低倍组织检验汇总

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1、董孟宪,钢的低倍检验,概述,低倍检验的地位 在产品验收、新品试制、工艺调整与控制方面占有十分重要的地位。 低倍检验为金相检验的一部分，低倍相对于高倍而言。 低倍试验包括酸蚀低倍、塔形发纹、S印、P印、流线等方法。 验收检验项目： 1、圆钢 （优质、高级优质、特级优质） 1）优钢：横截面酸浸低倍组织为合格级别： 一般疏松、中心疏松、锭型偏析，而低倍缺陷一般要求不得有目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮和白点等。 2）合结钢：横截面酸浸低倍组织为合格级别： 一般疏松、中心疏松、锭型偏析、一般点状偏析、边缘点状偏析，而低倍缺陷一般要求不得有目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点、晶间裂纹等。

2、 3）轴承钢：产品标准自带评级标准，横截面酸浸低倍组织为合格级别： 一般疏松、中心疏松、锭型偏析、一般点状偏析、边缘点状偏析，而低倍缺陷一般要求不得有目视可见的缩孔、皮下气泡、裂纹、夹杂、白点、过烧等 2、圆坯、方坯 1） 管坯横截面酸浸低倍组织试片上的中心疏松、 缩孔、 中心裂纹、 中间裂纹、 皮下裂纹、 皮下气泡应按附录A评定， 其合格级别应分别不大于2 级。结晶组织。 2）优钢及合结钢按YB/T153-1999,评定项目：中心疏松、中心偏析、缩孔、内部裂纹（角部裂纹、皮下裂纹、中间裂纹、中心裂纹） 、皮下气泡、非金属夹杂物、白亮带、夹渣、异金属夹杂、翻皮等。 优质非合金钢、 特殊质量非合

3、金钢、 合金钢连铸坯应按 Y B / T1 5 3 进行低倍组织评定， 其合格级别由供需双方协商确定， 如供方能保证低倍合格， 可不作检验 普钢、高强钢方坯参照YB/T153-1999进行评定。,GB/T2261991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法,取样部位、取样数量：试样数量按相应产品标准进行截取，取样部位在缺陷最严重部位抽取试样。 钢材： GB/T699-1999： 相当于钢锭头部的不同根钢坯或钢材。 GB/T3077-1999： 相当于钢锭头部的不同根钢坯或钢材。 GB/T5216-2004： 相当于钢锭头部的不同根钢坯或钢材。 GB/T18254-2002：从任意 6 根钢材的任意端各

4、取 1个试样 模铸坯：第一支钢锭头部和最末支钢锭的头部截取。 连铸坯：应在连铸调整连铸拉速正常后的第一支上截取一个试样，另一支试样在浇注中期进行截取。 YB/T4149-2006：单炉浇注时，连铸中期每流各取1个； 连续浇注时，连铸中期各流循环取1个。,GB/T2261991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法,取样方法：取样可采用用剪、锯、切割等方法。试样加工时，必须除去 因取样造成的变形以及热影响区，试面距切割参考尺寸为： a、热切时不小于20mm； b、冷切时不小于10mm； c、烧割时不小于40mm 热酸浸试样表面粗糙度应不大于Ra1.6m，冷酸浸蚀试样表面粗糙度不大于Ra0.8m。 试样尺

5、寸： 棒材：试样厚度一般为20mm，试样面垂直于钢材（坯）的延伸方向。 钢板：低倍试面的尺寸一般长为250mm,20mm,GB/T2261991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法,排风设备酸洗装置及酸洗必备工具 排风设备：试样在酸洗过程中会产生大量有毒有害气体，对人体和周边的环境 造成极大危害，因此在酸洗的整个过程中，应在强的抽排风通风厨内进行。 酸浸装置：常用的酸洗槽有，铅槽、玻璃钢槽、塑料槽、华岗石槽以及瓷盆或 烧杯等。瓷盆或烧杯不建议使用。二者都均易坏漏和破碎。有不安全隐患。 加热体：根据所用的容器可采用相应的加热体，如蒸汽、电热石英管、电炉等。 刷 子：将腐蚀后的试样用毛刷将试样表面的沉积

6、物刷去。 吹风机：将刷洗清洗的试样用吹风即吹干。 放大镜：用肉眼或用不大于10X的放大镜分析缺陷性质,GB/T2261991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法,酸浸方法： 试验方法有热酸和冷酸两种方法，热酸腐蚀溶液及方法见表1，冷酸实验是检验宏观低倍组织的简易方法，对于不便于热酸的钢材或大型试件用冷酸擦拭，酸液配比及方法见表2。冷酸特点是要求酸浸试样粗糙度较高，一般连铸坯或者低倍组织粗大时用冷酸，酸蚀时根据钢种不同而选择相适应的溶液。,GB/T2261991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法,GB/T2261991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法,GB/T2261991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法,酸

