DIN 50602-1985 优质钢非金属夹杂物显微检验及图谱(中文版)

钢中非金属夹杂物及其检测法夹杂物的评级问题：不计较其组成成分和性能以及它们可能的来源等；只注意它们的数量、形状、大小和分布情况。

一般在明视场下放大100倍时检验即可。

现在采用的方法有：瑞典Jernkontoret（简称JK）夹杂物评级图。

美国试验及材料学会（ASTM）夹杂物评级标准亦采用JK评级图。

此外还有SAE（美国汽车工程师学会）夹杂物评级图等等。

中国冶金部YB25-59规定，夹杂物的评级有甲乙两种方法。

即：长度指数和与标准级别图对比评级法。

非金属夹杂的鉴定：（一）金相法：借助金相显微镜的明场、暗场及偏振光来观察夹杂物的形状、分布、色彩及各种特征，从而对夹杂物作出定性或半定性的结论。

但金相法不能获得夹杂物的晶体结构及精确成分的数据。

1．夹杂物的形状：鉴定夹杂物首先注意的是它们的形状，从它们的形状特点上，有时可以估计出它们属于那类夹杂物，这有利于考虑下一步应采取的鉴定方法。

如：玻璃质SiO2呈球形；TiN一般呈淡黄色的四方形。

在铸态时呈球形的夹杂物很多，但这些夹杂物有的具有一定的塑性，当钢在锻轧后，它们被压延拉长，如FeO 和2FeOSiO2共晶夹杂物，铸态时为球状，锻轧后被拉成长条状。

2．夹杂物分布：夹杂物的分布情况也有一定的特点，有的夹杂物成群，有的分散。

成群的夹杂物经锻轧后，即沿锻轧方向连续成串，Al2O3夹杂就属此类。

有的夹杂物，如FeS 及FeS-FeO共晶夹杂物等。

因其熔点低，所以钢凝固时，这类夹杂物多沿晶界分布。

3．夹杂物的色彩和透明度：观察夹杂物的色彩及透明度一般应在暗场或偏振光下进行。

可分为透明和不透明两大类。

透明的还可分为透明和半透明两种。

透明的夹杂物在暗场下显得十分明亮。

如果夹杂物是透明的并有色彩，则在暗场下将呈现它们的固有色彩。

各种夹杂物都有其固有的色彩和透明度，再结合其它特征来进行判断。

如某种夹杂物，它们的分布及外形呈有棱的细小颗粒并沿轧制方向连续成群，在明场下这些夹杂物多呈深灰略带紫色，而在暗场下则为透明发亮的黄色。

钢中非金属夹杂物的评定和统计扫描电镜法1范围1.1本文件介绍了利用扫描电镜（SEM）对钢中非金属夹杂物进行尺寸分布统计、化学分类及评级的程序。

扫描电镜配置X射线能谱分析和自动图像分析功能。

1.2本文件推荐了三种检验方法。

方法一主要依据形态对夹杂物进行分类，方法二主要依据化学组成对夹杂物进行分类。

方法一和二适用于压缩比大于或等于3的轧制或锻制钢材中2μm以上非金属夹杂物的显微评定。

方法三用来确定某类夹杂物的具体细节，如体积分数、数量分数等体视学参数，适用于各种铸坯或钢材中所有尺寸（包括2μm以下）夹杂物的统计分类。

1.3本文件只是一种推荐的非金属夹杂物检验方法，不对任何钢的验收合格级别进行规定。

1.4本文件并未说明与应用有关的安全事项。

使用者有责任建立正确的安全与健康条例，并在应用本文件前确定条例规定的适用性。

2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T10561钢中非金属夹杂物含量的测定—标准评级图显微检验法（GB/T10561-2005，ISO4967：1998，IDT）GB/T13298金属显微组织检验方法GB/T18876.1应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的标准试验方法第1部分:钢和其他金属中夹杂物或第二相组织含量的图像分析与体视学测定GB/T18876.2-2006应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的标准试验方法第2部分：钢中夹杂物级别的图像分析与体视学测定GB/T17359-2012微束分析能谱法定量分析（ISO22309:2006，IDT）GB/T27788微束分析扫描电镜图像放大倍率校准导则（GB/T27788-2011，ISO16700:2004，IDT）GB/T30067金相学术语3术语GB/T30067界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法介绍GB/T 10561—2005—何群雄，孙时秋：介绍了钢中非金属夹杂物含量测定显微检验法的概况，并对国标等同采用国际标准ISO4967：1998后变化的技术内容作了简要说明。

：非金属夹杂物；标准评级图显微检验法 0钢中非金属夹杂物的评定是衡量钢内在质量的一种重要方法，通过该方法的检验能反映钢中非金属夹杂物的含量、沾污度以及类型，为满足产品设计要求或改进生产工艺提供可靠的依据，尤其是非金属夹杂物的显微检验方法，更是各国冶金学家长期研究的课题。

随着显微技术和电子金相技术的不断发展，采用自动图像仪及计算机软件来评定非金属夹杂物的方法已经越来越多的被用于进行科学研究和实际生产检验。

目前美国金属材料协会（ASTM）E4委员会已有3个显微检验方法来评定非金属夹杂物含量的方法标准，即ASTM E45-97《用评级图谱评定非金属夹杂物的人工方法》、ASTM E1122-1986《自动图像分析法检查非金属夹杂物级别的方法》和ASTM E1245-2000《采用自动图像分析法测定钢中非金属夹杂物或第二相含量的方法》。

但是，应用光学显微镜测定钢中非金属夹杂物的标准图谱评级方法，至今还是在被最广泛地采用。

随着钢铁冶金技术的不断发展和对钢铁材料质量的要求不断提高，标准图谱评级的显微方法检验标准也在不断地修改和完善之中，如现行的国际标准ISO4967-1998《用标准图谱评定钢非金属夹杂物的显微方法》和美国ASTME45-97《钢中非金属夹杂物含量测定方法》对标准图谱和评定方法都作了较大的修改和变动，较好地解决了用光学显微镜评定钢中非金属夹杂物评定的一系列问题，使标准图谱的显微评定方法日趋完善。

GB/T10561-1989《钢中非金属夹杂物显微评定方法》标准是我国钢检测领域的一项重要的基础标准，也是钢中非金属夹杂物含量的主要检测方法之一。

该标准已颁布了一项重要的基础标准，也是钢中非金属夹杂物含量的主要检测方法之一。

钢中的非金属夹杂1. 试验目的非金属夹杂物破坏金属基体的连续性，其形态、数量、尺寸和分布影响钢的塑性、韧性、焊接性能、疲劳性能和耐蚀性等，因此，夹杂物的数量和分布被认为是评定钢材质量的一个重要指标。

