金相检验规范报告

1.目的通过对锻件进行金相检查，使产品质量处在受控状态，确保产品的内在质量符合国家法规、原则和客户的规定。2.合用范畴合用于我司有金相实验规定的产品。3.执行原则：①ASTME381-01-棒材、锻坯、大方坯和锻件的宏观侵蚀实验原则②ASTME45-测定钢材夹杂物含量的实验办法③ASTME112-测定平均晶粒度的原则实验办法4.检查人员必须经考核培训并获得对应岗位资格证书。5.检查设备：光学显微镜、放大镜6.操作程序：6.1试样的制备a)试样截取方向、部位、数量应根据检查的目的、技术原则或双方技术合同进行；b)试样的尺寸见附图；c)试样的制备：磨平磨光（粗磨、细磨）抛光浸蚀观察6.2金相检查6.2.1非金属夹杂物的检查：6.2.1.1范畴本原则规定了用原则图谱评定压缩比不不大于或等于3的轧制或锻制钢材中的非金属夹杂物的显微评定办法。这种办法广泛用于对给定用途钢适应性的评定。但是，由于受实验人员的影响，即使采用大量试样也很难再现实验成果，因此，使用本办法时应十分谨慎。6.2.1.2原理将所观察的视场与本原则图谱进行对比，并分别对每类夹杂物进行评级。这些评级图片相称于100倍下纵向抛光平面上面积为0.50mm2的正方形视场。根据夹杂物的形态和分布，原则图谱分为A、B、C、D和DS五大类。这五大类夹杂物代表最常观察到的夹杂物的类型和形态：——A类（硫化物类）：含有高的延展性，有较宽范畴形态比（长度/宽度）的单个灰色夹杂物，普通端部呈圆角；——B类（氧化铝类）：大多数没有变形，带角的，形态比小（普通<3），黑色或带蓝色的颗粒，沿轧制方向排成一行（最少有3个颗粒）；——C类（硅酸盐类）：含有高的延展性，有较宽范畴形态比（普通≥3）的单个呈黑色或深灰色夹杂物，普通端部呈锐角；——D类（球状氧化类）：不变形，带角或圆形的，形态比小（普通<3），黑色或蓝色的，无规则分布的颗粒；——DS类（单颗粒球状类）：圆形或近似圆形的，直径≥13μm的单颗粒夹杂物。非传统类型夹杂物的评定也可通过将其形状与上述五类夹杂物进行比较，并注明其化学特性。例如：球状硫化物可作为D类夹杂物评定，但是实验报告中应加注一种下标（如：Dsulf表达；Dcas表达球状硫化钙；DRES表达球状稀土硫化物；DDup表达球状复相夹杂物，如硫化钙包裹着氧化铝。沉淀相类如棚化物、碳化物、碳氮化合物或氮化物的评定，也能够根据它们的形态与上述五类夹杂物进行比较，并按上述的办法表达它们的化学特性。注：在进行实验之前，可采用不不大于100倍的放大倍率对非传统类型夹杂物进行检查，以拟定其化学特性。每类夹杂物又根据非金属夹杂物颗粒宽度的不同分成两个系列，每个系列由表达夹杂物含量递增的六级图片构成。附录A列出了每类夹杂物的评级图谱。评级图片级别i从0.5级到3级，这些级别随着夹杂物的长度或串（条）状夹杂物的长度（A，B，C类），或夹杂物的数量（D）类，或夹杂物的直径（DS类）的增加而递增，具体划分界限见表1。各类夹杂物的宽度划分界限见表2。例如：图谱A类ｉ＝2表达在显微镜下观察的夹杂物的形态属于A类，而分布和数量属于第2级图片。表1评级界限（最小值）评级图级别i夹杂物类别A总长度μmB总长度μmC总长度μmD数量个DS直径μm0.5371718113112777764191.5261184176927243634332016382.564955551025533898(<1181)822(<1147)746(<1029)36(<49)76（<107）注：以上A、B和C类夹杂物的总长度是按附录D给出的公式计算的，并取最靠近的整数。表2夹杂物宽度类别细系粗系最小宽度μm最大宽度μm最小宽度μm最大宽度μmA24>412B29>915C25>512D38>813注：D类夹杂物的最大尺寸定义为直径。6.2.1.3取样夹杂物的形态在很大程度上取决于钢材压缩变形程度，因此，只有在通过相似程度变形的试样坯制备的截面上才可能进行测量成果的比较。用于测量夹杂物含量试样的抛光面面积应约为200mm2（20mm×10mm），并平行于钢材纵轴，位于钢材外表面到中心的中间位置。取样办法应在产品原则或专门合同中规定。对于板材，检查面应近位于其宽度的四分之一处。