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1、压力容器用金属的检验5.4 压力容器用金属的检验5.4 金属的检验5.4.1 化学分析1. 熔炼分析 熔炼分析所用的试样在钢水从钢包浇筑到模具然后凝固的过程中取样。 当不方便直接从钢水中取样时，如真空电弧炉重熔、电渣重熔或其他过程，可在 铸坯、板坯或钢材上取样，成分分析的结果可当作熔炼分析结果。2. 成品成分分析 进行成品成分分析的试样从锻钢上取样。由于钢中的成分偏析现象，成品成分分析的结果允许与熔炼分析的结果不同。并 且不同试样的分析结果亦可能有差异。成品成分公差：锻钢标准中介于冶炼成分上限和下限之间的单个成品成分的允许 公差。如标准中C元素的熔炼成分上限为0.25%,成品成分允许的正公差为
2、+0.03%,则成 品成分允许的上限值为0.28%。3. 光谱分析法 从钢板、钢管或锻件上直接取样,采用光谱法进行分析。光谱法：是利用物质在热激发或电激发下,每种元素的原子或离子发射特征光谱 来判断物质的组成,而进行元素的定性与定量分析的。原子发射光谱法可对约70种元素（金属元素及磷、硅、砷、碳、硼等非金属元素） 进行分析。在一般情况下，用于1%以下含量的组份测定，检出限可达ppm,精密度为 10%左右,线性范围约2个数量级。这种方法可有效地用于测量高、中、低含量的元 素。直读光谱仪品种分为火花直读光谱仪，光电直读光谱仪，原子发射光谱仪，原子 吸收光谱仪，手持式光谱仪，便携式光谱仪，能量色散光
3、谱仪，真空直读光谱仪，直 读光谱仪分为台式机和立式机。相关国家标准：GB/T 4336-2002 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法（常规法）即将实施：GB/T 4336-2016碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原 子发射光谱法（常规法）GB/T 11170-2008不锈钢 多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）GB/T 20125-2006低合金钢 多元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱 法台式直读光谱仪移动式直读光谱仪5.4.2 力学性能实验设备1.拉伸试验20t 万能试验机loot万能试验机相关标准：GB/T 2975-l998 钢及钢产品力学性能试验
4、取样位置及试样制备GB/T 228.1-2010金属材料室温拉伸试验方法GB/T 265l-2oo8 焊接接头拉伸试验方法GB/T 2652-2008 焊缝及熔敷金属拉伸试验方法符号名尺寸公差符号名称尺寸公差L总长（最小）150W端部宽度20土 0.2H夹具间距离115士 5.0d厚度见正文4.3C中间平行部分长度60士 0.5b中间平行部分宽度10士 0.2Go标距（或有效部分）50士 0.5R半径（最小）602.弯曲试验GB/T 232-2010金属材料弯曲试验方法GB/T 2653-2008 焊接接头弯曲试验方法3.冲击试验GB/T 229-2007金属材料 夏比摆锤冲击试验方法GB/T
5、 2650-2008 焊接接头冲击试验方法冲击试验示意图表2 试样的尺寸与偏差名称符号及序号V型缺口试样U型缺口试样公称尺寸机加工偏差公称尺寸机加工偏差长度55 mm士 0.60 mm55 mm士 0.60 mm咼度a10 mm士 0.075 mm10 mm士 0.11 mm宽度a1标准试样h10 mm士 0.11 mm10 mm士 0.11 mm小试样m7.5 mm士 0.11mm7.5 mm士 0.11 mm小试样5 mm士 0.06 mm5 mm士 0.06 mm小试样2.5 mm士 0.04 mm一一缺口角度1452一一8 mmb士 0.09 mm缺口底部高度28 mm士 0.075
6、mm5 mmb士 0.09 mm缺口根部半径30.25 mm士 0. 025 mm1 mm土 0.07 mm缺口对称面-端部距离*427.5 mm0.42 mmc27.5 mm0.42 mm缺口对称试样纵轴角度一90士 290士 2试样纵向面间夹角590土 290土 2a除端部外，试样表面粗糙度应优于尺Ra5um。b如规定其他裔度，应规定相应偏差。c对自动定位试样的试验机，建议偏差用土0.165 mm代替士 0.42 mm。4.硬度检测H、GB/T 230.1-2009金属洛氏硬度试验第1部分：试验方法（A、B、C、D、E、F、G、 K、N、T标尺）GB/T 231. 1-2009金属布氏硬度
7、试验 第1部分：试验方法GB/T 2654-2008 焊接接头硬度试验方法GB/T 4340.1-2009 金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 17394-1998金属里氏硬度布氏硬度计洛氏硬度计维氏硬度计便携式里氏硬度计：里氏硬度计冲击装置结构I 2345I.肆放按齟2 加裁奁5 一导飯&冲击库3,导管卜裟圈部件=支虫环里氏硬度计现场使用方法里氏硬度计现场使用要求： 因里氏硬度直接测量的参量是冲击头的速度比值，因此待测设备表面状况对测试 结果影响很大。被测表面必须露出金属光泽，并且平整、光滑、 不得有油污。当被测表面曲率半径 R 小于 30mm 或大于 50mm 的试件在测试时应