2. 相关标准标准GBT 10516 2005，该标准代替GBT 10516 1989，于2005年5月13日发布，2005年10月1日实施。

夹杂物试样不经腐蚀，在明场下放大100倍，80mm 直径的视场下进行观察，选取夹杂物污染最严重的视场，与其钢种的相应标准评级图对比评定。

夹杂物分类：硫化物类，标准图谱命名为A 类。

属于塑性夹杂，较宽范围形态比（长度/宽度）的单个灰色夹杂物，一般端部呈圆角，经锻、轧后沿加工方向变形，呈纺锤形或线段形，例如FeS 、MnS 。

氧化铝类：标准图谱命名为B 类。

属于脆性夹杂，形态比（一般＜3），为黑色或带蓝色的颗粒，沿轧制方向排成一行（至少有3个颗粒）。

硅酸盐类：标准图谱命名为C 类。

是具有高延展性，较宽范围形态比（一般≥3）的单个呈黑色或深灰色的夹杂物，一般端部呈锐角。

例如2MnO ·SiO 2球状氧化物类：标准图谱命名为D 类。

不变形，带角或圆形的，形态比较小（一般＜3），黑色或带蓝色，表现为无规则分布的颗粒。

例如SiO 2单颗粒球状类：标准图谱命名为DS 类。

为圆形或近似圆形，直径≥13μm 的单颗粒夹杂物。

非传统类型夹杂物的评定也可以通过其形状与上述五类夹杂物进行比较，并注明其化学特征。

沉淀相类如碳化物、氮化物、硼化物的评定，也可以根据它们的形态与上述五类夹杂物进行比较，并按上述方法表示其化学特征。

钢中的非金属夹杂物测定夹杂物类别A B C D DS 总长度 总长度 总长度 数量 直径 评级图级别iμmμm μm 个 μｍ 0.5 37 17 18 1 13 1 127 77 76 4 19 1.5 261 184 176 9 27 2 436 343 320 16 38 2.5 649 555 510 25 53 898 822 746 36 76 3（＜1181）（＜1147）（＜1029）（＜49）（＜107）注：D 类夹杂物的最大尺寸定义为直径类别细系粗系最小宽度最大宽度最小宽度最大宽度μm μm μm μmA 2 4＞4 12B 2 9 ＞9 15C 2 5 ＞5 12D 3 8 ＞8 13注：D类夹杂物的最大尺寸定义为直径3. 试样制备3.1 试样尺寸夹杂物形态很大程度上取决于钢材压缩变形程度，只有在变形度相似的试样坯制备的截面上才能进行结果的比较。

