钢材检测:怎样检测钢材中的杂物?

  在对钢材料的缺陷分析中,夹杂物是影响钢中洁净度的重要因素之一。通过对夹杂物的尺寸、形状、物理性能进行评价分析,我们可以及时掌握钢的质量情况。添加稀土元素可以改变夹杂物的分布形态和形貌,从而能大大的改善钢材使用性能。所以目前许多新材料为了达到高性能都采用添加稀土的炼钢工艺,于是在对钢中的质量缺陷分析时,稀土夹杂物评价也是重要检测项目之一。
  目前,我国对于钢中夹杂物检测依据标准为GB/T 10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定》。稀土夹杂物的分布多为条状、点状或聚集类。然而GB/T 10561-2005标准中并没有聚集类夹杂物的定义及评定方法,相关国际标准ISO 967也没有规定,美标 ASTM E45 虽简单提到此类夹杂物的评定,但没有具体的定义。这就需要我们根据实际检测经验,结合相关的标准,准确的对稀土聚集类夹杂物进行判定。参考美标 ASTM E45,我们可以将相邻夹杂物的横向距离 s(夹杂物中心之间的距离)≤15μm 呈簇状分布的夹杂物定义为聚集类夹杂物,此类夹杂物典型形貌见下图。
  这类稀土夹杂物依据形貌确定类型,如由长宽比<3 颗粒状组成的归为 B类,长宽比≥3 颗粒状组成的归为 A 类或 C 类,以单条(或单颗)长度(或直径)占优势的宽度作为该聚集类夹杂物的宽度,沿轧制方向最大长度作为该聚集类夹杂物的长度与标准图片比较评定,并在表示该类夹杂物的符号后加注上标 g(聚集),同时要加注下标 RE(稀土类夹杂物)。
  上面有一个知识点,那就是钢中夹杂物根据形态和分布分为五大类,分别为A、B、C、D 和 DS。具体介绍如下,仅供大家参考。
  A 类(硫化物类):具有高的延展性,有较宽范围形态比(长度/宽度)的单个灰色夹杂物,一般端部呈圆角;
  B 类(铝酸盐类):大多数没有变形,带角的,形态比小(一般<3),黑色或带蓝色的颗粒,沿轧制方向排成一行(至少有 3 个颗粒);
  C 类(硅酸盐类):具有高的延展性、边界光滑,有较宽范围形态比(一般≥3)的单个呈黑色或深灰色夹杂物,一般端部呈锐角;
  D 类(球状氧化物类):不变形,带角或圆形的,形态比小(一般<3),黑色或带蓝色的 ,无规则分布的颗粒;
  DS 类(单颗粒球状类):直径>13μm 的单颗粒球状氧化物类夹杂物。
  稀土夹杂物的鉴定可借助明场和暗场、偏光观察及扫描电子显微镜进行成分分析。稀土夹杂物如果呈条状、点状分布的,就可以以颜色、形态最接近的五类夹杂物进行评定,并加注下标 RE,表明是稀土夹杂物。常见的稀土夹杂物主要有三硫化二稀土夹杂物、稀土氧硫化物夹杂物、稀土氧硫化物夹杂物、稀土硫化物和稀土铝酸盐的复合夹杂物、稀土硅铝酸盐的复合夹杂物、稀土硫化物和稀土铝酸盐的复合夹杂物、稀土铝酸盐、稀土铝酸盐氧化物、稀土复合铝氧化物、三硫化二稀土等,附上不同化学性质的稀土夹杂物的光学特征,供参考使用。
  钢中加入稀土元素后,形成的稀土夹杂物不仅受稀土元素的影响,还要受到钢中氧、硫、硅等其他元素影响,因此稀土夹杂物的组成、类别和形态更复杂,其每类夹杂物对性能的影响也不一样,例如轴承钢中添加稀土,形成的点状氧化物类稀土夹杂物和点状硫化物类稀土夹杂物,对材料性能的影响明显不同。我们在实际检测时,遇到这种情况下,点状需要分开评定,并要注明夹杂物组成。


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