8、使用小支承环。硬度测试开始之前应该首先选择所测试的材料类型，并选择冲击装置的运动方向。 并选择需要的硬度制式。里氏 堆氏 命氏SSC 宵氏洛氏BL* HU) HV JIB HRC HS HRB 一|卜抖対1 1E1ZA H上斛4费 赧直向上-4-5.4.3 金相检验1.相关标准显微组织标准：GB/T 13298-2015金属显微组织检验方法GB/T 13299-1991钢的显微组织评定方法GB/T 9441-2009 球墨铸铁金相检验GB/T 7216-2009 灰铸铁金相晶粒度标准GB/T 6394-2002 金属平均晶粒度测定方法 钢的脱碳层深度标准：GB/T 224-2008钢的脱碳层深
9、度测定法钢中夹杂物含量标准：GB/T 10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 钢的低倍组织标准GB 226-1991钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法GB/T 1979-2001 结构钢低倍组织缺陷评级图2.检测过程（1）取样 将较大试样切割形成可以镶嵌较小的试样。切割过程中必须水冷却，以避免机械 切割加热对待检样品显微组织的影响。取样原则： 应根据研究目的选取有代表性的部位和磨面。对于铸件须从表层到中心同时取样 观察；对于轧制及锻造材料则应同时截取横向和纵向试样；对于一般的热处理零件， 可取任一截面。截取的试样尺寸，通常直径为12一15mm,高度和边长为12一15mm的
10、圆柱形和方形, 原则以便于手握为宜（2）镶嵌试样 将切割下来的不是整形、不易于拿的微小金相试样进行热固性塑料压制。成形后 可方便地进行试样打磨抛光操做、也有利于在金相显微镜下进行显微组织测定。镶嵌方法 热镶嵌：用热凝树脂（如胶木粉等）,在镶嵌机上进行。适应于在低温及不大的 压力下组织不产生变化的材料。冷镶嵌：用树脂加固化剂（如环氧树脂和胺类固化剂等）进行,不需要设备,在 模子里浇铸镶嵌。适应于不能加热及加压的材料。机械夹持：通常用螺丝将样品与钢板固定,样品之间可用金属垫片隔开,也适应 于不能加热的材料。（3）金相试样粗磨 取好样后,为了获得一个平整的表面,同时去掉取样时有组织变化的部分,在不
11、影响观察的前提下,可将棱角磨平,并将观察面磨平,打磨时用水冷却。（4）细磨 一般手工磨制或在预磨机上进行。更换砂纸时，要把手、样品、玻璃板等清理干 净，打磨方向并与上道磨痕方向垂直磨制，磨到前道磨痕完全消失时才能更换砂纸， 砂纸颗粒编号越大，金属表面打磨越光滑。（5）抛光 消除细磨留下的磨痕，获得光亮无痕的镜面。方法有机械抛光、电解抛光、化学 抛光和复合抛光等，最常用的是机械抛光。（6）腐蚀 经过抛光的样品，在显微镜下观察时，除非金属夹杂物、石墨、裂纹及磨痕等能看到外， 只能看到光亮的磨面。要看到组织必须进行腐蚀。腐蚀的方法有多种，如化学腐蚀、电解腐蚀、 恒电位腐蚀等，最常用的是化学腐蚀法。一
12、般碳钢与低合金钢采用 4%硝酸酒精溶液腐蚀，奥氏体不锈钢采用王水腐蚀。（7）显微组织观察 金相学主要借助光学（金相）显微镜和体视显微镜等对材料显微组织、低倍组织和断口组 织等进行分析研究和表征的材料学科分支，既包含材料显微组织的成像及其定性、定量表征。其主要反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒（亦包括可能存在的亚晶）、非金属 夹杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、取向、空间排布状态等。研究级倒置式金相显微镜显微镜光学系统原理图輔助拥锻片H镜组汹浪光栏瑕LI植镜殂输助物谴片 视场疋栏 孔径光栏反魅4平透反比镜聚光旣组（2）滤色片 聚光幔组CD ij-akx （8）便携式
13、现场金相仪现场金相的程序与实验室金相分析程序相同，所不同的是试样检测面的准备方式不同。现 场金相适合于不能或不便于取样的工件。为提高工作效率，现场金相检验的打磨、抛光一般采用电动工具来完成。金相仪采用能够 磁性等方式吸附到铁磁性材料上去的装置来完成固定。（9）现场图像的获取 采用与现场金相仪相同接口的照相机，通过转换接头，直接照相。 采用 CCD 转换器件，将图像信号转变为电信号，再在电脑上还原为图像信号。采用现场覆膜的方式获得现场金属材料显微组织的覆形图像，再在实验室采用台式显微镜 观察。5.4.4 不锈钢耐腐蚀试验GB/T4334-2008金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法方法A：不锈钢10%草酸浸蚀试验方法方法B：不锈钢硫酸一硫酸铁腐蚀试验方法方法C：不锈钢65%硝酸腐蚀试验方法方法D：不锈钢硝酸一氢氟酸腐蚀试验方法方法E：不锈钢硫酸一硫酸铜试验方法GB/T 4334.6-2015 不锈钢5%硫酸腐蚀试验方法 不锈钢5%硫酸腐蚀试验方法方法A：不锈钢10%草酸浸蚀试验方法 适用于检验奥氏体不锈钢晶间腐蚀的筛选试验方法，试样在10%草
