ISO 4967:2013《钢 非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法》,替代ISO 4967:1998,但其内容仅有极少变化,其检验方法及评级图均未改变。该标准的1988版已被GB/T 10561-2005等同采用。
ISO 9341-1996《光学和光学仪器 接触镜 固定接触镜中夹杂物和表面缺陷不完备性的测定》,介绍了使用固定接触镜检测夹杂物和表面缺陷的方法和步骤,已于2006年废止,并由ISO 18369.3:2006 《光学和光学仪器 接触镜 第3部分:测试方法》替代。
ASTM B796-2014《粉末锻造件非金属夹杂物含量测试方法》,替代 ASTM B796-2007,适用于粉末锻造件中非金属夹杂物级别金相法测定,要求试样核心区域100%无孔隙检出。如有空隙存在,则残余的孔隙很难与氧化物夹杂区分。
ASTM E45-2013《测定钢材夹杂物含量的试验方法》,是应用相当广泛的非金属夹杂物检验标准,其中的检验方法包括4种宏观检验方法和5种微观检验方法(手动和图像分析),用来描述钢中夹杂物的含量和检验结果的报告方法,其中5种微观检验方法包括:A法(最差视场法)、B法(长度法)、C法(氧化物和硅酸盐法)、D法(低夹杂物含量法)和E法(SAM评级法);ASTM E45建立了一系列描述典型夹杂物特征(尺寸,类型和数量)的标准参考图谱(JK图谱和SAE图谱),其中SAE图谱见SAE手册上推荐的J422操作规程;A法(最恶劣视场),D法(低夹杂物含量)和E法(SAM评级)的图谱是以JK图谱为基础开发的,而C法(氧化物和硅酸盐法)使用SAE图谱。
ASTM E1122-1996《应用自动图象分析测定JK夹杂物级别的标准试验方法》,已于2006年作废,相关内容融合到新修订的ASTM E45-2013中的A法和D法中。
ASTM E1245-2003(2008)《应用自动图像分析测定金属中夹杂物或第二相组织含量的标准试验方法》。适用于运用自动图像法评定金属中内生夹杂物和第二相组织含量。因外生夹杂物分布的零散性、不可预测性,该标准不适用于评估钢或其他金属中的外生夹杂物。
ASTM E2142-2008《用扫描电子显微镜评定和分类钢中夹杂物的试验方法》,按照ASTM E45和ASTM E1245中规定的程序,用扫描电子显微镜进行钢中夹杂物含量的定量评定;夹杂物的数量、尺寸和形态分布的测定按照化学法分类。
众所周知,齿轮和轴承等机械部件的失效,往往是由非金属氧化物夹杂的大量存在引起的。对失效部件进行微观观察,也常常可以追溯到夹杂物的存在。对失效部件疲劳寿命的预测,诸如ASTM E45、ASTM E1122,ASTM E1245等夹杂物检验标准均不能提供合理的评价。ASTM E2283-2008(2014)《钢内非金属夹杂物和其它显微结构特点极端值的分析规程》,在此条件下应运而生。该标准创建了一个使用极端值分析的标准化方法,极端值的分析与部件寿命和夹杂物尺寸分布相关。与ASTM E1245-2003(2008)一样,该标准不适用于钢和其他金属中外生夹杂物的评估。
DIN 50602-1985《用金相图谱评定优质钢中非金属夹杂物含量的显微检验法》,被120多个产品标准引用,是应用十分广泛的优质钢中非金属夹杂物含量的显微检验方法标准。该标准将钢中非金属夹杂物分为SS型、OA型、OS型和OG型4大类,分别对应硫化物夹杂、氧化物夹杂、硅酸盐类夹杂和球状氧化物夹杂。这4类夹杂物被分为9个级别,用0~8表示,相邻级别,夹杂物面积相差两倍。其取样数量为一炉或一批材料,通常情况下试样数量不少于6 个,使用3个图谱评定夹杂物的级别。