钢中非金属夹杂物的金相检验

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 。

实验报告姓名：班级：冶金1401班学号： 20142019实验名称：钢中非金属夹杂物观察与分析实验实验日期： 2017.11.7实验：钢中非金属夹杂物观察与分析实验一、实验目的1.掌握钢的磨制方法。

2.了解球磨机的使用方法。

3.了解金相显微镜的原理及使用。

4.对钢中的非金属夹杂物进行分析。

二、实验原理。

A钢中夹杂物的分类分类方法很多，但常见的有以下四种：1．按来源分类，可分为两类：(1)外来夹杂物：耐火材料、熔渣或两者的反应产物混入钢中并残留在钢中的颗粒夹杂称为外来夹杂。

包括从炉衬或包衬、或从汤道砖、中包绝热板、保护渣进入钢水中的夹杂物（有人还将钢水二次氧化生成的夹杂物包括在内）。

这类夹杂颗粒较大，易于上浮，但在钢中，它们的出现带着偶然性且不规则。

(2)内生夹杂物：在冶炼、浇注和凝固过程中，钢液、固体钢内进行着各种化学反应，对于在冶炼过程中所形成的化合物、脱氧时产生的脱氧产物、或在钢水凝固过程产生的化合物，当这些化合物来不及从钢水中彻底排出而残存在钢中者，叫做内在的非金属夹杂物。

内生夹杂物形成的时间可分为四个阶段：①一次夹杂（原生夹杂）：钢液脱氧反应时生成的脱氧产物；②二次夹杂：在出钢和浇注过程中温度下降平衡移动时生成的夹杂物；③三次夹杂（再生夹杂）：凝固过程中生成的夹杂；④四次夹杂：固态相变时因溶解度变化生成的夹杂。

一般说来外来夹杂物颗粒较大，在钢中比较集中，而内生夹杂物则与此相反。

从组成来看，内生夹杂物可以是简单组成，也可以是复杂组成；可以是单相的，也可以是多相的。

在铸坯凝固以及随后的冷却过程中，夹杂物不仅与钢基体保持平衡，而且夹杂物本身也不断发生改变，例如析出新的化合物以趋于稳定状态。

在轧制或热处理时，每次加热都为夹杂物和钢基体之间趋向平衡提供了条件，在室温下所观察到的夹杂物，实际上是经过了一系列复杂变化的结果。

2．按化学成分分类，一般分三类。

(1)氧化物：如FeO, Si02 , Al2O3等，有时它们各自独立存在，有时形成尖晶石(如MnO.Al203）或固溶体 (如FeO 和MnO)。

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检测一.概述非金属夹杂物是钢中不可避免的杂质，它的存在使金属基体的均匀连续性受到破坏。

非金属夹杂在钢中的形态、含量和分布情况都不同程度地影响着各种性能，诸如常规力学性能、疲劳性能、加工性能等。

因此，非金属夹杂物的测定与评定引起人们的普遍重视。

夹杂物的含量和分布状况等往往被认为是评定钢的冶金质量的一个重要指标，并被列为优质钢和高级钢的常规项目之一。

钢中非金属夹杂物按其来源和大小，大体可分为两大类：1.显微夹杂物或称内在夹杂物，这类夹杂物是钢冶炼和凝固过程中，由于一系列物理和化学反应所生成。

例如，在冶炼过程中，由于加入脱氧剂而形成氧化物和硅酸盐等。

这些夹杂物来不及完全上浮进入钢渣，而残留在钢液中，即为内在夹杂。

如：Al、Fe-si等脱氧剂可以形成下列夹杂：3FeO+2Al 3Fe+ Al2O32FeO+ Si SiO2+2FenFeO+mSiO2 nFeO·mSiO2nAl2O3+mSiO2 nAl2O3·mSiO2另外，钢在凝固冷却过程中，S、N等元素，由于溶解度的降低而生成硫化物、氮化物等也将残留在钢中。

