產(chǎn)品名稱：鋼中非金屬夾雜物含量測定評級圖

版面（510×360mm）9張

GB10561-89“鋼中非金屬夾雜物顯微評定方法”標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行與理解

鐘傳珍  潘淑紅

（大連鋼廠中心試臉室116031）

非金屬夾雜物是鋼中不可避免的夾雜，它的存在使金屬基體的連續(xù)性受到破壞，非金屬夾雜物在鋼中的形態(tài)、含量和分布都不同程度地影響了鋼的各種性能，諸如常規(guī)力學(xué)性能、疲勞性能、加工性能等。因此，正確測定與評價(jià)鋼中非金屬夾雜物是提高鋼材質(zhì)量不可忽視的環(huán)節(jié)。

測量非金屬夾雜物的方法雖已標(biāo)準(zhǔn)化，但長期以來我國-直沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。1989年由于新標(biāo)準(zhǔn)GB/T10561-1989取代YB25-77而使非金屬夾雜物的評定更趨詳細(xì)和**。為了更好地執(zhí)行和掌握新標(biāo)準(zhǔn)的評級原則，保證新舊標(biāo)準(zhǔn)的銜接，在實(shí)際檢驗(yàn)工作中，我們針對具體試樣加深對新標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)與理解，現(xiàn)將GB/T10561-1989所需檢驗(yàn)的氧化物、硫化物、硅酸鹽及點(diǎn)狀不變形夾雜物的有關(guān)問題分述如下。

1  鋼中非金屬夾雜物的分類

鋼中非金屬夾雜物種類很多，按其來源和大小大體分為兩大類：

1）顯微夾雜物或稱內(nèi)在夾雜物，這類夾雜物是鋼在冶煉或凝固過程中，由-系列物理和化學(xué)反應(yīng)所生成。例如，在冶煉的過程中，由于脫氧劑的加入，而形成氧化物和硅酸鹽等，這些夾雜物來不及完全上浮進(jìn)入鋼渣而殘留于鋼液中，即為內(nèi)在夾雜物。

2）宏觀夾雜物或稱外來夾雜物，這類夾雜物是在鋼的冶煉或澆注過程中，由于耐火材料的混入造成的，其特點(diǎn)是大而無固定形狀。其次，非金屬夾雜物還可按化學(xué)成分分類，分為氧化物、硫化物和氮化物，而氧化物又可分為簡單氧化物，復(fù)雜氧化物和硅酸鹽詳見圖1。

圖1

2  非金屬夾雜物的測定

2.1  A類夾雜物和C類夾雜物

標(biāo)準(zhǔn)YB25-77其檢驗(yàn)項(xiàng)目只有脆性夾雜物和塑性夾雜物之分，對檢驗(yàn)中出現(xiàn)的硅酸鹽夾雜物按塑性變形能力和形態(tài)確定其歸屬。新標(biāo)準(zhǔn)GB10561-89則不僅有硫化物（A類夾雜物）評級圖片，而且明確制定了塑性硅酸鹽，C類夾雜物（粗系和細(xì)系）的評級圖片。硫化物和硅酸鹽有其相似的地方，往往容易混淆。A類夾雜物（硫化物）具有良好塑性，在加工方向被拉長，在明場中反光能力較強(qiáng)，在暗場中不透明，在偏振光中顯各向同性（FeS除外）,多數(shù)為鐵錳二元硫化物（FeS-MnS）。

C類夾雜物（塑性硅酸鹽）沿加工方向被拉長，與硫化物的主要區(qū)別是：顏色較深，呈暗灰色，而硫化物為淺灰色，在明場中是透明的，在偏振光中呈各向異性。在實(shí)際檢驗(yàn)評級時，我們不能根據(jù)夾雜物的實(shí)際成分判定評級，而是根據(jù)它們的形態(tài)，參照標(biāo)準(zhǔn)評級圖片是哪類夾雜便評哪類夾雜。

在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的過渡時期，為了新舊標(biāo)準(zhǔn)的銜接，對于同-視場中出現(xiàn)的A、C類夾雜物，我們合并評定，-律以塑性硅酸鹽報(bào)出。

2.2  B類夾雜物

B類夾雜物（氧化物）是由于用鋁脫氧時所產(chǎn)生的細(xì)小的、難溶的、高硬度的脆性夾雜物，熱加工后沿加工方向以鏈狀分布，在明場下呈灰色。，
    標(biāo)準(zhǔn)YB25-77氧化物以集中、分散分類，評級時夾雜物以面積計(jì)算，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB10561-89氧化物標(biāo)準(zhǔn)圖片將B類夾雜物以粗系，細(xì)系分類，評級時，以夾雜物長度作為評級依據(jù)。對于在-條直線上的兩段夾雜L_l、L₂，則測其間距△L，當(dāng)△L≤12.7mm時，算作一條夾雜物，L=L₁+L₂+△L，當(dāng)△L≥12.7mm時，則算作兩條夾雜物，然后對照B類夾雜物評級圖片，以粗系或細(xì)系報(bào)出。