在同一级别中,根据夹杂物宽度、厚度差异,将硫化物夹杂(SS型)、球状氧化物夹杂(OG型)分为2个系列,将氧化物夹杂(OA型)、硅酸盐类夹杂(OS型)分为3个系列。在每种夹杂物、每个系列中,都给出了对应的夹杂物长度范围,也给出了不同宽度夹杂物对应的长度范围表。DIN 50602-1985的评定方法有M法和K法两种。M法是记录整个受检面积上最高级别的夹杂物级别,经过对所取样品中各种夹杂进行单独评定记录后,统计计算算数平均值。K法是从规定级别起计算夹杂物,因此标准特指适用于特殊钢,故评定的最低级别取决于钢的冶炼过程、材料用途和产品尺寸。K后数字为用图谱评定时使用的最小级别数,如K4指夹杂物从第4级别算起,表示夹杂物级别出现的频次。夹杂物级别不同,其夹杂物危害系数也不同,频次乘以系数得单个试样的夹杂物总数,将试样组中所有试样的夹杂物总数相加,结果再转换到1000 mm2,即为夹杂物总指数。K4用的比较多, 计算时,一般将OS型夹杂归入了OA类中。目前,该标准已作废,并且没有新修订的标准替代,其技术委员会推荐采用DIN EN 10247—2007进行钢中非金属夹杂物含量的检验。
DIN EN 10247—2007《使用标准图片对钢的非金属夹杂物含量的显微图检验》,是在试行版标准DIN V ENV 10247-1998《使用标准图片对钢的非金属夹杂物含量的显微图检验》的基础上发展起来的非金属夹杂物含量的金相检验方法标准,该标准将钢中非金属夹杂物分为6个基本类型,分别以EA,EB,EC,ED,EF,AD表示,评定方法分为P法(最差夹杂物法)、M 法(最差视场法)和K 法(平均视场法),其中M 法和K 法与DIN 50602—1985中的描述基本一致,欧洲许多新制订的产品标准已开始引用该标准。
与非金属夹杂物检验相关的检测标准还有:SEP 1570-1971《特殊钢非金属夹杂物含量评级图显微检验法》、SEP 1570-1971(补充件)《特殊钢细而长的非金属夹杂物含量评级图显微检验法》、SEP 1572-1971《易切削钢硫化物评级图显微检验法》。
是一种测定轧制或锻造钢铁产品(压缩比至少为3)中非金属夹杂物的显微试验方法标准。该标准中夹杂物的实际检验方法分为A法,B法和点算显微检验方法,其中A法和B法与ISO 4967:2013中的表示方法完全一致,点算法是用夹杂物所占面积的百分比来表示钢的纯净度。该标准广泛应用于评估钢材的应用适配度,但是由于受实验员主观影响,该方法很难达到令人满意的结果,所以应用时需要大量的样品和预测。
详细说明了铸钢中确定非金属夹杂物含量的两种显微镜照相法,规定了铸钢试样中非金属夹杂的面积分数,还指定了钢铁铸造厂使用的4种融化和精炼方法其中的非金属夹杂物的含量百分比范围。
国内外非金属夹杂物检验标准虽然多种多样,但其评价方法基本可归纳为两大类,即最差视场法和平均视场法。
通过对不同标准的分析比较,发现无论采用何种方法,对同一视场,不同标准都能对材料的非金属夹杂物含量给出基本一致的结果,详见表1。
表1 不同标准规定的夹杂物类型
最差视场法,较适用于非金属夹杂物的常规检测;平均视场法,适用于特殊重要件或纯净度较高钢中非金属夹杂物的检测。试验人员应根据实际需要,结合标准的适用范围,选取合适的非金属夹杂物评价方法。选自:《理化检验—物理分册》Vol.52 2016.6,作者:马芳,女,工程师,上海材料研究所
图像分析法在DIN50602-K法夹杂物检测中的应用研究.pdf
GB-T10561-2005 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法.pdf
DIN 50602-1985 金相检验方法 非金属夹杂物测试-中文版.pdf
用系列图片对特殊钢非金属夹杂进行显微检验-DIN50602.pdf
