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非金屬夾雜物顯微檢測(cè)

2024-04-05(554)次瀏覽

　　非金屬夾雜物顯微檢測(cè)非金屬夾雜物是鋼中夾帶的各種非金屬物質(zhì)顆粒的統(tǒng)稱。鋼中含有氧...

非金屬夾雜物顯微檢測(cè)

非金屬夾雜物是鋼中夾帶的各種非金屬物質(zhì)顆粒的統(tǒng)稱。鋼中含有氧、氮、硫等元素，它們?cè)阡撝械娜芙舛仍诟邷叵赂?，而在室溫下溶解度很低，在鋼冷卻和凝固時(shí)析出并同鐵和其它金屬等結(jié)合成為各種化合物，稱為非金屬的夾雜物。除此以外，爐渣、耐火材料、泥沙等外來物質(zhì)也可能混入鋼中形成非金屬夾雜物。

項(xiàng)目介紹：

非金屬夾雜物顯微檢測(cè)是通過對(duì)金屬中含有的非成分和性能所要求的非金屬相進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)一步準(zhǔn)確衡量金屬的材質(zhì)質(zhì)量。非金屬夾雜來源于金屬熔煉和鑄造過程中，熔體中各元素與爐氣等介質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的氧化物和氮化物以及由爐體、爐襯、罐襯、湯道、水口、中間罐和爐料等帶入的耐火材料殘?jiān)?、灰分、脫氧產(chǎn)物和殘留熔劑等。

 

宏觀鑒定

用肉眼或低倍放大檢查金屬材料的斷口或表面，或借助X射線、γ射線或超聲波等無損探傷方法檢查材料內(nèi)部的夾雜物。在煉鋼車間環(huán)境臟亂或所用耐火材料質(zhì)量差時(shí)，鋼錠或鑄坯表面能找到肉眼可見的大型外來夾雜，生產(chǎn)秩序良好時(shí)，則很少出現(xiàn)這種問題。X射線透視可檢測(cè)出鋼內(nèi)部的大型Al2O3簇。超聲波探傷可判斷鋼內(nèi)部夾雜物的定量分布，試驗(yàn)證明探傷結(jié)果和定量顯微鏡測(cè)定的夾雜物數(shù)量有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。超聲波探傷的主要缺點(diǎn)是對(duì)硫化物夾雜的檢測(cè)不敏感。硫化物夾雜可用硫印法檢查，硫在固態(tài)鋼中溶解度很小，大都成為硫化物析出，硫印所顯示的硫偏析區(qū)就是硫化物夾雜位置。又因?yàn)殇X酸鈣夾雜常和硫化鈣伴生，硫印也能反映高鈣夾雜的分布，但是合金鋼中Zr、Nb、Cr、V等的硫化物不能在硫印上反映出來。宏觀鑒定的優(yōu)點(diǎn)是可以直接檢查鋼材中的夾雜物分布情況，缺點(diǎn)是不能準(zhǔn)確判斷夾雜物的性質(zhì)和成分。
 

微觀鑒定

夾雜物的微觀鑒定已形成完整的綜合技術(shù)，包括金相法、巖相法、X衍射分析及電子探針、掃描電鏡和透射電鏡等鑒定設(shè)備。20世紀(jì)50年代常用光學(xué)顯微鏡的明場(chǎng)、暗場(chǎng)和偏振光作夾雜物的定性鑒定，有時(shí)配合以對(duì)試樣的化學(xué)腐蝕。夾雜物的礦物構(gòu)成則應(yīng)用X射線粉末衍射法。60年代以后，電子顯微技術(shù)和電子微區(qū)分析技術(shù)應(yīng)用于夾雜物的鑒定，使夾雜物鑒定分析得到一個(gè)飛躍發(fā)展。透射電子顯微鏡有極高的分辨率（0.2～0.3nm），相當(dāng)于光學(xué)顯微鏡的千倍，但是它不能直接觀察材料本身，而是制成薄膜復(fù)型來觀察，只用于觀察細(xì)小顆粒的夾雜物。掃描電子顯微鏡的分辨率（10nm）不及透射電鏡，但是可以直接觀察試樣，得到立體感很強(qiáng)的圖像，而且可以借助樣品上激發(fā)出的X射線能譜，得出樣品中各元素的相對(duì)量。電子探針是電子探針顯微分析儀的簡(jiǎn)稱。它可以分析μm體積內(nèi)的元素成分，直接給出元素分布的圖像，從而判斷夾雜的礦物組成，非常有利于分析復(fù)雜夾雜物的成分。
 

定量分析

對(duì)于鋼材的生產(chǎn)和使用者，如何對(duì)鋼的潔凈度進(jìn)行量化表示是很有意義的。最簡(jiǎn)便的方法是對(duì)夾雜物評(píng)級(jí)，按照壓力加工后的夾雜特征分為4類：A型為條帶狀硫化物，B型為串鏈狀脆性?shī)A雜如Al2O3，C型為塑性變形的硅酸鹽，D型為球狀不變形夾雜。由權(quán)威單位提出表示潔凈度的夾雜評(píng)級(jí)圖作為規(guī)范，需要評(píng)價(jià)的鋼則與之對(duì)比。隨著鋼品種的變化和用途的擴(kuò)大，使用這種評(píng)級(jí)法已不能正確表達(dá)鋼的品質(zhì)。另一種方法是在蕪湖金相顯微鏡下選若干個(gè)視場(chǎng)計(jì)量夾雜物的數(shù)目，但這很費(fèi)眼睛而且也不準(zhǔn)確。由于定量金相技術(shù)的發(fā)展，PASEM（分析顆粒的掃描電子顯微鏡）成為定量研究夾雜物的最有效工具。它能測(cè)定夾雜物尺寸分布、面積、周長(zhǎng)、投影長(zhǎng)度等8種參數(shù)，而且能記錄夾雜物中心位置坐標(biāo)，使夾雜物的參數(shù)和掃描圖像、能譜分析相對(duì)應(yīng)，全部數(shù)據(jù)均用計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理。夾雜物的定量除了物理方法外，電解分離夾雜和化學(xué)分析仍然是很有用的方法，可用于分析夾雜物的化學(xué)組成和相組成等。高合金鋼中的物相分離和分析方法仍需繼續(xù)研究。
 

應(yīng)用領(lǐng)域：

各類金屬及合金

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 10561-2005   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

ASTM E 45-11 method A  鋼中非金屬夾雜物含量的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

ISO 4967-2013 method A  鋼--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


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