2.3  D類夾雜物

除軸承鋼以外，幾十年來，結(jié)構(gòu)鋼從來未檢驗(yàn)過D類夾雜物，也沒有此類夾雜物的考核標(biāo)準(zhǔn)。GB10561-59彌補(bǔ)了YB25-77標(biāo)準(zhǔn)評級圖分類過于簡單，級別劃分不夠**，適應(yīng)性受到限制的缺陷，為此，我們在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB10561-89的過渡期間，對我廠1994年全年及1995年1-5月份出現(xiàn)的D類夾雜作了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，以便深入開展D類夾雜物對鋼的使用性能影響的研究。

GB10561-89所附的JK圖和ASTM標(biāo)準(zhǔn)評級圖，D類夾雜物表現(xiàn)為分散多顆粒型，實(shí)際檢驗(yàn)中的D類夾雜物多為單顆型，且顆粒直徑較大，與標(biāo)準(zhǔn)評級圖難以對照。我們以與某級別的多顆粒夾雜物面積相等的單顆粒夾雜物直徑作為該級別夾雜物的“當(dāng)量直徑”評定級別：

①單顆粒夾雜物的“當(dāng)量直徑”dn的計(jì)算公式由1/4pdn²=l/4pd₀²，

得出d。=4nd。

d。―單顆球夾雜物直徑，d。=12mm

n―某級別點(diǎn)狀不變形夾雜物的個數(shù)

dn―當(dāng)量直徑

根據(jù)上述公式算出GB10561-89標(biāo)準(zhǔn)評級圖中各級別點(diǎn)狀不變形夾雜物的當(dāng)量直徑如表1所示：

表1

②質(zhì)量評價(jià)

現(xiàn)將我廠1994年及1995年1～5月按GB10561-89標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)的各類結(jié)構(gòu)鋼點(diǎn)狀不變形夾雜物作質(zhì)量分析，其直方圖如下：

通過上述統(tǒng)計(jì)進(jìn)行如下討論：如考慮控制合格級別，點(diǎn)狀不變形夾雜的不合格率如表2:

表2

由上表可以看出，在合金結(jié)構(gòu)鋼中，點(diǎn)狀不變形夾雜物的出現(xiàn)率是相當(dāng)可觀的，不僅如此，其級別分布也是分散的，從1.0級起直至5.0級，各級別均出現(xiàn)-定的數(shù)量。

    如前所述，由于我國原有非金屬夾雜物檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中，只有脆性夾雜物（氧化物或脆性硅酸鹽）和塑性夾雜物（硫化物或塑性硅酸鹽）之分，并無點(diǎn)狀不變形夾雜物，因此，對點(diǎn)狀不變形夾雜物沒有明確的要求，更無合格級別。在這種情況下，對點(diǎn)狀不變形夾雜物的評定應(yīng)更為慎重，建立考核點(diǎn)狀不變形夾雜物的合格級別界限更需進(jìn)行大量工作。因此，增加-個檢驗(yàn)項(xiàng)目，勢必降低鋼材的合格率，從而提高合格鋼材的成本。從我廠的統(tǒng)計(jì)結(jié)果不難看出，如果合格級別為2.5級時，合格率為99.39%(1994年)和98.90%(1995年)，合格級別為2.0時，合格率則為98.17％和95.22％，當(dāng)然，合格級的確定依賴于很多因素，諸如：冶煉方法，鋼材尺寸，對性能的影響大小等。在諸多因素中，對性能的影響大小是至關(guān)重要的。

2.4  特殊類型夾雜物

生產(chǎn)檢驗(yàn)中，往往遇到-些與標(biāo)準(zhǔn)圖片不符合或者標(biāo)準(zhǔn)未詳細(xì)解釋的情況，對這些特殊類型的夾雜，我們是這樣處理的：

①在同-視場中出現(xiàn)數(shù)類夾雜物時，應(yīng)按夾雜物的形態(tài)和粗細(xì)分別對每類夾雜物進(jìn)行評級（過渡期A、C類共存除外）。

②當(dāng)同類粗大的或細(xì)小的夾雜物在同-視場中同時出現(xiàn)時，（同-直線或不同直線分布）不予分開評定，而將兩系列（粗大、細(xì)小）夾雜物的長度或數(shù)量相加后按占優(yōu)勢的那種系列夾雜物評定級別。

③當(dāng)視場中的夾雜物介于粗大和細(xì)小兩系列之間時，按其*近的系列評定。

④對于出現(xiàn)同-視場并在同-直線上的B類夾雜物及大小與B類夾雜物相似的D類夾雜物合并評定，并以B類夾雜物報(bào)出。

⑤如果某類夾雜物-個視場未能量盡，則按該類夾雜物的**別評定。當(dāng)能定性某類夾雜就按該類夾雜物評，如不能定性，則按其形態(tài)，象哪類就按哪類評。

總之，在執(zhí)行GB10561-89標(biāo)準(zhǔn)時，我們對標(biāo)準(zhǔn)評級圖的理解是：標(biāo)準(zhǔn)評級圖對夾雜物的分類，并不是根據(jù)夾雜物的成分，而是根據(jù)它們的形態(tài)。遵循的原則是：每個試樣的夾雜物評級結(jié)果是試樣檢驗(yàn)面上每類夾雜物粗系和細(xì)系*嚴(yán)重視場的評級結(jié)果。