用系列图片对特殊钢非金属夹杂进行显微检验——DIN用系列图片对特殊钢非金属夹杂进行显微检验——DIN50602用系列一片1皮用范一与目的(-圈标准19略郸弘并f\份额或者作为总数计算出一个特征值,该特'I.1本标准描述了对特殊钢中硫化物和氧化物非金属夹杂进行检验的方法.为了检验钢中的非金属夹杂.可以采用宏观(或称低倍)的和微观的检验方法.微观检验可以在金相显锻镜上进行,也可以使用自动检验仪检验自动图象分析从仪器方面看目前还没能进行标准化.因为自动图象分析的发展还不够完善.在本标准中确定了一种在金相显微镜上进行微观检验的方法,该方法利用一个具有系统结构的图片系列表格,可按照夹杂物的类型,大小(长度和宽度或者直径)和出现的频率来描述夹杂物(图片系列表格1).可以分别按氧化物和硫化物所占眦三苎征值与大于一个规定的临界大小的夹杂物含量成正比.本标准同样考虑到夹杂物最大尺寸的测定.L2根据协议,这个标准也可以用在其他的钢种上.但是当用在低碳钢和无转变的不锈铜上时.必须注意它们的特点(见第54节).1.3本标准适用于表l和图l中列举的经过变形的型铜产品.对于扳,带形的扁产品和其他厚度小的产品以及具有非直线纤维形状的锻件,必须注意其特征并且应该达成取样和结果分折的协议.:坦=堇三毫片面■方式拄…=m…挂设●片面翦太十图l从不同规格的产品上取样l_4对于硫化物形状受到影响的钢种.钢铁检验卡片1575正在准备之中.该2卡片考虑了硫化物的长:宽比.l_5对易切削钢中非金属夹杂物的形靳■状,大小和分布进行检验必须使用钢铁检验忙片l572一用图片系列对易切削钢的硫化物夹杂,非金属夹杂进行显微检验.1.6针对结构件的使用性能而对非金属夹杂的最高允许含量作出规定和对非金属夹杂作出评定并不是本标准的任务.这些T 作在各种材料标准或者供货条件中进行.2蕾意2.1非金属夹杂需要按本标准评定的非金属夹杂物是硫化物或氧化物成分的,典型的钢组份,这些组份是在与炉子,钢包和流道的非金属内衬接触时耐火材料熔损产生的.或是由空气或覆盖渣的氧化造成的,并且也可能是脱氧和故意添加硫造成的结果.非金属夹杂物的种类,大小,形状和数量与钢种,冶炼和浇注工艺,脱氧方法,钢锭或连铸坯的尺寸有关,同时也与变形程度有关.非金属夹杂物的分布甚至在由同一炉钢水生产的产品中都永远不会是均匀的寰1在鲁种尺寸慵疆下一片寰葺Oll}-~的龃尺寸(直径.较小的侧试样段中磨表面的位置面长度或者壁厚)≤25●∞磨面通过整十断面>25m≤50ram磨面通过整十断面或者肌边缘到飙轴>50m磨面位于边缘与纵轴之间的中心或者按照扔议的规定对于宽扁平钢材,试样磨面应该垂直于表面.井位于产品宽度的头三分之址.沿着厚度方向和轧制力向:对于管村.磨面沿着壁厚方向和轧制打向或轴向(见图J).对于具有非直线性雌的锻件来说,必须对试磨面的位置达成协议.2.2微观夹杂物微观夹杂物在磨面上的最大面积为0,03ram..在放大倍数为100:1的显微镜F.这个面积极限值相当于夹杂物长度为lOOmm,宽度为3mm,或者在考虑了其他的变形度时,在夹杂物面积相同情况下具有相应的长一宽比:夹杂物的眭度更短或者更长些(见第6节).2.3宏观【f氐倍)夹杂物低倍夹杂物的面积超过了微观夹杂物的面积极限值.本标准的图片系列表从第8行开始包含了部份的低倍夹杂.在计算特征值时该表能确定总纯净度..2.4纯净度按照下的测定方法.纯净度在本标准的含义中就是一个说明以硫化物和氧化物形态存在的非金属夹杂含量的数据.拄)不同类型夹杂物的最_人粒度值(方法M).b)非金属夹杂物在组织中所rIi的面积份额参数是lO00mm面积内人于一定尺寸的夹杂物计数的累计值.计数与面积成正比.这个参数是这些夹杂物在产品中含量的一个度量值(方法K).2.5图片系列表格图片系列表格1是每行都按照非金属夹杂物厩积的几何数列2建立起来的一个图片表格.该表格表达了钢中典型的夹杂物形态,在竖直列中图与图之问夹杂物面积加倍在同一水平行中,除了表达出作为评定实例的夹杂物类型主系列之外,还表达了夹杂物面积相同时其长度×宽度及出现频率的变更.3方法的名称按照本标准的方法K,从粒度指数日开始对夹杂物进行计数时,对1F金属夹求物进行检验的名称为:检验DIN50602--K44检蟹规模4,1测定一炉钢水或者一批供货钢材的纯净度,采用单个试样是不能表明纯净度特征的,因此必须采用多个试样进行测定.一般来说.纯净度的检验至少要川6个试样4.2对于每批订货都必须进行考察,看情况是否允许将试样数量减少到6个,这时必须考虑到:供货量的多少,在给定情况r所进行预成型和与原材料有关的试样位置.不符合"至少6个试样"的检验规模可在供货协议中作出规定.图片系列表格I按DINSO602对特殊钢的非金属夹杂物进行检验的图片系列,放大率=30:I为了进行分析,必须使用放大倍数为IOO:I的原表格原表{{}可以在BeuthVerlagGmbH出版社Burggrafen大街4一l0,1000柏林30得到4图片系列表格1按DI~0602对特殊钢的非金属夹杂物进行检验的图片系列.放太率:30:l为了进行分析,必须使用放大倍数为l00:1的原表格.原表格可以在BeuthVerlagG 舶bH出敝社Bur鹊rafeTI大街4--10,1000柏林3O得到54.3假如提交检验的材料数量显示出一些特点,例如当工件不是出自同一炉锕水,或者当各个工件的尺寸差别很大时,那么在协商检验规模黥(见第4.2节)必须考虑到这些特点.5取棒与试样准鲁5.1试样必须按一F述方式截取:使得待分析的磨片表面尽可能精确地平行于主延伸方向,并且当产品横截面为旋转对称时.磨片表面要位于通过产品轴线的平面内.这样就为在纵向变形方面对非金属夹杂进行比较提供了完美的前提条件.5.2表1与图l相结台,包宙了圆钢,方钢,钢管和宽:厚比较小的宽扁钢材中对试样位置(取样位置)的规定.5.3一批提交检验的材料(一炉钢或者一批供货)的试样磨面大小与很多因素有关,例如与产品种类和横截面尺寸有关,还与分析测量的方法有关(参见第8.2.1节和8.2.2节中的有关说明)同时还应该考虑到取样和检验时化费的工作量.因此根据圈l,产品尺寸>50rm时在磨面大小方面必须达成协议,例如12m×l8m,按照ASTME 45标准相当于1/2英寸×3/4英寸或者从边缘一直到纵轴.在可能的范围内试样磨面在尺寸方面要与检验设备互相适应. 5.4在磨样时不允许将夹杂物拉扯出来或者使夹杂物形貌发生改变,也不允许将研磨剂或抛光粉的颗粒压入磨面内.必要时可以将磨面淬火.因此试样的研磨必须谨慎细心,并且要在尽可能短的时间内进行抛光.6圈片不捌囊格的螬梅与应用6.1图片系列表格16.11图片系列表格1是由4个夹杂物系列(竖直)组成的,这4个系列的夹杂物形态都是最常观察到的.它们的类型指数是1,3.6和8(基本系列),每9个图片的粒度指数为0～8.图片系列表格1的图片比例是100:1.各类夹杂物按下列加以区分: 6ss型夹杂物——硫化物夹杂,条状:OA型夹杂物一氧化物夹杂,松散状(氧化铝);Os型夹杂物一氧化物夹杂,条状(硅酸盐j;OG型夹杂物——氧化物夹杂,球状.衍生出来的图片系列0,2,4,5,7,和9将在第6.1.2节和6.1.3中叙述在一个系列中粒度指数为O～8的9个图片,粒度指数为0的图片表示在放人倍数为100:1时能够观测到的展小的微观夹杂物,粒度指数为8时,部分夹杂物已经属于宏观(低倍)夹杂物范围从～个片到另一个图片夹杂物面积按几何数列2加倍,这里n为粒度指数从一个图片到另一个图片标准夹杂物的K=度增大1.5倍,条状组织的平均宽度也同时增大,从而使面积增加的基本公式保持不变.为了使对图片系列表格1中各图片的测量变得容易,还标注出了夹杂物的长度和系列6中夹杂物的宽度在同样的宽度F 松散状态0A时的氧化物长度要比密集的线状OS时大,冈为在粒度指数相同时夹杂物的面积可能是不同的.粒度指数9属r宏观夹杂,这些夹杂物没有在图片上表达出来,跚为这删的长度超出了图片韵界限.6.1.2如果一个单个夹杂在K度相嗣的情况F其宽度只有基本系列13以及6的对比图片中夹杂物的一半,那么其面积也只有相应夹杂物的…,因此粒度指数减少1这些夹杂通过基本系列左边的图片系列(0,2,5)表达.这种估算方法也适剧丁面积大一倍的比较厚的夹杂.其粒度指数也增加1.6.1.3如果在视场中能看到更小的,粒度指数最大为2的非金属夹杂物,那么它们在节圆中的面积也增加了,粒度指数增加l,正如在基本系列右边的图片系列4和7 所表示的那样.硫化物常以簇群状出现,困此可以放弃对单个硫化物的表达.如果硫化物是以单个状态出现.那么将SS图片系列中最长夹杂物的尺寸作为长度及面积估算的基础,并且粒度指数减小l.6.2图片系列表格2和36.2.1夹杂物面积相同其粒度指数也相同的原则也适用于被拉伸得较薄和较厚的夹杂及比图片系列表格l中的分散程度更大的夹杂.因为这些夹杂在纵向延伸方面通常都超出了显微镜的视场界限(节圆),所以在表2和表3中是用数字来描叙这些夹杂物的.用它们各自的粒度指数来确定长度和宽度的不同组合.图片系列表格2按夹杂物宽度对夹杂物进行分类的片系列.放大倍数200:1在图2中用图形表达了这种数字关系.特别是可以利用这个图简单地读出这些夹杂7物的长度和宽度的中间值.图片系列表格2和3对表格1起补充作用,当夹杂物形状与基本系列中的图片相对应时,对于分散得比较稀疏和比较密集的以及堆积得比较密集的夹杂物,在将变小毗及变大的粒度指数进行分类排列时,图片系列表格2和3会给予帮助.如果出现较厚的夹杂,首先按照图片系列表格1中的一个基本系列对其长度进行分类捧列,那么根据夹杂物的面积使粒度指数相匹配的原则也是适用的.图片系列表烙3用松散状的OA型(左系列)夹杂行劓分类的图片系列,以及田来对在～个视场内出现的,属于一个粒度指教的多个ss,05和OA型夹杂进行分类捧列的图片系列,放大200:l8粒度指教平均真实长度《1)._1oo:1)00200.10005003002001400】】】0400.200l00"回00280022208tl0100.加0-100B0.056吼0443I.608.0400250.16I0-110.088320】.600800500320∞0li6回I65640320I60100O64044032326403加2.oo128088064646.404.㈣256l76】28l288∞5.123522.56256小方框中的据蛤出了i周片系列袁恪I中对应图的实锕】)近里^=2'.2)由于接近光学丹辨能力的援限.