钢中夹杂物等级判定标准(一)

ASTM E45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（ ASTME1122 ）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 。

摘要：根据钢中非金属夹杂物的来源和分类，综述了鉴定钢中非金属夹杂物的方法和定量评级标准，并且给出了典型夹杂物的扫描电镜照片，分析了不同类型夹杂物的形成机理及其在光学显微镜下的基本特征。

随着现代工程技术的发展，对钢的综合性能要求也日趋严格，相应地对钢的材质要求了越来越高。

非金属夹杂物作为独立相存在于钢中，破坏了钢基体的连续性，加大了钢中组织的不均匀性，严重影响了钢的各种性能。

例如，非金属夹杂物导致应力集中，引起疲劳断裂；数量多且分布不均匀的夹杂物会明显降低钢的塑性、韧性、焊接性以及耐腐蚀性；钢中呈网状存在的硫化物会造成热脆性。

因此，夹杂物的数量和分布被认定是评定钢材质量的一个重要指标，并且被列为优质钢和高级优质钢出厂的常规检测项目这一。

非金属夹杂物的性质、形态、分布、尺寸及含量不同，对钢性能的影响也不同。

所以提高金属材料的质量，生产出洁净钢，或控制非金属夹杂物性质和要求的形态，是冶炼和铸锭过程中的一个艰巨任务。

而对于金相分析工作者来说，如何正确判断和鉴定非金属夹杂笺也因此变得十分重要。

1 钢中非金属夹杂物的来源分类1．1 内生夹杂物钢在冶炼过程中，脱氧反应会产生氧化物和硅酸盐等产物，若在钢液凝固前未浮出，将留在钢中。

溶解在钢液中的氧、硫、氮等杂质元素在降温和凝固时，由于溶解度的降低，与其他元素结合以化合物形式从液相或固溶体中析出，最后留在钢锭中，它是金属在熔炼过程中，各种物理化学瓜形成的夹杂物。

内生夹杂物分布比较均匀，颗粒也较小，正确的操作和合理的工艺措施可以减少其数量和改变其成分、大小和分布情况，但一般来说是不可避免的。

1．2 外来夹杂物钢在冶炼和浇注过程中悬浮在钢液表面的炉渣、或由炼钢炉、出钢槽和钢包等内壁肃落的耐火材料或其他夹杂物在钢液凝固前未及时清除而留于钢中。

它是金属在熔炼过程中与外界物质接触发生作用产生的夹杂物。

如炉料表面的砂土和炉衬等与金属液作用，形成熔渣而滞留在金属中，其中也包括加入的熔剂。

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 。

宝钢金属夹杂标准
宝钢金属夹杂标准主要涉及以下几个方面：
1. 夹杂物分类：根据夹杂物的性质和形态，宝钢金属将其分为以下几类：A类（金属氧化物）、B类（非金属氧化物）、C类（金属硫化物）、D类（非金属硫化物）和E类（其他夹杂物）。

2. 夹杂物等级：宝钢金属夹杂物等级分为五个级别，分别为：I级（清洁度最高）、II级（清洁度较高）、III级（清洁度一般）、IV级（清洁度较低）和V级（清洁度最低）。

3. 夹杂物检测方法：宝钢金属采用以下几种方法检测夹杂物：光学显微镜观察、扫描电子显微镜（SEM）观察、X射线衍射（XRD）分析、能谱分析（EDS）等。

4. 夹杂物控制要求：宝钢金属在生产过程中，对各类夹杂物含量有一定的控制要求。

例如，对于氧化物夹杂，要求其总量不超过某一限值；对于硫化物夹杂，要求其形态和分布满足一定要求等。

5. 夹杂物去除和减少措施：为了提高金属产品的纯净度，宝钢金属采取了一系列去除和减少夹杂物的措施，如：选用高品质原料、优化冶炼工艺、严格控制浇注温度和冷却速度、采用净化剂净化金属液等。

这些标准旨在确保宝钢金属产品的质量和性能，满足国内外市场的需求。

同时，宝钢金属也不断研究和探索新的夹杂物控制技术，以进一步提高产品竞争力。

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。

ASTM E45-2005 钢中夹杂物含量的评定方法本标准按E45标准颁布发行。

代号后所紧跟的数字表示最初的采用年份，如果是修订本，则表示过去最近一次修的年份。

圆括号里的数字表示过去最近一次重新批准的年份。

本标准经国防部批准发布。

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。

宏观试验法包括低倍腐蚀、断口、台阶和磁粉法。

显微试验法通常包括5种检测。

依据夹杂物形状而不以化学特点，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 本标准介绍了依据显微试验方法A和方法D，使用JK评级图评定夹杂物的程序。