7、洗过程注意事项： 试样酸浸前，应将试样面上的油污洗净，去污时可采用去污粉。当酸浸试样到了预期腐蚀程度后，将试样从酸洗容器中取出，然后用毛刷将试样表面上的腐蚀产物在热水洗下刷洗后将试样吹干。 当酸浸试样为不锈钢时，酸浸后将试样从酸池中取出用清水冲净，然后用不锈钢清洗液将表面黑色沉淀物刷洗干净后将试样吹干。 如果试样腐蚀过深，必需将试样重新进行加工，除去1mm，在进行酸浸试验。,试样的保存： 为了将试样保存一定的时间，建议采用下列方法： a、中和法：用10氨水酒精溶液浸泡后，再以热水冲洗刷净，并吹干； b、钝化法：短时间地浸入浓硝酸(大约5 s)；钝化后的试样用热水冲洗刷净并干燥； c、涂层保护法

8、：涂清漆、塑料膜等 d、典型低倍组织用数码相机将图像拍照下来，供以后学习参考。,GB/T2261991钢的低倍组织及缺陷酸浸检验方法,低倍试验方法标准 1.钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法GB/T226-1991 2.结构钢低倍组织缺陷GB/T1979-2001 3.高碳铬轴承钢低倍GB/T182542002 4.钢材塔形法纹酸浸检验方法GB/T15711-1995 5.连铸钢方坯低倍组织缺陷评级图YB/T4002-1991 6.连铸钢板坯低倍组织缺陷评级图 YB/T4003-1997 7.优质碳素结构钢和合金结构钢连铸方坯低倍组织评级 YB/T1531999 8.连铸圆管坯YB/T4149-20

9、06 9.钢的硫印检验方法GB/T 4236-1984 10.高速工具钢（低倍碳化物剥落）YB12-1977 11.高温合金纵向低倍组织酸浸试验方法 GB/T14999.1-1994 12.高温合金横向低倍组织酸浸试验方法 GB/T14999.2-1994 13.高温合金低倍、高倍组织标准评级图 GB/T14999.5-1994 14.碳素工具钢GB1298-1986 15. 16.合金工具钢GB/T1299-1985 17。低倍组织测试方法及评级图（宏观腐蚀电渣重熔钢）美标A604-1993,钢的宏观检验,钢的宏观检验又常称为低倍检验，所谓低倍检验是用肉眼或在不大于十倍的放大镜下检查钢材的纵

10、、横断面或断口上各种宏观缺陷的一种方法。通过宏观检验在发现钢中缺陷同时还可以观察钢材组织的不均匀性。 钢材中的宏观缺陷大致有如下几种：疏松、偏析、白点、缩孔、裂纹、非金属夹杂、气泡以及各种不正常断口等，以上所述缺陷大多是在钢锭（或连铸坯）的浇注、结晶和热加工过程中形成的，目前检验钢材宏观缺陷的方法主要采用酸浸试验、断口检验、塔形车削发纹检验及硫印试验等。,一、钢锭结晶过程基础智识 钢材的宏观缺陷多数是在钢锭浇铸结晶过程中形成的，要掌握宏观组织检验，正确判定缺陷，首先对铸锭的结晶过程大致有一个了解。钢液在钢锭模内由液态逐渐冷凝而结晶成固态时，整个结晶过程比较复杂，而且影响钢锭结晶的因素也很多，每

11、个因素的变化都将对钢锭的组织产生影响 ，镇静钢钢锭纵剖面图（见图1）。钢液在浇铸前用锰铁、硅铁和铝进行脱氧，钢液在凝固时，不析出一氧化碳，得到成分均匀，组织比较致密的钢，我们称这种钢叫镇静钢（见图二）。,1、钢锭的典型结晶组织示意图,图2镇静钢钢锭剖面图,图中1部位是缩孔。钢锭中的钢液转变成固态时，由于体积收缩，在最后凝固部分，得不到钢液补充，而形成收缩空洞；一般被限制在钢锭冒口部分，开坯时要切除。如果切头不尽，留在钢坯（材）上的缺陷叫缩孔残余。 图中2部位是空穴；也是由于钢液冷凝收缩得不到填补而产生的小的空洞； 图中3部位是疏松钢锭最后冷凝部分。钢液中含杂质较多，冷凝后组织不致密，在酸蚀时，