2.宏观夹杂物或称外来夹杂物，这类夹杂物是在钢的冶炼或浇铸过程中，由于耐火材料等外来物混入造成。

其特点是大而无固定形状。

就对钢而言，宏观夹杂物的危害更大。

夹杂物的检验方法也有宏观检验法和显微检验法两种。

非金属夹杂物的显微检验法是指借助于金相显微镜在规定的实验条件下，检验金相试样中非金属夹杂物的方法。

该法的主要优点是可以确定夹杂物的类型、分布、数量和大小，可以发现极细小的夹杂物。

但是，由于受试样尺寸及取样位置、数量的限制。

所以显微检验法的评定结果在很大程度上存在偶然性。

往往会过分夸大细小夹杂物的重要性而将那些试样以外或检验面以外的较大夹杂物遗漏，所以，显微检验法总是与宏观检验法相辅相成、互相补充的。

如果非金属夹杂物的宏观检验对优质钢来说是必不可少的检验项目之一，那么显微检验法则是特殊用途钢（如轴承钢、重要用途的合金结构钢等）广泛采用的检验方法。

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。

0　引　言由于现代工程技术的发展对钢的强度、韧性、加工性能等要求日趋严格,所以对钢铁材质要求也越来越高。

非金属夹杂物作为独立相存在于钢中,破坏了钢基本的连续性,使钢组织的不均匀性增大。

因此钢中非金属夹杂物的存在,对钢的性能产生强烈影响。

根据非金属夹杂物的性质、形态、分布、尺寸及含量等因素的不同,对钢性能的影响也不同。

为了提高金属材料的质量,生产非金属夹杂物少的洁净钢,或控制非金属夹杂物性质和要求的形态,这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物,是十分重要的。

鉴别非金属夹杂物的工作首先是在金相显微镜下进行,利用明视场观察夹杂物的颜色、形态、大小和分布;在暗视场下观察夹杂物的固有色彩和透明度;在偏振光正交下观察夹杂物的各种光学性质,从而判断夹杂物的类型,根据夹杂物的分布情况及数量评定相应的级别,评判其对钢材性能的影响。

目前检验、研究钢中非金属夹杂物的方法很多。

有化学法、岩相法、金相法、电子探针、电子扫描法等等。

本文仅就用金相法检验钢中非金属夹杂物作一些介绍。

1　钢中非金属夹杂物的来源分类1.1　内生夹杂物它是金属在熔炼过程中,各种物理化学反应形成的夹杂物。

内生夹杂物一般来说分布比较均匀,颗粒也比较小。

1.2　外来夹杂物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。

这类夹杂物一般的特征是外形不规则,尺寸比较大。

2　钢中非金属夹杂物按化学成分分类2.1　氧化物系夹杂简单氧化物有FeO、Fe2O3、MnO、SiO2、Al2O3、MgO、Cu2O等。

在铸钢中,当用硅铁或铝进行脱氧时,SiO2和Al2O3夹杂比较党见。

Al2O3在钢中常常以球形聚集呈葡萄状。

在铝、镁合金中,夹杂主要是Al2O3和MgO。

复杂氧化物,包括尖晶石类夹杂物和各种钙的铝酸盐等,钙的铝酸盐如图1所示。

钢中非金属夹杂物的金相分析与鉴定作者：吴敏来源：《科学导报·学术》2020年第27期摘要：非金属夹杂物作为独立相存在于钢中，破坏了钢基本的连续性，使钢组织的不均匀性增大。

因此钢中非金属夹杂物的存在，对钢的性能产生强烈影响。

现代工程技术的发展对钢的强度、韧性、加工性能等要求日趋严格，所以对钢铁材质要求也越来越高。

本文通过分析钢中非金属夹杂物的来源，分布及对钢的质量的影响，对钢中非金属杂物进行分析，以供读者参考。

关键词：非金属;夹杂物;金相分析;显微鉴定一、引言当代工程技术的发展非常迅速，并且对钢的强度、韧性以及加工的性能要求逐渐增高，对刚才的质量要求也逐渐增高。

而非金属杂质作为独立的相，存在于钢材中，非金属杂质的存在导致钢的连续性遭到破坏，整体钢组织结构的不均匀性增多了，进而对于钢的性能产生了非常剧烈的影响。

而不同的非金属夹杂物的性质、形态以及尺寸等因素都不同，对于钢性能的影响也是不尽相同的。

因此为了进一步提升金属材料的质量，并且生产非金属杂物含量较少的洁净钢材，需要控制非金属的夹杂物含量，而这是冶铸过程中非常艰巨的任务，对金相的分析工作者而言也应当从鉴定和分离非金属杂质入手，提升金属材料质量。

非金属夹杂物的鉴定首先需要通过金相显微镜进行颜色、形态、大小和分布上的观察与判定，并且在暗场下整体观察夹杂物的色彩与透明度;随后在偏振光的正交情况下观察各种夹杂物的光学性质，分析夹杂物的不同类型。