所在这个粒度范硇内夹帑绚真宴竟度的准确教据不再有意义.囊3囊2中出非盎属夹杂物的平均真实宽度(b).ul千亍指教(n):o.5nl235.1o粒度指数平均真宴长度(1)的范围.船0O】5o290065015o033幔065o022o0|5o.o15n03o0Ioo02o0o65o015I0.290.明015o29oo.I5o045咀o9O03006O02ooto015o029 2o56l10o29056015n29o.69nI5o060】2o04n.08o029o.05】3Il0220o,561Ioo29o560】5o35o.12o2Z008016o.05l0ll42204Io】.伸2.如056ll0O35o66o22o440.I6o320llO2254帅8蛐2440110220o66I蚰0.44幔88032o600.22o444408802∞日40】4928f)O88166o60【2Oo4408R408802)560】663.32l20240o88l68fi60J12033266{24080】66332I)由于接近光:}分辨睫力的极f所咀在这个}l度范围内夹杂{,真实宽度的准I教据不再有意在使用图片系列表格2和3对图片系列表格l(100:1)的基本系列进行分类排列时,必须注意图示b匕例(200:1)6.2.2在具有两个系列(o^以及os和ss)的图片系列表格2中含有为测定这样一些夹杂物的宽度而提供的视觉帮助.这里没有表达出夹杂物各自的长度,因此必须进行测量并根据表2和表3以及图2的数据对粒度指数进行分类捧列.6.2.3图片系列表格3在左边的系列中表达出了不同分散形式的0^型夹杂所9属的数字表明,根据一个较大的疏松度按照总长度分类的粒度指数应当被缩小多少数值(见第7.23节并注意7.2.4节).条状组织的宽度按图片系列表格2评定.图片系列表格3的右系列用来对出现堆积的夹杂进行分类排列,对于分类排列来说.这类夹杂与基本系列的单个夹杂相比.不仅数量和相互间的距离.而且全部非金属夹杂的面积,甚至连它们的总纵向延伸都必须加以注意.所属的数字表明,在夹杂物聚集程度增加时粒度指数应该提高多少数值.6.2.4在对球状夹杂物进行分类排列时,只要这些夹杂物还没有在图片系列表格1中表达出来,那么当出现的夹杂物根小很大或者出现严重堆积时,按照夹杂物的总面积进行分类排列的原则同样被作为分类的基础.6.3为了更好地作到一目了然和节省工作量,在足够熟练的情况下可以只使用图片系列表格1中的基本系列1,3,6和8以及图片系列表格2和3来对密度比较小的夹杂,分散程度较大的夹杂和堆积程度较大的夹杂进行检验,或者只限于这些表格的图片.因为衍生的图片系列0,2,4,5,7和9只是指出了评价实例,这些系列中的图片例如是在夹杂物纵向伸长相同时具有1个粒度指数的偏差.图2根据表2和表3,夹杂物的真实宽度,真实长度和粒度指数之问的关系7■t过皇7.1试祥磨片用显微镜在放大倍数为100:l的情况下进行观察.这个放大倍数与图片系列表格l中图像舶放大倍数是相同的(注:本标准后面所附的图片系列表格1包含的系列图片与原表格相比,其缩小比例约为l:因此表格1只能反映出组织的概貌.对于实际的结果分析必须使用比例为1:1的图片系列表格,这种表格可以从10BeuthVerlagG曲H出版社,Burggrafen大街4一lO,1000柏林,30获得).观察可以在目镜上进行,也可以在投影到底片上的显微照片上进行.观察视场必须具有与图片系列表格1的对比图片相同的大小(尽可能是80跏直径:直径在75～8Om 之间的视场也是允许的).通过目镜中的刻度盘或者在底片上将观察视场限制在这个尺寸上是合适的.为了观察根稀的夹杂,恰当的方式是采用200:l的放人倍数J=作这个放大倍数与图片系列表格2和3中的图象放大倍数相同.7.2在对～个观察视场中的非金属夹杂物进行分类时,找出～个图片系列表格1 中那样的图像,必要时根据图片系列表格2 和3通过一个台适的,与所观察到的图像相符的图像补充.这时适当的方式是从标准夹杂物的长度测量或长度估计出发.72,I在进行结果分析时必须特别注意,在图片系列0～6中粒度指数为6.7和8时,图片系列表格l提供了一些单个视场, 在这些视场中典型非金属夹杂物的标准长度或多或少地超出了视场圆的直径.在这种情况下.对观察到的非金属夹杂物要按照位于图片F面的长度数据进行分类.如果没有其他的约定.更大妊度的夹杂物(在厚度相阿和厚度较大时)都统一闱粒度指数9来标注.72.2假如在一个观察视场各种类型和形状的夹杂物按照图片系列相互间具有明显的区别.那么就应该这样米处理这些夹杂物.就好象这些夹杂物分别出现在不同的视场中一样.7.2.3一个接一个成串地分布在一条直线上的'ss,0S型条状夹杂物以及松散程度很小的0A型夹杂物,如果两个夹杂物之间的距离比两者中较小一个的度还小,那么就可以认为它们之间是有关联的测量夹杂物之间的这些间距.对于这样一个总长度的构成,不考虑点状夹杂物.7.2.4对于0^型夹杂,图片系列表格3(左系列)为与面积相应的粒度指数的构成给出了评价分散程度的规则,如果这种条状夹杂物中各个颗粒之间的平均距离大于图片系列表格3左上图中示出的点状夹杂物的距离,那么就要按oG型夹杂进行处理.从原则上讲这种表达应该表明,疏松的条状夹杂按照氧化物的面积必须得到较低的粒度指数.通常这些夹杂又重新归入不再被记录的范围内,例如在K4值时,但是在Kl值时还必须注意.7.3一般来说,在试样上要对待分析的整个磨面面积进行研究.只有在方法K时(见第8.2.2.3节)才考虑例外,但是在这种情况下必须专门签订协议,并且在有关的供货条件中加以确认.8螭暴分斩8.1原则说明8.I.I将所观察到的各非金属夹杂物用相关图片系列的类型指数(夹杂物的类型和形状)和按照第6和7节求出的图片系列表格1的粒度指数来标记,标记时按下面排列次序进行并通过一个点相互分开,例如1.2,5.3,6.5.不允许用分数来标记粒度——分类指数(例如2,5;41/2J.8.I.2恰当的方式是用表格来登记检验结果和对结果的分析(例如按照表格4,7 和8的样子).8.2结果分析方法第8.2.I节和8.2.2节描述了两种不同的分析方法至于采用两种方法中的哪一种,在有关的供货条件中应该作出规定.8.2.I方法M8.2.I.I在这种方法中应该查明,在提交检验的材料中存在的各种类型和指定形状的夹杂物中哪一种是摄大的.按照第5.2和5.3节中的规定取样.如果协议规定的试样尺寸为I2m×18ram,待分析的磨面面积约为200mz.对于大多数的生产目标来说,这种分析方法是够用的,例如在生产特殊结构钢时就使用这种分析方法.8.2.I.2在每个试样上都要对指定进行分析的整个磨面进行搜寻,对于图片系列表格I的每个图片系列(在这种情况下要借助于图片系列表格2和3)都要确认,在存在的非金属夹杂物中哪一种粒度指数摄高; 将这种粒度指数摄高的夹杂物记录下来由所研究的磨片中每个图片系列查出的摄高指数分别构成算术平均值.这个平均值被视为提交检验的材料在现存条件下"纯净度"的标志在这种分析方法中没有深入讨论非金属夹杂的出现频率.因此也没有给出非金属夹杂含量的比较值8.2.I.3表4给出了一个在这种分析范围内描述检验结果的实例,该表根据第6.3 节中叙述的的方法将图片系列表格I中衍生图片系列的数值连同基本系列1.3,6I8 的数值汇总成四种类型的夹杂物面积相等但形态较稀疏或较分散的夹杂具有相同的粒度指数,因此也应该根据夹杂物类型的定义一并进行计算.8.2.I.4在方法M中,为了检验粒度指数约为3及其以下的硫化物非金属夹杂, 在订货时可以额外约定一种一般类型的分度器,例如使用对照图片.对照图片只是指明了夹杂物含量的一个确定基底.寰站■啊精暴的宴翻(见■2.1.3节)每十軎片和图片系列表格中每个被考虑的图彦片序号系列查明的最大粒度指数SS[)^0SOG】^533254{2:{3442443354{263444334854335{2平均健39{.0332.68.2,2方法K8.2.2.1在某些确定的情况F.检验从一个规定大小的夹杂物开始的全部非金属夹杂,并通过一个标志夹杂物面积的综台参数K(见第2.4节)来确定一炉钢或一批供货的纯净度的方法可能是台适的.在这种分析方法中待分析的试样磨面面积至少为100mmso第5.2和5.3节中的说明适用于试样的取样位置和磨面大小8.2.已2对于每一次分析都必须决定,应该从多大的粒度指数开始来检验非金属夹杂.这个最低的粒度指数主要由生产工艺(特另0是冶炼工艺)决定,以及视有关材料的使用目的和它们的尺寸而定.根据经验和损例可以确定表5中包含的一些规则,应该尽可能地将这些规则作为签订分析方法协议的基础.8,2.2.3只要没有其他的约定,每次都是要对整个特分析磨面进行检验.对硫化物夹杂和氧化物夹杂耍分别计数,并按照表7和表8中的实例进行记录假如在待分析磨面上只检验单个的规定测量场或者测量场范围(只是在例外的情况下这样做才是台适的).那么这个测量场或测量场范围的大小和分布就必须与统计检验的条件相符台8.2.2.4在方法K中用于结果分析的曲线圈在分折时相分材抖种类与络炼工艺盛额考虑析的实前粒度指悄教范捆空气熔炼的特舜钢,倒知寸≥30岫其≥4表7有特殊质量要求的菠动轴承钢盈结椅_IfII脯～真空熔炼的或者在真空下重蝽或来用电渣≥1Kl裹8重培法,I薅的特豫铜或台盘)标字母K届面的欺字表示在分析耐考虑曲图片系列表格r中晕小静粒度指教f见第3节)2在本标准中给出用于推导累积参数图表的前提条件与考虑的出发点是,为了简化计算,使晟频繁计数的粒度指数4获得的因数为l.将按照几何级数2得出的其余粒度指数的因数修正为整数,这样在计算时只需要加倍或者减半(在这种情况下需要移动小数点).在计算时产生的偏差都处在实际得出的偏差之内,钢中出现的非金属夹杂实际上是不均匀分布的.这时较大的夹杂比较准确地被计数表6给出了计算时使用的因数.在计算累积参数时要按卜述方式进行(对于这种计算也可参见表7和表8中的实例):将按夹杂物类型(ss,OA,0S,0G)和粒度指数观察到的非金属夹杂物的数目乘各自的因数(,见表6),并将所得的乘积相加,一般来说要按硫化物和全部氧化物分别相加.随后将这样获得的单个试样的"第一个中间和"对检验单元的全部试样进行相加,这样便可得到全部试样的"第二个中间和(日1日l.).按下面公式将这个结果换算到一个lOOO的磨面上::累计参数试样的总磨面面积(w1一.…用这种方式对硫化物(S:)和氧化物【0:)分别计算的"累积参数"可以按照约定通过。