如果产品原则没有规定，取样办法以下：——直径或边长不不大于40mm的钢棒或钢坯；检查面为钢材外表到中心的中间位置的部分径向截面；（见图1——直径或边长不不大于25mm、不大于或等于40mm钢棒或钢坯；检查面为通过直径的截面的二分之一（由试样中心到边沿）；（见图2）——直径或边长不大于或等于25mm的钢棒：检查面为通过直径的整个截面，其长度应确保得到约200mm2的检查面积；（见图3）——厚度不大于或等于25mm的钢板：检查面位于宽度1/4的全厚度截面；（见图4）——厚度不不大于25mm、不大于或等于50mm的钢板：检查面为位于宽度的1/4和从钢板表面到中心的位置，检查面为钢板厚度的1/2截面。（见图5）——厚度不不大于50mm的钢板：检查面为位于宽度的1/4和从钢板表面到中心之间的中间位置，检查面为钢板厚度的1/4截面（见图6）6.2.1.4试样制备试样应切割加工，方便获得检查面。为了使检查面平整、避免抛光时试样边沿磨成圆角，试样可用夹具或镶嵌的办法加以固定。试样抛光时，最重要是要避免夹杂物的剥落、变形或抛光表面被染污，方便检查面尽量干净和夹杂物的形态不受影响。当夹杂物细小时，上述操作要点特别重要。用金钢石磨料抛光是适宜的。在某些状况下，为了使试样得到尽量高的硬度，在抛光前试样可进行热解决。6.2.1.5夹杂物含量的测定6.2.1.5.1观察办法在显微镜下可用下列两种办法之一检查：——投影到毛玻璃上；——用目镜直接观察。在检查过程中应始终保持所选用的观察办法。如果图像被投影到毛玻璃或类似装置上，必须确保放大100×±2×（在毛玻璃上）。在毛玻璃投影屏上面或背后放一种清晰的边长为71mm的正方形（实际面积为0.50mm2）塑料轮廓线，然后用正方形内的图像与原则图片（附录A）进行比较；如果用目镜检查夹杂物，则应在显微镜的适宜位置上放置如图7所示实验网格，以使在图像上实验框内的面积是0.50mm2。注：在特殊状况下，可采用不不大于100倍的放大倍率，但对原则图谱应采用同一放大倍率，并在实验报告中注明。6.2.1.5.2实际检查可采用下列两种办法。6.2.1.5.2.1A法应检查整个抛光面。对于每一类夹杂物，按细系和粗系记下与所检查面上最恶劣视场相符合的原则图片的级别数。6.2.1.5.2.2B法应检查整个抛光面。试样每一视场同原则图片相对比，每类夹杂物按细系或粗系记下与检查视场最符合的级别数（原则图片旁边所示的级别数）。为了使检查费用降到最低，能够通过研究，减少检查视场数，并使之分布符合一定的方案，然后对试样做局部检查。但无法是视场数，还是这些视场的分布，均应事前合同商定。6.2.1.5.2.3A法和B法的通则将每一种观察的视场与原则评级图谱进行对比。如果一种视场处在两相邻原则图片之间时，应统计较低的一级。对于个别的夹杂物和串（条）状夹杂物，如果其长度超出视场的边长（0.710mm），或宽度或直径不不大于粗系最大值，则应当作超尺寸（长度、宽度或直径）夹杂物进行评定，并分别统计。但是，这些夹杂物仍应纳入该视场的评级。为了提高实际测量（A、B、C类夹杂物的长度，DS类夹杂物的直径）的再现性，可采用图7所示的透明网格或轮廓线，并使用表1和表2规定的评级界限以及第2章有关评级图夹杂物形态的描述作为评级图片的阐明。非传统类型夹杂物按与其形态最靠近的A、B、C、D、DS类夹杂物评定。将非传统类别夹杂物的长度、数量、宽度或直径与评级图片上每类夹杂物进行对比，或测量非传统类型夹杂物的总长度、数量、宽度或直径，使用表1和表2选择与夹杂物含量对应的级别或宽度系列（细、粗或超尺寸），然后在表达该类夹杂物的符号后加注下标，以表达非传统类型夹杂物的特性，并在实验报告中注明下标的含义。对于A、B和C类夹杂物，用L1和L2分别表达两个在或者不在一条直线上的夹杂物或串（条）状夹杂物的长度，如果两夹杂物之间的纵向距离d不大于或等于40mm且沿轧制方向的横向距离s（夹杂物中心之间的距离）不大于或等于10mm时，则应视为一条夹杂物或串（条）状夹杂物。如果一种串（条）状夹杂物内夹杂物的宽度不同，则应将该夹杂物的最大宽度视频为该串（条）状夹杂物的宽度。6.2.1.5.3成果表达6.2.1.5.3.1通则除非在产品原则中已指明，检查成果可按下述办法表达。