12、易被腐蚀形成小的黑点或孔隙，钢材上的中心疏松即由此造成； 图中4部位是细小等轴晶构成的激冷层。在浇注过程中，当液态金属注入锭模时，钢液接触钢锭模受强烈冷却，结晶首先从靠近模壁开始，在很大过冷度的情况下，其成核率高，结晶非常迅速，晶核的生成速度大大超过了晶核的成长速度，迅速在模壁表面形成细小等轴区。,图中5部位是柱状晶区。随着铸锭细晶区的形成，钢锭由于冷凝而收缩，锭模由于受热而膨胀，使钢锭与模壁间产生了孔隙，锭模内的液态金属冷却速度和散热缓慢，结晶速度减慢，激冷层与钢液的界面上晶体沿着与散热方向相反的方向(向着锭心)成长，形成柱状晶。由于柱状晶定向成长，不断把夹杂、气体、低熔点组元推向液相，在柱

13、状晶与液相交界区形成一个与钢锭外形相同的，富集偏析成分、杂质、气体的方框形区域； 图中6部位是无定向粗大等轴晶区。随着钢锭结晶的发展，钢液温度逐渐下降，锭模温度逐渐升高，散热速度更慢，柱状晶成长速度也逐渐变慢，最后停止向前伸长，中心部钢液温度继续降低，当达到熔点以下时，钢锭中心部未凝固的钢液中几乎同时产生晶核，但是由冷却速度减慢，过冷度减少，生核率低，散热方向也不明显，故最后形成粗大等轴晶区。,从表面到心部依次由细小的等轴晶粒、柱状晶粒和粗大的等轴晶粒组成。一般来说，晶粒越细，金属材料的强度也越高，塑性、韧性越好。呈平行排列的柱状晶容易使钢在锻造时开裂，一般不希望得到这种组织。,铸件树枝状晶长

14、大情况,连铸坯结晶过程 第一阶段：进入结晶器的钢液在结晶段凝固，形成坯壳。出结晶器下口的坯壳足以抵抗钢液压力的作用； 第二阶段：带液心的坯进入二次冷却区继续冷却，坯壳继续生长； 第三阶段：为凝固末期，坯壳加速生长。一般情况下连铸坯从边缘到中心是细小等轴晶带，柱状晶带和中心等轴晶带组成， 细小等轴晶带，结晶期内冷却强度很大，钢液和铜壁接触时，在弯月处冷却速度最快，100oC/S，因而形成细小等轴晶带， 柱状晶带，细小等轴晶带的形成过程伴随着收缩，在结晶器液面以下100150mm处，铸坯脱离铜壁而形成间隙，降低了传热速度。由于钢水内部仍向外散热，激冷层温度回升，因而不在有新的晶核生成，在钢液向铜壁

15、定向传热的情况下，柱状晶开始形成。连铸坯的柱状晶带细长致密不 。从纵断面来看，柱状晶是不平衡的，有的甚至直达铸坯中心，形成穿晶结构，穿晶结构阻碍了上部钢液向下部的补充。因而易形成疏松和缩孔。,1柱状均与生长,2某些柱状晶优先成长,3柱状晶搭成“桥”,4小钢锭凝固并产生缩孔,5铸坯的实际结构,连铸结晶示意图,1液相穴 2弯月面 3注流 4水冷結晶器 5噴水冷却 6辐射冷却,中心等轴晶带，随着凝固前沿的推移，凝固层和凝固前沿的梯度逐渐减小，两项区宽度逐渐增大，当铸坯心部钢液温度降至液相线后、心部结晶开始。由于此时心部传热的单向性已很不明显，因此形成等轴晶。由于此时传热的途径很长，传热受到限制，晶粒

16、长大很慢，形成晶粒比激冷层粗大的等轴晶。 出结晶器的铸坯，其液相穴很长。进入二次冷却（从结晶下口拉出的事带液心的铸坯，进入二次冷却区仍需继续喷水冷却，直至完全凝固）区后，由于冷却的不均匀，致使铸坯在传热快的局部区域柱状晶优先发展，当两边的柱状晶相连时，或由于等轴晶下落被柱状晶捕捉，就会出现搭桥现象，这时液相穴的钢水被“凝固桥”隔开，桥下残余钢液因凝固产生的收缩，得不到桥上的钢液补充，形成疏松，并伴随有严重的偏析，从铸坯纵断面中心来看，这种“搭桥”是有规律的，每隔510cm就会出现一个“凝固桥”及伴随的疏松和缩孔。凝固桥加剧了溶质元素的偏析。（ 见图5）在热加工过程中易发生脆断。,状态：表层为细等轴晶，次层为发达的铸造晶层，中心为粗大的等轴晶区，,1Cr18Ni9Ti连铸坯发达的柱状晶加心部伴有疏松,耐热钢锭低倍组织,耐热钢锭低倍组织,轴承钢钢锭低倍组织,结构钢低倍组织检验方法理解是根据GB/T1979-200