什么是非金属夹杂？钢中非金属夹杂物，如氧化物、硫化物、硅酸盐、氮化物等一般都呈独立相存在，主要是由炼钢中的脱氧产物和钢凝固时由于一系列物化反应所形成的各种夹杂物组成。

非金属夹杂的影响非金属夹杂物的存在，破坏了钢基体的连续性，使钢组织的不均匀性增大。

一般来说钢中非金属夹杂物，对钢的性能产生不良影响，如降低钢的塑性、韧性和疲劳性能，使钢的冷热加工性能乃至某些物理性能变坏等。

因此评定钢中夹杂物类别、级别对保证钢材质量十分重要。

分类按夹杂物的化学成分：氧化物、硫化物及氮化物。

根据夹杂物的可塑性：塑性夹杂物、脆性夹杂物、不变形夹杂物及半塑性夹杂物。

● 塑性夹杂物钢中塑性夹杂物在钢经受加工变形时具有良好塑性，沿着钢的流变方向延伸成条带状。

● 脆性夹杂物指那些不具有塑性的简单氧化物和复杂氧化物以及氮化物。

●不变形夹杂物这类夹杂物在铸态的钢中呈球状，而在钢凝固并经形变加工后，夹杂物保持球形不变。

● 半塑性夹杂物指各种多相的铝硅酸盐夹杂物。

其中作为基底的夹杂物（铝硅酸盐玻璃）一般当钢在热加工时具有塑性，但是在这基底上分布的析出相晶体（如Al2O3、尖晶石类氧化物）的塑性很差。

钢经热变形后，塑性夹杂物相（基底）随钢变形而延伸，但脆性的夹杂物相不变形，仍保持原来形状，只是彼此之间的距离被拉长。

按夹杂物的来源：内生夹杂物、外来夹杂物。

● 内生夹杂物在钢的熔炼、凝固过程中，脱氧、脱硫产物，以及随温度下降，S、O、N等杂质元素的溶解度下降，于是这些不溶解的杂质元素就形成非金属化合物在钢中沉淀析出，最后留在钢锭中。

内生夹杂物分布相对均匀，颗粒一般比较细小。

可以通过合理的熔炼工艺来控制其数量、分布和大小等，但一般来讲内生夹杂物总是存在的。

● 外来夹杂物炉衬耐火材料或炉渣等在钢的冶炼、出钢、浇铸过程中进入钢中来不及上浮而滞留在钢中称为外来夹杂物。

其特征是：外形不规则、尺寸比较大，偶尔在这里或在那里出现，正确的操作可以避免或减少钢中外来夹杂物的入侵。

金属相测试方法：显微检测特种钢用标准图像评定包含的非金属含量内容页数1 应用范围和目的 (1)2 概念 (2)3 方法名称 (3)4 检验范围 (3)5 取样和样品准备 (3)页数6 图像列版的结构和应用 (3)7 检验过程 (5)8 评估 (6)9 检验报告 (8)1应用范围和目的1.1 在本标准中描述了特种钢对以硫化物和氧化物的非金属夹杂物的检验。