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 该标准以国际单位制规定的单位为标准单位，圆括号里的内容为转化的近似值。

1.6 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：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 金相显微检测术语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 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E1444 磁粉探伤法的操作规程E 1951 光电子显微镜和扫描电镜操作指南2.2 SAE标准：AMS 2300，高级飞行性能钢的清洁度：磁粉检测程序AMS 2301，飞行性能钢的清洁度：磁粉检测程序AMS 2303，飞行性能钢的清洁度：耐腐蚀马氏体钢磁粉检测程序AMS 2304，特种飞行性能钢的清洁度：磁粉检测程序2.32.4 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 。

摘要：根据钢中非金属夹杂物的来源和分类，综述了鉴定钢中非金属夹杂物的方法和定量评级标准，并且给出了典型夹杂物的扫描电镜照片，分析了不同类型夹杂物的形成机理及其在光学显微镜下的基本特征。

随着现代工程技术的发展，对钢的综合性能要求也日趋严格，相应地对钢的材质要求了越来越高。

非金属夹杂物作为独立相存在于钢中，破坏了钢基体的连续性，加大了钢中组织的不均匀性，严重影响了钢的各种性能。

例如，非金属夹杂物导致应力集中，引起疲劳断裂；数量多且分布不均匀的夹杂物会明显降低钢的塑性、韧性、焊接性以及耐腐蚀性；钢中呈网状存在的硫化物会造成热脆性。

因此，夹杂物的数量和分布被认定是评定钢材质量的一个重要指标，并且被列为优质钢和高级优质钢出厂的常规检测项目这一。

非金属夹杂物的性质、形态、分布、尺寸及含量不同，对钢性能的影响也不同。

所以提高金属材料的质量，生产出洁净钢，或控制非金属夹杂物性质和要求的形态，是冶炼和铸锭过程中的一个艰巨任务。

而对于金相分析工作者来说，如何正确判断和鉴定非金属夹杂笺也因此变得十分重要。

1 钢中非金属夹杂物的来源分类1．1 内生夹杂物钢在冶炼过程中，脱氧反应会产生氧化物和硅酸盐等产物，若在钢液凝固前未浮出，将留在钢中。

溶解在钢液中的氧、硫、氮等杂质元素在降温和凝固时，由于溶解度的降低，与其他元素结合以化合物形式从液相或固溶体中析出，最后留在钢锭中，它是金属在熔炼过程中，各种物理化学瓜形成的夹杂物。

内生夹杂物分布比较均匀，颗粒也较小，正确的操作和合理的工艺措施可以减少其数量和改变其成分、大小和分布情况，但一般来说是不可避免的。

1．2 外来夹杂物钢在冶炼和浇注过程中悬浮在钢液表面的炉渣、或由炼钢炉、出钢槽和钢包等内壁肃落的耐火材料或其他夹杂物在钢液凝固前未及时清除而留于钢中。

它是金属在熔炼过程中与外界物质接触发生作用产生的夹杂物。

如炉料表面的砂土和炉衬等与金属液作用，形成熔渣而滞留在金属中，其中也包括加入的熔剂。

ASTM E45-2005 钢中夹杂物含量的评定方法本标准按E45标准颁布发行。

代号后所紧跟的数字表示最初的采用年份，如果是修订本，则表示过去最近一次修的年份。

圆括号里的数字表示过去最近一次重新批准的年份。

本标准经国防部批准发布。

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。

宏观试验法包括低倍腐蚀、断口、台阶和磁粉法。

显微试验法通常包括5种检测。

依据夹杂物形状而不以化学特点，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 本标准介绍了依据显微试验方法A和方法D，使用JK评级图评定夹杂物的程序。

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 该标准以国际单位制规定的单位为标准单位，圆括号里的内容为转化的近似值。

1.6 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：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 金相显微检测术语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 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E1444 磁粉探伤法的操作规程E 1951 光电子显微镜和扫描电镜操作指南2.2 SAE标准：AMS 2300，高级飞行性能钢的清洁度：磁粉检测程序AMS 2301，飞行性能钢的清洁度：磁粉检测程序AMS 2303，飞行性能钢的清洁度：耐腐蚀马氏体钢磁粉检测程序AMS 2304，特种飞行性能钢的清洁度：磁粉检测程序2.32.4 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 。