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

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评级图级别A 总长度μmB 总长度μm 17 77 184 343 555 822 （＜1147）C 总长度μm 18 76 176 320 510 746 （＜1029）D 数量个 1 4 9 16 25 36 （＜49）DS 直径μｍ 13 19 27 38 53 76 （＜107）i0.5 1 1.5 2 2.5 337 127 261 436 649 898 （＜1181）注：D 类夹杂物的最大尺寸定义为直径类别最小宽度μm细系最大宽度μm 4 9 5 8最小宽度μm ＞4 ＞9 ＞5 ＞8粗系最大宽度μm 12 15 12 13A B C D2 2 2 3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。

ASTM E45-05 钢中夹杂物含量的评定方法1 范围1.1 本标准的试验方法为测定锻钢中非金属夹杂物含量的方法。

宏观试验法包括微蚀、断口、台阶和磁粉法。

显微试验法通常包括5种检测。

根据夹杂物形状而不是化学特点，显微法将夹杂物划分为不同类型。

这里主要讨论了金相照相技术，它允许形状类似的夹杂物之间略有不同。

这些方法在主要用来评定夹杂物的同时，某些方法也可以评估诸如碳化物、氮化物、碳氮化物、硼化物和金属间化合物的组成。

除了钢以外，其它合金在有些情况下也可以应用这些方法。

根据这些方法在钢中的应用情况，将分别给予介绍。

1.2 本标准适用于人工评定夹杂物含量。

其他ASTM标准介绍了用JK评级图的自动法（ASTM E1122 ）和图像分析法（ASTM E1245 ）。

1.3 按照钢的类型和性能要求，可以采用宏观法或显微法，也可以将二者结合起来，以得到最佳结果。

1.4 这些试验方法仅仅为推荐方法，对任何级别的钢而言，这些方法都不能作为合格与否的判据。

1.5 本标准未注明与安全相关的事项，如果有的话，也只涉及本标准的使用。

标准使用者应建立适当的安全和健康操作规程，并且在使用标准前应确定其适用性。

2 参考文献2.1 ASTM标准：A 295 高碳耐磨轴承钢技术条件A 485 强淬透性耐磨轴承钢技术条件A 534 耐磨轴承用渗碳钢技术条件A 535 特种性能的滚珠和滚柱轴承钢技术条件A 756 耐磨轴承用不锈钢技术条件A 866 耐磨轴承用中碳钢技术条件D 96 用离心法分离原油中水和沉淀物的试验方法E 3 制备金相试样指南E 7 金相显微镜术语E 381 钢棒，钢坯，钢锭和锻件的宏观试验法E 709 磁粉检测指南E 768 自动测定钢中夹杂物的试样的制备和评定操作规程E 1122 用自动图像分析法获得JK夹杂物等级的操作规程E 1245 用自动图像分析法确定金属中夹杂物或第二相含量的操作规程2.2 SAE标准：J421，磁粉法测定钢的清洁度等级J422，钢中夹杂物评定的推荐操作规程2.3 航空材料技术条件2300，高级飞行性能钢的清洁度：磁粉检测程序2301，飞行性能钢的清洁度：磁粉检测程序2303，飞行性能钢的清洁度：耐腐蚀马氏体钢磁粉检测程序2304，特种飞行性能钢的清洁度：磁粉检测程序2.4 ISO标准：ISO 3763，锻钢——非金属夹杂物的宏观评定法ISO 4967，钢——使用标准图谱的非金属夹杂物显微评定方法2.5 ASTM附加标准：钢中夹杂物评级图Ⅰ-r和评级图Ⅱ低碳钢的4张显微照片3 术语3.1 定义：3.1.1 本标准中用到的定义，见ASTM E7 。

738材料的非金属夹杂物标准
对于738材料，其非金属夹杂物标准主要参考GB/T 14957-2015《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》。

这个标准规定了钢中非金属夹杂物的分类、取样、评级原则等。

在该标准中，非金属夹杂物被分为A、B、C、D四类，分别对应不同的夹杂物形态和含量。

具体分级如下：
- A类：氧化物夹杂，包括Al2O3、MnO、FeO、MnS等；
- B类：硫化物夹杂，主要是MnS；
- C类：硅酸盐夹杂，如CaS、CaO等；
- D类：氮化物夹杂，如NbN、VN等。

评级时，需要根据光学显微镜下的观察，按照夹杂物的数量、大小、形状和分布等因素进行综合评定。

评级结果用数字表示，数字越小，表示非金属夹杂物含量越高，钢材的质量越低。

对于738材料的具体非金属夹杂物含量，需要根据实际的检测结果来确定。

一般来说，优质的钢材中非金属夹杂物
含量应该尽量低，以保证钢材的性能和质量。

需要注意的是，这里提供的信息仅供参考，实际应用时还需要根据具体的工艺条件和需求，参照相关标准进行检测和评定。

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)【最新资料】【优秀】(文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用,可编辑推荐下载）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”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。

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。

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。

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。

钢中非金属夹杂物含量测定方法最新国家标准摘要：对比分析了2005年修订发布的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》与原GB/T10561-1989《钢中非金属夹杂物的显微评定方法》的区别。