这里应用肉眼和显微方法。

显微测试可用金相显微镜和自动器材进行。

自动评估图像因器械原因现在还不能标准化，因为其还没有完成研制。

本标准中确定了一种用金相显微镜的显微测试方法，用一种系统的图像组版，以及按照连接形式、连接大小（长度和宽度即直径）和允许频繁度（图像列版1）的描写。

与一个特定的极限值起的夹杂物含量成比例的参数，可分别用氧化和硫化部分或作为总值计算。

同样也可以计算最大值。

1.2 经商定本标准也可用于其他钢。

对于无碳钢和不锈钢，无变化钢要注意其特点（见5.4节）。

1.3 标准适用表1和图1中列举的、改型的截面。

对于以板和带形式的平面物和其他小厚度物件，以及非直线纹路的铸件，要注意特点和协定来取样和评价。

1.4 对于硫化物形式夹杂的钢要准备钢铁检验书1575，注意硫化物长度与宽度的比。

1.5 对于“自动钢”形状、大小和非金属夹杂物的分布应用钢铁检验书1572－自动钢对硫化物、带图像列1）非金属夹杂物的显微检验。

1.6 确定最高含量和判定非金属夹杂物以致部件的可用性不是本标准范围。

这根据材料标准或供货条件。

1）联系Stahleisen mbH出版社，信箱8229，4000 Duesseldorf2 概念2.1 非金属夹杂物按照本标准判定的非金属夹杂物可能有：钢特有的组成部分硫化物或氧化物成分、与炉、锅和浇铸线路的非金属外层融化物接触、被空气氧化或接触渣子表面，也有脱氧化和有意加入硫的产物。

非金属夹杂物的种类、大小、形状和量由钢种类、其融化和浇铸过程、脱氧化方法、浇铸箱或铸坯的尺寸变形度决定。

钢中非金属夹杂物的测定K值评定法1范围本标准规定了钢中非金属夹杂物K法显微检验的试验方法，用以对钢中以硫化物和氧化物形式存在的非金属夹杂物的检验，用与夹杂物的含量成正比的参数值来表征钢中夹杂物水平。

参数值的计算与夹杂物的类型、大小、出现频次有关，自规定的夹杂物等级大小开始，参数值可分别按氧化物、硫化物的含量以及两类夹杂物的总含量予以计算。

本标准适用于各类优质钢，对于扁平钢材，如薄规格钢板、钢带以及锻造方向不呈直线的锻件必须考虑其特点，并对取样方式和评定达成协议。

根据供需双方协议，也可用于其他钢种。

本标准仅作为推荐性试验方法，不规定被检钢种是否合格。

2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

DIN50602-1985Microscopic examination of special steels using standard diagram to assess the content of non-metallic inclusionsGB/T18876.1应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的标准试验方法第1部分：钢和其他金属中夹杂物或第二相含量的图像分析与体视学测定GB/T18876.2应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的标准试验方法第2部分：钢中夹杂物级别的图像分析与体视学测定GB/T10561钢中非金属夹杂物含量的测定方法GB/T13298金属显微组织检验方法3术语和定义GB/T30067以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1非金属夹杂物按本标准评定的非金属夹杂物分为氧化物和硫化物，包括炼钢过程中产生的内生夹杂物以及钢中浇注过程中带来的外来夹杂物。

3.2显微夹杂物在金相磨片上它们的最大面积为0.03mm2，此面积限值相当于在放大100倍的金相显微镜下夹杂物长100mm、宽3mm，考虑到相同面积的夹杂物由于不同的变形程度，相应有不同的长宽比，所以上述长度和宽度可能更短些或更长些。

国外钢中非金属夹杂物检验标准解析ISO非金属夹杂物检验标准（1）ISO 4967:2013ISO 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。

（2）ISO 9341-1996ISO 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。

美国非金属夹杂物检验标准（1）ASTM B796-2014ASTM 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。

（2）ASTM E45-2013ASTM 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。

（3）ASTM E1122-1996ASTM 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。

钢中非金属夹杂物含量的测定-标准评级图显微检验法介绍(续)何群雄,孙时秋3.6 “5夹杂物含量的测定”3.6.1 视场形状和尺寸采用显微方法进行对比评定法时,视场的形状和大小是一个不可忽视的参数,必须在标准中予以明确规定,原国标GB/T 10561-1989标准中规定,无论投影法还是直接观察法,均采用实际视场直径为0.80mm(实际面积为0.50mm )的圆形视场。

而新标准规定,夹杂物评定的视场应为边长为0.71mm(实际面积为0.50mm )的正方形视场。

通常按A法(最恶劣视场)评定时,视场形状的变化不会对夹杂物的评级有很大的影响,也许仅对个别的的超长尺寸的夹杂物可能会有些区别,但按B法评定时,要保证进行逐个视场评定而不漏局部的区域,实现逐个视场相接,则正方形视场要优越得多,考虑与国际接轨,并符合等同采用ISO 4967:1998的原则,新标准采用面积为0.50 mm 的正方形视场。

3.6.2 关于放大倍率由于评级图谱和各级别的长度界限值均为100倍下所规定的,故新标准规定应在100倍下进行观察,当采用投影法时,必须保证在毛玻璃上放大100±2倍,如果直接用目镜观察,则必须在适当位置上放置试验网格,以使检验的面积为0.50 mm ,而改变了原GB/T 10561-1989的直接观察法的放大倍率可略有变化(90～100),仲裁时必须放大100倍的规定。

3.6.3 夹杂物的评定方法新标准规定有两种评定方法:①A法(即最恶劣视场法),A法系对被检试样抛光面上的夹杂物最严重的视场进行评级,评级按每类夹杂物的粗系和细系进行评定。

