軋制鋼板夾雜物金相法分析步驟淺析

肖靜　李俠　馬計平

摘 要 本文從依據(jù)GB/T10561《鋼中非金屬夾雜物含量的測定標(biāo)準(zhǔn)評級圖顯微檢驗法》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行夾雜物分析的角度出發(fā)，研究了實驗室對軋制鋼板夾雜物進(jìn)行金相分析的方法和步驟，提供了一種實驗室金相法鑒定夾雜物的分析思路，對相關(guān)實驗人員的工作具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞 夾雜物評級 金相法 軋制鋼板

中圖分類號：TF769.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0前言

近年來，隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的飛速發(fā)展，對建筑用結(jié)構(gòu)鋼的性能要求也越來越高，鋼鐵中非金屬夾雜物的出現(xiàn)是不可避免的，因為非金屬夾雜物破壞了金屬基體的連續(xù)性、均勻性，易引起應(yīng)力集中，造成機械性能下降，導(dǎo)致材料的早期破壞，其影響程度主要取決于夾雜物的形狀、大小、分布和聚集狀態(tài)。受某工廠委托，對其生產(chǎn)的Q345軋制厚板材進(jìn)行非金屬夾雜物評級。采用金相鑒定法對夾雜物進(jìn)行觀察鑒定，金相法除了對夾雜物的化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)不能鑒別外，可以直接觀察和鑒別夾雜物的形態(tài)、大小、數(shù)量、分布、類型等，這種方法操作簡便、容易實施、直觀且易與鋼材質(zhì)量聯(lián)系起來。目前，金相法是最廣泛、最有效的方法，本文旨在提供一種實驗室采用的金相法鑒定夾雜物的分析思路。

1實驗方法

1.1取樣

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10561《鋼中非金屬夾雜物含量的測定標(biāo)準(zhǔn)評級圖顯微檢驗法》以及委托方要求，夾雜物樣品取樣規(guī)則如下：

（1）根據(jù)委托方要求，在軋制鋼板板寬1/4處取樣；

（2）根據(jù)委托方和GB/T10561要求，在板厚方向上，距離板材軋制上表面1/4處和1/2處分別取樣；

（3）觀察面為與軋向和板厚方向平行的1/4處和1/2處縱截面。

取樣位置如圖1所示，樣品尺寸為20mm€？8mm€？0mm，陰影處為觀察面。

1.2制樣

試樣切割加工后，為便于磨制和拋光，將試樣邊緣磨成圓角，試驗面經(jīng)過機床磨平后，手工依次在150#砂紙到800#砂紙上對試驗面進(jìn)行粗磨和精磨，然后在呢料拋光布上配合型號為W1.5的金剛石研磨膏對試驗表面進(jìn)行拋光，試樣拋光時應(yīng)盡量避免試驗表面被污染，避免夾雜物剝落、變形，試樣表面不浸蝕。

1.3觀察記錄

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10561-2005中A法，在Neophot 21金相顯微鏡下檢驗樣品整個拋光面，選出夾雜物的最惡劣視場進(jìn)行拍照（100€祝T諮∪《窳郵映∈保Χ匝氛讎墜餉媯叢？00mm2（20mm€？0mm）拋光面積上按照從左向右從上到下的順序依次進(jìn)行觀察，盡量多選擇幾個惡劣視場進(jìn)行拍照，并對這幾個視場內(nèi)的夾雜物進(jìn)行進(jìn)一步分析。首先，直接在目鏡中觀察判斷夾雜物；其次，通過軟件對所拍照片中夾雜物進(jìn)行尺寸測量，以便于與標(biāo)準(zhǔn)圖片進(jìn)行比較歸類。

在實驗室工作中，為便于統(tǒng)計，對每張照片在測量夾雜物尺寸的同時進(jìn)行記錄，采用的記錄表格形式如表1所示，本文對選取的幾個典型夾雜物視場進(jìn)行分析，視場照片見圖2。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10561-2005中A法及表1中記錄的夾雜物類型及尺寸，給出評級結(jié)果。

2夾雜物評級結(jié)果及分析

標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10561中對鋼中非金屬夾雜物主要類型及特征有較為詳細(xì)的描述，根據(jù)表1中記錄的數(shù)值和圖2視場中的夾雜物形貌，用△表示形狀為類似三角形的夾雜物，按標(biāo)準(zhǔn)中評級原則，照片1中部的雜物沿軋向呈灰色長條狀斷續(xù)分布，評為A1級；照片2中夾雜物為圓形，邊緣整齊光滑，為球狀氧化物類夾雜，評為D1.5級和D2e級。照片3中夾雜物沿板厚方向分布，形貌與B類夾雜物接近，對這些夾雜物評為B2.5e級。照片4中的夾雜物為超尺寸夾雜物，此夾雜物邊緣不規(guī)則且呈破碎狀，在其周圍還有一些尺寸較小的形狀不規(guī)則的夾雜物，據(jù)此推斷此夾雜物為硅酸鹽類；照片5中呈三角狀的夾雜物其尖角鋒銳，三邊也較平直，可見此夾雜物強度很高，沒有因外部作用力而破碎變形，據(jù)此推斷可能為鋁的氧化物類夾雜，評級為DS2.5△；照片6中單個的端部呈銳角的黑色夾雜物為硅酸鹽類，此類夾雜物塑性好，沿軋向變形為長條狀，評級為C1和C2e。此外，上述大部分視場中還出現(xiàn)了較多的D類夾雜物。

綜上可知，軋制鋼板中的夾雜物主要以D類球狀氧化物為主，直徑均較小，由此推斷出夾雜物為內(nèi)生夾雜物，主要是因為鋼水中溶解的[O]與鋼水中的強氧化物形成元素相結(jié)合而形成。此外還存在A類硫化物夾雜，呈灰色的線狀或紡錘狀，主要為鋼液在凝固過程中析出的鐵錳硫化合物。此外，還存在極個別的B類氧化鋁夾雜和C類硅酸鹽夾雜。

3結(jié)束語

采用金相法對夾雜物鑒定，是基于二維平面分析的評估方法，直觀簡便，應(yīng)用廣泛，如果需要進(jìn)一步鑒別夾雜物的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成等則需要采用其它手段進(jìn)一步分析。

參考文獻(xiàn)

[1] 張立峰，張學(xué)偉，羅燕，劉洋.鋼中夾雜物的系統(tǒng)分析技術(shù)[J].鋼鐵， 2014， 49（2）：1-8.

[2] 劉林飛，劉守平，周上祺，任 勤，李 丁，康人木，吳文東.Q235連鑄板坯中非金屬夾雜物的分析[J].重慶大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2006， 29（2）：72-75.

[3] 田白玉.鋼中非金屬夾雜物及其金相鑒別[J].機械產(chǎn)品與科技， 2004， 4：31-34.