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来表达成果。这种办法与5.2.1所述的办法结合使用。6.2.1.5.3.2A法表达与每类夹杂物和每个宽度系列夹杂物最恶劣视场符合的级别。在每类夹杂物代号后再加上最恶劣视场的级别，用字母e表达出现粗系的夹杂物，s表达出现超尺寸夹杂物。例如：A2，Ble,C3,D1,B2,5s,DS0.5。用于表达非传统类型的夹杂物下标应注明其含义。6.2.1.5.3.3B法表达给定观察视场数（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。对于所给定的各类夹杂物的级别，可用全部视场的全套数据，按专门的办法来表达其成果，如根据双方合同规定总级别（itot）或平均级别（imoy）。例如：A类夹杂物级别为0.5的视场数为n1；级别为1的视场数为n2；级别为1.5的视场数为n3；级别为2的视场数为n4；级别为2.5的视场数为n5；级别为3的视场数为n6；则itot=(n1×0.5)+(n2×1)+(n3×1.5)+(n4×2)+(n5×2.5)+(n6×3)imoy=itot/N式中：N为所观察视场的总数。典型夹杂物成果列于附录C。6.2.1.5.4实验报告实验报告应涉及以下各项：a)本原则号；b)钢的牌号和炉号；c)产品类型和尺寸；d)取样办法及检查面位置；e)选用的办法（观察办法、检查办法、成果表达办法）；f)放大倍率（如果不不大于100倍时）；g)观察的视场数或总检查面积；h)各项检查成果（夹杂物或串（条）状夹杂物的尺寸超出原则评级图者应予以注明）；i)对非传统类型夹杂物所采用的下标的阐明；j)实验报告编号和日期；k)实验员姓名。根据ASTME45-钢中非金属夹杂物含量的测定原则评级图显微检查法，观察整个受检面，选用有代表性的视场，按夹杂物的形态、大小、数量进行评级；评级图见原则。6.2.2钢质模锻件金相组织检查：6.2.2.1范畴本原则规定了钢质模锻件的金相组织评级图（下列简称评级图）及评定办法。本原则合用于通过调质解决、正火解决、等温正火解决、锻后控冷解决的构造钢模锻件。本原则不合用于对锻件脱碳、过热、过烧等组织的评定。6.2.2.2术语和定义下列术语和定义合用于本原则。6.2.2.2.1等温正火isothermalnormalization将锻件加热到高于AC3（或AC1）的某一温度，保温一段时间后，控制冷却到珠光体相变区某一温度并等温保持一段时间，使奥氏体转变为珠光体型组织，然后在空气中冷却的热解决工艺。6.2.2.2.2锻后控冷controlcoolingafterforging锻件在锻造成型后，运用余热通过控制锻件的冷却速度，使其得到珠光体加铁素体组织或贝氏体组织的工艺办法。6.2.2.2.3有效厚度efectivethickness锻件各部位的壁厚不相似时，如果按照某处壁厚拟定加热时间能够确保热解决质量，则该处壁厚即称为锻件的有效厚度。6.2.2.3评级图的分组与分级评级图分为下列三组，每组分为8级。第一组评级图见图1，合用于中碳构造钢正火解决的锻件以及中碳低合金非调质钢锻后控冷解决的锻件。第二组评级图见图2，合用于渗碳钢正火、等温正火及锻后控冷解决的锻件。第三组评级图见图3，合用于调质钢调质解决的锻件。6.2.2.4评级图的应用6.2.2.4.1评级图中各类金相组织的合格级别由供需双方协商拟定。没有商定的以1-4级为合格。6.2.2.4.2如果在评级时有争议，能够参考力学性能检查成果进行鉴定。6.2.2.5试样的选用与制备6.2.2.5.1取样部位的拟定应由供需双方协商拟定，没有商定的以锻件有效厚度处作为取样部位。表明取样部位的示例参见附录A（资料性附录）。6.2.2.5.2试样的制取普通应根据供需双方的技术合同，没有合同的根据下列原则拟定。6.2.2.5.2.1不锻件取样部位有效厚度≤20mm时，以二分之一处作为检查部位制取。6.2.2.5.2.2当锻件取样部位有效厚度>20mm时，以距表面10mm处作为检查部位制取。