②B法,B法系对被检试样抛光面上的每个视场按每类夹杂物的粗系或细系进行评级。

为此,检验时必须连续地移动视场,保持每个视场相接,而不是随机选择视场。

但是为了降低检验费用和检验工作量,允许减少所检验的视场数,或者采用一种使视场分布符合一定规律,而对试样作局部检验的方案。

然而,不论采用减少检验视场数或采用按一定分布规律的视场检验,均应事先协商一致。

第２９卷第２期２０１９年４月㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽冶金科技职业学院学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｈｕｉＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｙａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.２９.Ｎｏ.２Ａｐｒ.２０１９图像分析法在ＤＩＮ５０６０２－Ｋ法夹杂物检测中的应用研究杨㊀峥ꎬ牟祖茂ꎬ王德宝ꎬ徐㊀辉(马钢股份公司技术中心㊀安徽马鞍山㊀２４３０００)摘㊀要:主要讨论图像分析法在ＤＩＮ５０６０２Ｋ法夹杂物检测中的应用ꎬ其过程是通过对图像灰度的识别对夹杂物进行分类和提取ꎬ并计算夹杂物的面积ꎬ确定夹杂物种类及级别ꎬ最终得到试样的夹杂物总参数值ꎮ关键词:ＤＩＮ５０６０２ꎻＫ法ꎻ夹杂物ꎻ图像灰度中图分类号:ＴＧ１１５.２１＋３㊀文献标识码:Ａ㊀文章编号:１６７２－９９９４(２０１９)０２－００４４－０３收稿日期:２０１９－０３－２０作者简介:杨㊀峥(１９７２－)ꎬ女ꎬ马钢股份公司技术中心ꎬ高级工程师ꎮ㊀㊀ＤＩＮ＿５０６０２是一个用于优质钢非金属夹杂物检测的标准ꎮＫ法是其中一个用于对非金属夹杂物进行统计分析的方法ꎬ以与夹杂物的含量成正比的参数值来表征非金属夹杂物的微观清洁度ꎬ参数值的计算与夹杂物的类型㊁大小㊁出现频次有关ꎮ根据标准要求ꎬ需对一套６个试样ꎬ每个试样不小于１００ｍｍ２的检测面进行检测ꎬ在规定的放大倍数下ꎬ对每个视场的夹杂物进行分类并评级ꎬ并按照标准给出的计算方法ꎬ对所有评级结果进行统计分析ꎬ最终得出试样的微观清洁度指标 硫化物(Ｓ:)和氧化物(Ｏ:)的总参数㊁全总参数ꎮ㊀㊀由上可见ꎬ用人工检测的方式完成一套Ｋ法试样检测的工作量是比较大的ꎬ基于ＤＩＮ＿５０６０２标准对夹杂物评级的基础是夹杂物面积ꎬ利用计算机技术提取并计算夹杂物的面积大小十分方便ꎬ因此用计算机代替人工进行ＤＩＮ＿５０６０２Ｋ法夹杂物检测是可行的ꎮ㊀㊀现主要讨论图像分析法在ＤＩＮ５０６０２Ｋ法夹杂物检验中的应用ꎬ其过程是通过对图像灰度的识别对夹杂物进行分类和提取ꎬ并计算夹杂物的面积ꎬ最终达到确定夹杂物种类及级别的目的ꎮ１㊀图像分析法试验原理㊀㊀根据«ＧＢＴ１８８７６.１－２００２应用自动图像分析测定钢和其它金属中金相组织㊁夹杂物含量和级别的标准试验方法第１部分:钢和其它金属中夹杂物或第二相组织含量的图像分析与体视学测定»及«ＡＳＴＭＥ１２４５－２０００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»等标准规定ꎬ应用自动图像分析法对钢中非金属夹杂物的基本形貌特征进行测定时ꎬ需要对检测的氧化物㊁硫化物等夹杂进行与基体的分离ꎬ这种分离是通过使氧化物或硫化物达到特定的灰度值域并设定夹杂物灰度门槛值来实现的ꎮ夹杂物灰度门槛值就是某类夹杂物灰度值域的范围ꎬ根据灰度门槛值可以对不同种类的夹杂物进行提取以便进行定量分析ꎮ２㊀试验过程与结果２.１㊀试样的制备㊀㊀根据标准规定ꎬ试样检测面平行于材料的主延伸方向ꎬ这样可以准确的表现非金属夹杂物的长度延伸ꎮ在试样研磨时ꎬ保证夹杂物不被断开或改变形状ꎬ没有研磨或抛光剂的小颗粒被嵌入试样表面ꎬ以免影响计算机对夹杂物的提取与判断ꎮ２.２㊀试验设备㊀㊀试验采用蔡司ＡｘｉｏＩｍａｇｅｒＭ２ｍ显微镜ꎬ该显微镜配备电动马达台ꎬ可Ｘ㊁Ｙ方向自动扫描操作ꎬ实现检测视场图片的自动采集ꎮＡｘｉｏＶｉｓｉｏｎ４图像控制分析软件可根据设定的灰度对夹杂物进行提取ꎬ根据夹杂物的形状进行分类ꎬ并分别计算各类夹杂物面积并评级ꎮ２.３㊀夹杂物灰度阈值的设置㊀㊀参考ＡＡＲＭ１０７－２０８－２０１７标准ꎬ在０－２５６灰度范围的试样上ꎬ设置试样中孔洞的灰度阈值为０－３９㊁氧化物的灰度阈值为４０－８７㊁硫化物的灰度阈值为８８－１７９ꎬ调整显微镜的亮度㊁衬度㊁饱和度㊁曝光时间等参数ꎬ以使采集图片上氧化物和硫化物夹杂物灰度落在该阈值范围内ꎬ使计算机能准确对夹杂物进行提取㊁分类和面积计算ꎮ２.４㊀夹杂物级别的设定㊀㊀ＤＩＮ＿５０６０２标准评定夹杂物级别时以夹杂物的面积大小为唯一评定原则ꎬ夹杂物面积翻倍ꎬ夹杂物级别也将增大一级ꎮ因此ꎬ参考标准中对不同等级夹杂物长度与宽度以及直径的定义ꎬ我们对图像分析法中不同级别夹杂物对应的面积做了规定ꎬ见表１ꎮ大于级别８的统一定义为９级ꎮ表１㊀图像分析法非金属夹杂物等级评定标准夹杂物等级ｎ最小面积μｍ２最大面积μｍ２０６４１３３１１３３２８４２２８４５７３３５７３１１３４４１１３４２２０６５２２０６４５３６６４５３６９５０３７９５０３１７６７１８１７６７１３４６３６２.５㊀Ｋ法典型夹杂物人工检验与自动化检验评定结果差异性对比分析㊀㊀挑选具有代表性的夹杂物视场ꎬ依照ＤＩＮ５０６０２标准要求ꎬ首先对标准视场按照ＤＩＮ５０６０２标准中评级要求进行人工检测评级ꎬ随后对同一视场拍照后采用软件检测ꎬ软件根据夹杂物灰度和夹杂物形状提取并识别夹杂物类别ꎬ再对夹杂物进行测量和级别大小的评定ꎮ通过人工检测和图像分析两种方法结果的对比ꎬ以验证图像分析法的准确性ꎮ㊀㊀通过对大量不同类别和级别夹杂物的比对试验来看ꎬ人工检测评级的结果与图像分析法评级的结果基本一致ꎬ特别是对４级及以上夹杂物的分类和评级ꎬ见图１－图４ꎮ由此ꎬ我们可以相信图像分析法对夹杂物的提取㊁分类和评级是可以替代人工检测的ꎮ图１㊀ＳＳ类夹杂物提取(４级)图２㊀ＯＡ类夹杂物提取(４级)图３㊀ＯＳ类夹杂物提取(４级)图４㊀ＯＧ类夹杂物提取(４级)２.６㊀应用实例㊀㊀在用图像分析法进行大量典型夹杂物检测㊁评级的基础上ꎬ开展了某５５Ｃｒ３弹簧钢Ｋ３的检测ꎬ其典型夹杂物形态见图５ꎮ图５㊀５５Ｃｒ３弹簧钢典型夹杂物形态㊀㊀通过图像分析法和人工检测法对一套６个试样㊁共１４７０ｍｍ２检测面积进行自动分析后ꎬ得到如表１的检测结果ꎬ其全总参数值为２９.４ꎬ与人工检测得到的全总参数２８.５ꎬ误差为３％ꎮ３㊀结语㊀㊀利用图像分析法进行ＤＩＮ５０６０２Ｋ法夹杂物检验是可行的ꎬ且具有检测速度快ꎬ效率高ꎬ检测结５４总第８４期㊀㊀㊀㊀㊀杨㊀峥ꎬ牟祖茂ꎬ王德宝ꎬ等:图像分析法在ＤＩＮ５０６０２－Ｋ法夹杂物检测中的应用研究果不受检测人员能力㊁经验等客观因素影响的优点ꎬ是一种适合在相关岗位推广使用的检测方法ꎮ表２㊀弹簧钢５５Ｃｒ３夹杂物Ｋ法检验结果试样编号分析面积/ｍｍ２夹杂物类型夹杂物标号与数量乘积和第一中间和夹杂物标号与数量乘积和第一中间和３４５６７８３４５６７８系数ｆｇ系数ｆｇ０.５１２５１０２０Ｓ∗)Ｏ∗)０.５１２５１０２０Ｓ∗)Ｏ∗)１２４５ＳＳＯＡＯＳＯＧ１８－－－５－－－－－－－－－－－－－－－－－－－１４０１６－－－５－－－－－－－－－－－－－－－－－－－１３０２２４５ＳＳＯＡＯＳＯＧ１６１－－１－－－－－－－－－－－－－－－－－－－９０.５１４１－－２－－－－－－－－－－－－－－－－－－－９０.５３２４５ＳＳＯＡＯＳＯＧ１１－－１１－－－－－－－－－－－－－－－－－－－６.５０.５１３－－１１－－－－－－－－－－－－－－－－－－－７.５０.５４２４５ＳＳＯＡＯＳＯＧ７－－２２－－－－－－－－－－－－－－－－－－－５.５１８－－２１－－－－－－－－－－－－－－－－－－－５１５２４５ＳＳＯＡＯＳＯＧ７－－１１－－－－－－－－－－－－－－－－－－－４.５０.５５－－１１－－－－－－－－－－－－－－－－－－－３.５０.５６２４５ＳＳＯＡＯＳＯＧ１１－１－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－０.５１２－－１－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－１０.５面积总和１４７０第２中间和Ｓ:４０Ｏ:３.５第２中间和Ｓ:３９Ｏ:３第３中间和Ｋ３∗∗):总参数２７２.４第３中间和Ｋ３２６.５２.０全总参数２９.４全总参数２８.５参考文献[１]㊀王燕ꎬ刘淑新.图像分析在定量测定钢中非金属夹杂物的应用.物理测试ꎬ２０１２(４):３１－３５.[２]㊀张鹏远ꎬ隋晓红ꎬ王晓峰ꎬ金星.国标与德标夹杂物评定方法的比较.鞍钢技术ꎬ２０１４(５):７－９ꎬ２２.[３]㊀刘丽.浅析ＤＩＮ５０６０２与ＧＢ１０５６１的异同.[Ｃ]中国内燃机学会第四届青年学术年会论文集ꎬ２００６:４５－４７.[４]㊀ＤＩＮ５０６０２Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｐｅｃｉａｌｓｔｅｅｌｓｕ￣ｓｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄｄｉａｇｒａｍｓｔｏａｓｓｅｓｓｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｎｏｎ－ｍｅｔａｌｌｉｃｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ.ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＩｍａｇｅＡｎａｌｙｓｉｓｉｎＩｎｃｌｕｓｉｏｎＤｅｔｅｃｔｉｏｎｂｙＤＩＮ５０６０２－ＫＭｅｔｈｏｄＹＡＮＧＺｈｅｎｇꎬＭＯＵＺｕ－ｍａｏꎬＷＡＮＧＤｅ－ｂａｏꎬＸＵＨｕｉ㊀㊀Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｉｎｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｍａｇｅａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｉｎｉｎｃｌｕｓｉｏｎｄｅｔｅｃ￣ｔｉｏｎｂｙＤＩＮ５０６０２Ｋ－ｍｅｔｈｏｄ.Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｓｔｏｃｌａｓｓｉｆｙａｎｄｅｘｔｒａｃｔｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｂｙｒｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇｔｈｅｇｒａｙｌｅｖｅｌｏｆｉｍａｇｅꎬｔｈｅｎｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅａｒｅａｏｆｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓꎬｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｔｙｐｅａｎｄｇｒａｄｅｏｆｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓꎬａｎｄｆｉｎａｌｌｙｇｅｔｔｈｅｔｏｔａｌｉｎｄｅｘｏｆｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ.㊀㊀Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＤＩＮ５０６０２ꎻＫ－ｍｅｔｈｏｄꎻＩｎｃｌｕｓｉｏｎꎻＧｒａｙｌｅｖｅｌｏｆｉｍａｇｅ６４ 安徽冶金科技职业学院学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１９年第２期。

