肖靜 李俠 馬計(jì)平
摘 要 本文從依據(jù)GB/T10561《鋼中非金屬夾雜物含量的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖顯微檢驗(yàn)法》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行夾雜物分析的角度出發(fā),研究了實(shí)驗(yàn)室對(duì)軋制鋼板夾雜物進(jìn)行金相分析的方法和步驟,提供了一種實(shí)驗(yàn)室金相法鑒定夾雜物的分析思路,對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員的工作具有一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞 夾雜物評(píng)級(jí) 金相法 軋制鋼板
中圖分類號(hào):TF769.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
0前言
近年來(lái),隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的飛速發(fā)展,對(duì)建筑用結(jié)構(gòu)鋼的性能要求也越來(lái)越高,鋼鐵中非金屬夾雜物的出現(xiàn)是不可避免的,因?yàn)榉墙饘賷A雜物破壞了金屬基體的連續(xù)性、均勻性,易引起應(yīng)力集中,造成機(jī)械性能下降,導(dǎo)致材料的早期破壞,其影響程度主要取決于夾雜物的形狀、大小、分布和聚集狀態(tài)。受某工廠委托,對(duì)其生產(chǎn)的Q345軋制厚板材進(jìn)行非金屬夾雜物評(píng)級(jí)。采用金相鑒定法對(duì)夾雜物進(jìn)行觀察鑒定,金相法除了對(duì)夾雜物的化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)不能鑒別外,可以直接觀察和鑒別夾雜物的形態(tài)、大小、數(shù)量、分布、類型等,這種方法操作簡(jiǎn)便、容易實(shí)施、直觀且易與鋼材質(zhì)量聯(lián)系起來(lái)。目前,金相法是最廣泛、最有效的方法,本文旨在提供一種實(shí)驗(yàn)室采用的金相法鑒定夾雜物的分析思路。
1實(shí)驗(yàn)方法
1.1取樣
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10561《鋼中非金屬夾雜物含量的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖顯微檢驗(yàn)法》以及委托方要求,夾雜物樣品取樣規(guī)則如下:
(1)根據(jù)委托方要求,在軋制鋼板板寬1/4處取樣;
(2)根據(jù)委托方和GB/T10561要求,在板厚方向上,距離板材軋制上表面1/4處和1/2處分別取樣;
(3)觀察面為與軋向和板厚方向平行的1/4處和1/2處縱截面。
取樣位置如圖1所示,樣品尺寸為20mm€?8mm€?0mm,陰影處為觀察面。
1.2制樣
試樣切割加工后,為便于磨制和拋光,將試樣邊緣磨成圓角,試驗(yàn)面經(jīng)過(guò)機(jī)床磨平后,手工依次在150#砂紙到800#砂紙上對(duì)試驗(yàn)面進(jìn)行粗磨和精磨,然后在呢料拋光布上配合型號(hào)為W1.5的金剛石研磨膏對(duì)試驗(yàn)表面進(jìn)行拋光,試樣拋光時(shí)應(yīng)盡量避免試驗(yàn)表面被污染,避免夾雜物剝落、變形,試樣表面不浸蝕。
1.3觀察記錄
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10561-2005中A法,在Neophot 21金相顯微鏡下檢驗(yàn)樣品整個(gè)拋光面,選出夾雜物的最惡劣視場(chǎng)進(jìn)行拍照(100€祝T諮∪《窳郵映∈保Χ匝氛讎墜餉媯叢?00mm2(20mm€?0mm)拋光面積上按照從左向右從上到下的順序依次進(jìn)行觀察,盡量多選擇幾個(gè)惡劣視場(chǎng)進(jìn)行拍照,并對(duì)這幾個(gè)視場(chǎng)內(nèi)的夾雜物進(jìn)行進(jìn)一步分析。首先,直接在目鏡中觀察判斷夾雜物;其次,通過(guò)軟件對(duì)所拍照片中夾雜物進(jìn)行尺寸測(cè)量,以便于與標(biāo)準(zhǔn)圖片進(jìn)行比較歸類。
在實(shí)驗(yàn)室工作中,為便于統(tǒng)計(jì),對(duì)每張照片在測(cè)量夾雜物尺寸的同時(shí)進(jìn)行記錄,采用的記錄表格形式如表1所示,本文對(duì)選取的幾個(gè)典型夾雜物視場(chǎng)進(jìn)行分析,視場(chǎng)照片見(jiàn)圖2。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10561-2005中A法及表1中記錄的夾雜物類型及尺寸,給出評(píng)級(jí)結(jié)果。
2夾雜物評(píng)級(jí)結(jié)果及分析
標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10561中對(duì)鋼中非金屬夾雜物主要類型及特征有較為詳細(xì)的描述,根據(jù)表1中記錄的數(shù)值和圖2視場(chǎng)中的夾雜物形貌,用△表示形狀為類似三角形的夾雜物,按標(biāo)準(zhǔn)中評(píng)級(jí)原則,照片1中部的雜物沿軋向呈灰色長(zhǎng)條狀斷續(xù)分布,評(píng)為A1級(jí);照片2中夾雜物為圓形,邊緣整齊光滑,為球狀氧化物類夾雜,評(píng)為D1.5級(jí)和D2e級(jí)。照片3中夾雜物沿板厚方向分布,形貌與B類夾雜物接近,對(duì)這些夾雜物評(píng)為B2.5e級(jí)。照片4中的夾雜物為超尺寸夾雜物,此夾雜物邊緣不規(guī)則且呈破碎狀,在其周圍還有一些尺寸較小的形狀不規(guī)則的夾雜物,據(jù)此推斷此夾雜物為硅酸鹽類;照片5中呈三角狀的夾雜物其尖角鋒銳,三邊也較平直,可見(jiàn)此夾雜物強(qiáng)度很高,沒(méi)有因外部作用力而破碎變形,據(jù)此推斷可能為鋁的氧化物類夾雜,評(píng)級(jí)為DS2.5△;照片6中單個(gè)的端部呈銳角的黑色夾雜物為硅酸鹽類,此類夾雜物塑性好,沿軋向變形為長(zhǎng)條狀,評(píng)級(jí)為C1和C2e。此外,上述大部分視場(chǎng)中還出現(xiàn)了較多的D類夾雜物。
綜上可知,軋制鋼板中的夾雜物主要以D類球狀氧化物為主,直徑均較小,由此推斷出夾雜物為內(nèi)生夾雜物,主要是因?yàn)殇撍腥芙獾腫O]與鋼水中的強(qiáng)氧化物形成元素相結(jié)合而形成。此外還存在A類硫化物夾雜,呈灰色的線狀或紡錘狀,主要為鋼液在凝固過(guò)程中析出的鐵錳硫化合物。此外,還存在極個(gè)別的B類氧化鋁夾雜和C類硅酸鹽夾雜。
3結(jié)束語(yǔ)
采用金相法對(duì)夾雜物鑒定,是基于二維平面分析的評(píng)估方法,直觀簡(jiǎn)便,應(yīng)用廣泛,如果需要進(jìn)一步鑒別夾雜物的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成等則需要采用其它手段進(jìn)一步分析。
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