修订后的新标准于2005年5月13日发布、2005年10月1日正式实施。

关键词：钢；非金属夹杂物；测定方法；国家标准Abstract:钢材是模具行业使用十分广泛的金属材料。

研究表明，钢中非金属夹杂物对钢的承载能力、塑性、冲击韧性及耐蚀性等都产生不利影响。

因此，一些重要的钢制零部件和模具，需要对钢中非金属夹杂物的含量加以限制。

作为规范钢中非金属夹杂物含量检验方法的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》是一项钢材生产与使用企业常用的国家标准。

该标准等同采用ISO4967：1998《钢中非金属夹杂物含量的测定——评级图显微检验法》，代替原GB/T10561-1989《钢中非金属夹杂物的显微评定方法》，于2005年5月13日发布、2005年10月1日正式实施。

贯彻执行该项新标准，可以使我国钢中非金属夹杂物含量的检验评定方法与国际完全接轨。

1 采标程度本次修订，提高了采用国际标准的程度。

1989年版标准是等效采用国际标准，而新标准则是等同采用国际标准。

即直接由相应国际标准翻译而来，只做了个别的编辑性修改。

和国际标准最大不同点，就是增加了资料性附录NA。

该附录给出了制取试样时的注意点等。

供参考。

2 标准名称本次修订，标准名称由原来的《钢中非金属夹杂物显微评定方法》修改为《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》。

修改后的标准名称与相应国际标准的名称是基本一致的。

修改的原因，一是考虑到等同采用国际标准，标准名称也应与相应的国际标准的名称保持一致。

二是原标准名称范围过大，没有准确概括本标准的内容范围。

目前，用显微方法评定夹杂物含量，除了用标准评级图评定这一人工方法外，还有自动图像分析法。

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。

钢中非金属夹杂物含量测定方法最新国家标准摘要：对比分析了2005年修订发布的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》与原GB/T10561-1989《钢中非金属夹杂物的显微评定方法》的区别。

修订后的新标准于2005年5月13日发布、2005年10月1日正式实施。

关键词：钢；非金属夹杂物；测定方法；国家标准Abstract:钢材是模具行业使用十分广泛的金属材料。

研究表明，钢中非金属夹杂物对钢的承载能力、塑性、冲击韧性及耐蚀性等都产生不利影响。

因此，一些重要的钢制零部件和模具，需要对钢中非金属夹杂物的含量加以限制。

作为规范钢中非金属夹杂物含量检验方法的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》是一项钢材生产与使用企业常用的国家标准。

该标准等同采用ISO4967：1998《钢中非金属夹杂物含量的测定——评级图显微检验法》，代替原GB/T10561-1989《钢中非金属夹杂物的显微评定方法》，于2005年5月13日发布、2005年10月1日正式实施。

贯彻执行该项新标准，可以使我国钢中非金属夹杂物含量的检验评定方法与国际完全接轨。

1 采标程度本次修订，提高了采用国际标准的程度。

1989年版标准是等效采用国际标准，而新标准则是等同采用国际标准。

即直接由相应国际标准翻译而来，只做了个别的编辑性修改。

和国际标准最大不同点，就是增加了资料性附录NA。

该附录给出了制取试样时的注意点等。

供参考。

2 标准名称本次修订，标准名称由原来的《钢中非金属夹杂物显微评定方法》修改为《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》。

修改后的标准名称与相应国际标准的名称是基本一致的。

修改的原因，一是考虑到等同采用国际标准，标准名称也应与相应的国际标准的名称保持一致。

二是原标准名称范围过大，没有准确概括本标准的内容范围。

目前，用显微方法评定夹杂物含量，除了用标准评级图评定这一人工方法外，还有自动图像分析法。

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。

钢中非金属夹杂物等级和分类根据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》标准规定如下：
A类：硫化物类夹杂物，由于它具有高的延展性，一般以单个细长的灰色夹杂物为常见类型，两端呈圆角状态。

B类：氧化铝类夹杂物，大多数没有变形，带角的，形态比小（一般﹤3 um），呈不规则的椭圆状，在金相显微镜下为黑色或蓝色的颗粒，沿钢材轧制方向排成一排，一排至少有3个以上颗粒组成。

C类：硅酸盐类夹杂物，具有较高的延展性，有较宽范围的形态比（一般≥3 um），其颜色呈黑色或深灰色夹杂，形态细长，一般头部呈锐角。

D类：球状氧化物类夹杂物，不易变形，带角或圆形状，形态比小（一般﹤3 um），是黑色或蓝色的，无规则分布的颗粒，这类夹杂物的组成比较多样复杂，有单相夹杂物，也有多相夹杂物，在金相显微镜下可见分布比较弥散。

DS类：为单颗粒的圆形球状夹杂物，直径较大，一般≥13um。

钢中非金属夹杂物含量高，尺寸大是造成紧固件冷镦开裂的一个重要原因，尤其是非金属夹杂物中B类和D类夹杂物，距线材表面越近危害性越大，所以要求B类夹杂物距表面2mm之内应不大于15μm。

B类和D类夹杂物一般控制在2级以内，这也可减少热处理淬火开裂的可能性，预防性。