颗粒球状类试样的选取:沿钢材或零件的轧制或锻造方向通过中心取样；钢坯上切取的检验面应通过钢材（或钢坯）轴心的纵截面,其面积为200mm2(20mm×10mm)。•样品制备要求：检验面平整，抛光时防止夹杂物剥落、变形，检验面不受污染。可先进行淬火，提高试样硬度，容易制备。•评级界限：每类夹杂物根据颗粒宽度不同分成粗系和细系，每个系列有6个级别，从0.5级到3级。•A法：检验整个抛光面，对每一类夹杂物，按细系和粗系记下与所检验面上最恶劣视场相符合的标准图片的级别数。•B法：检验整个抛光面，对每一个视场进行评级并记录，但可以通过研究，减少检验视场数，对试样做局部检验。•通则：1、每一个观察的视场与标准评级图谱对比，如果一个视场处于两相邻标准图片之间时，应记录较低的一级。2、对于个别夹杂物或串状夹杂物，长度超过视场的边长（0.710mm)，或宽度或直径大于粗系最大值，作为超尺寸夹杂物评定，并分别记录，应纳入该视场的评级。3、为提高实际测量的再现性，可采用上图所示的透明网格或轮廓线。4、非传统类夹杂物按与其形态最接近的A、B、C、D、DS类夹杂物评定。5、对于A、B、C类夹杂物，纵向距离d≤40μm，横向距离s≤10μm，应视为一条夹杂物。6、一个串（条）状夹杂物宽度不同，取最大宽度。•结果表示：•通则：用每个试样的级别以及在此基础上所得的每炉钢每类和每个宽度系列夹杂物的级别算术平均值表示。•A法：表示与每类夹杂物和每个宽度系列夹杂物最恶劣视场相符合的级别，e出现粗系的夹杂物，s出现细系的夹杂物，如：B1e,B2.5s•B法：表示给定观察视场数（N）中每类夹杂物及每个宽度系列夹杂物在给定级别上的视场总数。•试验报告三、金属平均晶粒度测定法GB/T6394•晶粒度：指晶粒大小的量度，通常使用长度、面积或体积来表示不同方法的评定或测量晶粒大小。•本质晶粒度：在标准工艺条件下测量的晶粒度。•实际晶粒度：实际工艺条件处理下得到的晶粒度。•试样制备：•在交货状态的材料上切取，建议试样尺寸•圆形：φ10mm～φ12mm;方形：10mm×10mm•切取试样应避开剪切、加热影响的区域•晶粒度试样不允许重复热处理。•渗碳处理用试样应除去脱碳层和氧化层。•铁素体网法：适用于亚共析钢，碳含量为0.25%～0.60%的碳素钢和合金钢C%≤0.35%900℃±10℃加热C%＞0.35%860℃±10℃加热保温最少30min，空、水冷。•试样加热温度保持必要时间后，降温到730℃±10℃，保温10min，淬油或淬水，抛光，浸蚀，通过沿晶界分布的铁素体网显示奥氏体晶粒。•显示铁素体组织和铁素体晶粒的常用试剂：a:4ml硝酸+96ml乙醇b：5g苦味酸+95ml乙醇奥氏体晶粒度的显示：•氧化法：碳含量为0.25%～0.60%的碳素钢和合金钢，预先抛磨，磨面朝上。C%≤0.35%900℃±10℃加热C%＞0.35%860℃±10℃加热保温1小时，淬入水或盐水，根据情况，适当倾斜100～150研磨抛光，显示氧化层的奥氏体晶粒。显示奥氏体被氧化的晶界所用试剂：5ml盐酸+95ml乙醇•直接淬硬法：碳含量在1%以下的碳素钢和合钢C%≤0.35%900℃±10℃加热C%＞0.35%860℃±10℃加热保温1小时以能产生完全淬硬的冷却速度淬火，得M，磨抛侵蚀后显示M的原奥氏体晶粒形貌，侵蚀前可在230℃±10℃回火。显示马氏体组织和奥氏体晶粒的试剂：2g苦味酸+1g十三苯亚磺酸钠+100ml水1g苦味酸+5ml盐酸+95ml乙醇•晶粒度的测定方法：•1、比较法•比较法：通过与标准系列评级图对比来评定平均晶粒度，存在±0.5级偏差•适于具有等轴晶粒的再结晶材料或铸态材料•适合大多工业生产检验，如果第二相（或组元）基本上与基体晶粒大小相同由岛状或片状组成，或者是第二相质点（晶粒）的数量少而尺寸又小的，并位于初生晶粒的晶界处。四个系列的标准评级图：•评级图适用范围：2、面积法•通过计算给定面积网格内的晶粒数来测定晶粒度•基体晶粒边界清晰可见，且第二相（组元）质点（晶粒）主要存在于基体晶粒之间而不在晶粒内时，•将已知面积（5000mm2)的圆形测量网格置于晶粒图形之上，选用网格内至多能截获并不超过100个晶粒（建议50个）的放大倍数M（网格面积大小以能覆盖基体晶粒为度），然后计算完全落在测量网格内的晶粒数N内和被网格切割的晶粒数N交，该面积范围内的晶粒计算为：121交内NNN•试样检测面上每平方毫米内晶粒数na:••晶粒度级别指数G:ANMna.2954.2lg321928.3anG•3、截点法•通过统计给定长度的测量网格上的晶界截点数P来测定晶粒度。对于非等轴晶粒，截点法即可用于分别测定三个相互垂直的方向晶粒度，也可计算出总体的平均晶粒度。分直线截点法和圆截点法。•适用于面积法的条件均适用于截点法。•晶粒度报告（1）铁素体钢，除用渗碳法显示奥氏体晶粒度外，其它方法应报告如下内容：•试样热处理的温度及时间•显示晶粒边界的方法•晶粒度级别数（2）奥氏体钢•晶粒显示方法•晶粒度级别数（3）铜和铜合金•晶粒显示方法•晶粒度以毫米为单位按平均直径报出“平均晶粒直径”检验面上所显示的是晶粒的平均“直径”。（4）其它金属及合金•晶粒度显示方法及晶粒度数值按相关的技术条件或供需双方协议要求报告。（5）混合晶粒度•应分别报告各种晶粒度及其所占面积百分比。