钢中非金属夹杂物标准图谱及评定方法的发展动态栾燕(冶金部信息标准研究院北京100730)摘要阐述了评定钢中非金属夹杂物是研究金属结构与内在质量的一种重要方法,尤其是非金属夹杂物的显微评定方法。

介绍了最新修订的ISO4967 - 1998 及美国ASTME45 - 97 标准内容,并结合该标准对各项指标进行了对比分析。

关键词钢非金属夹杂物标准动态评定钢中非金属夹杂物是研究金属结构与内在质量的一种重要方法,尤其是非金属夹杂物的显微评定方法,更是各国冶金学者长期研究课题。

随着显微设备和电子金相技术的发展,用自动图像仪及软件评定钢中非金属夹杂物的方法已经愈来愈多地用于科学研究和生产检验。

美国金属材料协会(ASTM) 已经制定了2 个标准:ASTM E1122 和ASTM E1245 。

但是,应用光学显微镜测定钢中非金属夹杂物的标准图谱评级方法,无论是过去还是现在都在被最广泛采用。

最新修订发布的国际标准ISO4967 - 1998《用标准图谱评定钢中非金属夹杂物的显微方法》和美国ASTM E45 - 97《钢中非金属夹杂物含量测定方法》对标准图谱及评定方法都做了较大修改,较好地解决了用光学显微镜评定钢中非金属夹杂物含量存在的一系列问题,使标准图谱及评定方法日趋完善。

美国ASTM E45 标准的历史最早、内容最多、使用最广,在国际上也影响最大。

该标准于1942 年首次发布时,就将J K(Jernkontoret) 图作为它的图Ⅰ,后经1947 年、1963 年、1976 年、1981 年、1985 年、1987年、1989 年、1995 年和1997 年九次修订,使标准日趋完善。

ASTM E45 - 97 内容较全,包括宏观检验法和显微检验法。

宏观检验法有酸浸低倍检验、断口检验、塔形检验和磁粉检;显微检验法根据其具体检验方法不同又分为A 法、B 法、C 法、D 法和E 法。

该标准附有图Ⅰ- r 和图Ⅱ两套评级图,图Ⅰ- r 是原J K 图和修改的J K图合并后制作的;图Ⅱ是采用美国汽车工程师学会SAE J 422a 的标准图谱,主要用于渗碳轴承钢。