同时可以依据夹杂物的分布情况和对应的数量，来评定相关的级别，判别这些非金属夹杂物对于钢材的性能的影响。

当前对于钢中的非金属夹杂物鉴定和处理的方法也是较多的，包括化学处理法、岩相法、金相法以及电子探针法和电子扫描法等。

本文依据金相法为基础，检验钢中的非金属夹杂物，对其展开深入的分析。

二、钢中非金属夹杂物的来源分类（一）内生夹杂物所谓内生夹杂物，是指在金属的熔炼过程中，经过各种物理和化学的反应，从而形成的夹杂物，这种夹杂物的分布一般来说也都是较为均匀的，有着较小的颗粒特点。

金相分析实验标准金相检测常用标准如下：1、钢中非金属夹杂物含量的测定（gb/t 10561-2005）2、金属平均晶粒度测定法（gb/t 6394-2002）3、钢的显微组织评定方法（gb/t 13299-1991）4、钢的脱碳层深度测定法（gb/t 224-2008）5、中碳钢与中碳合金结构钢马氏体等级（jb/t 9211-2008）6、球墨铸铁金相检验（gb 9441-88）一、钢材(１) 低倍检验1 gb/t226-1991 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法2 gb/t1979-2001 结构钢低倍组织缺陷评级图3 gb/t 4236-1984 钢的硫印检验方法4 gb/t 1814-1979 钢材断口检验法5 gb/t 2971-1982 碳素钢和低合金钢断口检验方法6 yb/t 731-19870 塔型车削发纹检验法7 yb/t 4002-1992 连铸钢方坯低倍组织缺陷评级图8 yb/t 4003-1991 连铸钢板坯缺陷硫印评级图9 yb/t 4061-1991 铁路机车、车轴用车轴(含硫印缺陷评级图)10 yb/t 153-1999 优质碳素结构钢和合金结构钢连铸方坯低倍组织缺陷评级图11 tb/t 3031-2002 铁路用辗钢整体车轮径向全截面低倍组织缺陷的评定12 cb/t 3380-1991 船用钢材焊接接头宏观组织缺陷酸蚀试验法13 hb/z 210-1991 涡喷型发动机涡轮内、外轴锻件低倍组织标准14 qj 2541-1993 不锈钢棒低倍锭型偏析检验方法(２) 基础标准1 gb/t13298-1991 金属显微组织检验方法2 gb/t224-1987 钢的脱碳层深度测定法3 gb/t10561-1988 钢中非金属夹杂物显微评定方法4 gb/t 6394-2002 金属平均晶粒度测定方法5 gb/t/t13299-1991 钢的显微组织(游离渗碳体、带状组织及魏氏组织)评定方法6 gb/t/t13302-1991 钢中石黑碳显微评定方法7 gb/t4335-1984 低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法8 jb/t/t5074-1991 低、中碳钢球化体评级9 zbj36016-1990 中碳钢与中碳合金结构钢马氏体等级10 dl/t 652-1998 金相复型技术工艺导则(３) 不锈钢1 gb/t6401-1986 铁素体奥氏体型双相不锈钢α－相面积含量金相测定法2 gb/t1223-1975 不锈耐酸钢晶间腐蚀倾向试验方法3 gb/t1954-1980 铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法4 gb/t/t13305-1991 奥氏体不锈钢中α－相面积含量金相测定法(４) 铸钢1 gb/t8493-1987 一般工程用铸造碳钢金相2 tb/t/t2451-1993 铸钢中非金属夹杂物金相检验3 tb/t/t2450-1993 zg230-450铸钢金相检验4 gb/t/t13925-1992 高锰钢铸件金相5 gb/t5680-1985 高锰钢铸件技术条件(含金相组织检验)6 yb/t/t036.4-1992 冶金设备制造通用技术条件高锰钢铸件(高锰钢金相组织检验)7 jb/t/gq0614-1988 熔模铸钢zg310-570正火组织金相检验(５) 化学热处理及感应淬火1 gb/t11354-2005 钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验2 gb/t9450-1988 钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核3 qcn29018-1991 汽车碳氮共渗齿轮金相检验4 