6.2.2.5.3制取试样的办法6.2.2.5.3.1试样应在冷态下用机械办法制取。若用热切等办法切取时，必须将热影响区完全去除。6.2.2.5.3.2在制取样品过程中，不能出现因受热而造成组织变化的现象。6.2.2.5.3.3试样抛光后用含有体积百分数为2%-5%的硝酸酒精溶液浸蚀。6.2.2.6金相组织的评定6.2.2.6.1金相组织按1-8级评定。当被评定的金相组织介于两个级别之间时，下列一级为鉴定级别，例如不不大于3级不大于4级则判为4级。6.2.2.6.2正火锻件、等温正火解决锻件、锻后控冷锻件的金相组织在金相显微镜下用100倍观察，但必须结合高倍观察以拟定相构造，参考评级图1或评级图2评定。6.2.2.6.3调质锻件的金相组织在金相显微镜下用500倍观察，参考评级图3评定。试样制好后，根据ASTME112-测定平均晶粒度的原则实验办法，根据不同的材料，不同的热解决工艺，对摄影应的图谱进行评级；6.2.3金属平均晶粒度的测定办法：6.2.3.1本原则规定了测定平均晶粒度的基本办法：比较法、面积法和截点法。6.2.3.2取样6.2.3.2.1测定晶粒度用的试样应在交货状态材料上切取。试样的数量及取样部位按对应的原则或技术条件规定。6.2.3.2.2切取试样应避开剪切、加热影响的区域。不能使用有变化晶粒构造的办法切取试样。6.2.3.2.3推荐试样尺寸为：圆形（直径）：10～12mmX10mm:方形（边长）：10mmX10mmx20mm6.2.3.2.4晶粒度试样不允许重复热解决。6.2.3.2.5渗碳解决用的钢材试样应去除脱碳层和氧化层。6.2.3.3晶粒度测定办法6.2.3.3.1比较法比较法是通过与原则系列评级图对比来评定平均晶粒度6.2.3.3.1.1比较法合用评定含有等轴晶粒的再结晶材料或铸态材料。6.2.3.3.1.2使用比较法评定晶粒度时，当晶粒形貌与原则评级图的形貌完全相似时，评级误差最小，因此，本原则有下列四个系列原则评级图A系列图片1，无孪晶晶粒（浅腐蚀）100倍。B系列图片Ⅱ，有孪晶晶粒（浅腐蚀）100倍。C系列图片Ⅲ，有孪晶晶粒（深腐蚀）75倍。D系列图片Ⅳ，钢中奥氏体晶粒（渗碳法）100倍。6.2.3.3.2面积法面积法是通过计算给定面积网格内的晶粒数N来测定晶粒度。6.2.3.3.2.1晶粒数N的计算将已知面积（普通使用5000m㎡）的圆形测量网格置于晶粒图形上，选用网格内至多能截获并不超出100个晶粒（建议50个晶粒为最佳）的放大倍数M，然后计算完全落在测量格内的晶粒数N内，和被网格所切割的晶粒数N交，于是该面积范畴内的晶粒计算N为：N=N内+1/2N交-16.2.3.3.3截点法截点法是通过计数给定长度的测量线段（或网络）与晶粒边界相交截点数P来测定晶粒度。截点法较面积法简捷，此办法建议使用手动计数器，以避免计数的正常误差和消除预先预计过高或过低的偏见。对于非均匀等轴晶粒的多个组织应使用截点法，对于非等轴晶粒度，截点法既可用于分别测定三个互相垂直方向的晶粒度，也可计算总体平均晶粒度。截点法有直线点法和圆截点法，圆截点法可不必过多的附加视场数，便能自动赔偿偏离等轴晶面引发的误差，圆截点法克服了实验线段端部截点法不明显的毛病，圆截点法作为质量检测评定晶粒度的办法是比较安全适宜的。6.2.3.4晶粒度报告6.2.3.4.1铁素体钢除用渗碳法显示奥氏体晶粒度外，其它办法应报告以下内容：①试样热解决的温度及保温时间②显示晶粒边界的办法。③晶粒度级别数。6.2.3.4.2奥氏体钢①显示晶粒边界的办法。②晶粒度级别数。对调质热解决件的晶粒度的检查，根据不同的热解决工艺，选择不同的浸蚀办法，显示晶粒边界，根据GB/T6394-金属平均晶粒度测定办法对照图谱，用比较法进行评级；6.2.4钢的低倍组织及缺点酸蚀检查法6.2.4.1热酸浸蚀法根据不同钢种选择对应的酸液，其浸蚀时间及温度参考表1。试样浸蚀时，试面不得与溶器或其它试样接触，腐蚀产物可选用3%-5%碳酸钠水溶液或10%-15%（容积比）硝酸水溶液刷除，然后用水洗净吹干，也可用热水直接洗刷炊干。若浸蚀过深，必须将试面重新加工，除去1mm以上再进行浸蚀.表1.浸蚀时间及温度表分类钢种酸蚀时间min酸液成分温度℃1易切削钢5-101：1（