jb/t4154-1985 25mntibxt钢碳氮共渗齿轮金相检验标准5 nj251-1981 20mntibre钢渗碳齿轮金相组织检验6 zb/t04001-1988 汽车渗碳齿轮金相检验7 tb/t/t2254-1991 机车牵引用渗碳淬硬齿轮金相检验8 jb/t/t6141.1-1992 重载齿轮渗碳层球化处理后金相检验9 jb/t/t6141.3-1992 重载齿轮渗碳金相检验10 jb/t/t6141.4-1992 重载齿轮渗碳表面碳含量金相判别法11 gb/t5617-1985 钢的感应淬火或火焰淬火有效硬化层深度的测定12 gb/t9451-1988 钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定13 zb/j36009-1988 钢件感应淬火金相检验14 zb/j36010-1988 珠光体球墨铸铁零件感应淬火金相检验15 nj304-1983 渗碳齿轮感应加热淬火金相检验16 jb/t2641-1979 汽车感应淬火零件金相检验17 cb/t3385-1991 钢铁零件渗氮层深度测定方法(６) 轴承钢1. yjz84 高碳铬轴承钢(含酸浸低倍组织、非金属夹杂物、显微孔隙、退火组织、碳化物不均匀性、碳化物带状、碳化物液析评级图)2. gb/t9-68 铬轴承钢技术条件(含低倍缺陷、非金属夹杂物、退火组织、碳化物网状、碳化物液析评级图)3 gb/t3086-82 高碳铬不锈轴承钢技术条件(含酸浸低倍组织、火组织、共晶碳化物不均匀度、非金属夹杂物、微孔隙评级图)4 yb/t688-76 高温轴承钢cr4mo4v技术条件(含碳化物不均匀度评级图)5 jb/t1255-91 高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件(含退火组织、淬回火组织、碳化物网状、断口评级图)6 zb/j36001-86 滚动轴承零件渗碳热处理质量标准(含粗大碳化物、渗碳表面层淬回火组织、心部组织、网状碳化物评级图)7 jb/t1460-92 高碳铬不锈钢滚动轴承零件热处理技术条件(含退火组织、淬回火组织、断口评级图)8 jb/t2850-92 cr4mo4v高温轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件(含淬火组织、淬回火组织评级图)9 jb/t/t6366-92 55simova钢滚动轴承零件热处理技术条件(含退火组织、淬回火组织、渗碳淬回火组织评级图)(７) 工具钢1 gb/t1298-77 碳素工具钢技术条件(含珠光体组织、网状碳化物评级图)2 gb/t1299-85 合金工具钢技术条件(含珠光体组织、网状碳化物、共晶碳化物不均匀)3 yb/t12-77 高速工具钢技术条件(含低倍碳化物剥落、共晶碳化物不均匀度评级图)4 zb/j36003-87 工具热处理金相检验标准5 gb/t4462-84 高速工具钢大块碳化物评级图(８) 零部件专用标准1 gb/t/t13320-91 钢质模锻件金相组织评级图及评定方法2 zb/j18004-89 传动用精密滚子链和套筒链零件金相检验3 zb/j26001-88 60si2mn钢螺旋弹簧金相检验4 zb/j94007-88 柴油机喷嘴偶件、喷油泵柱塞偶件、喷油泵出油阀偶件金相检验5 jb/t3782-84 汽车钢板弹簧金相检验标准6 nj309-83 内燃机连杆螺柱金相检验标准7 nj326-84 内燃机活塞销金相检验标准8 jb/t/t6720-93 内燃机排气门金相检验标准9 jb/t/nq180-88 内燃机气门座金相检验10 jb/t/gq1050-84 45、40cr钢淬火马氏体金相检验11 jb/t/gq1148-89 机床用40cr钢调质组织金相检验12 jb/t/gq?t1150-89 机床用38crmoal钢验收技术条件及调质后金相检验13 jb/t/gq?t1151-89 机床用45钢调质组织金相检验14 nj396-86 低淬透性含钛优质碳素结构钢齿轮金相检验15 jb/t/t5664-91 重载齿轮失效判据16 cj/t 31-1999 液化石油气钢瓶金相组织评定二、铸铁(１) 基础标准1 gb/t7216-87 灰铸铁金相2 gb/t9441-88 球墨铸铁金相检验3 jb/t3892-84 蠕墨铸铁金相标准4 jb/t2212-77 铁素体可锻铸铁金相标准5 jb/t3021-81 稀土镁球墨铸铁等温淬火金相标准6 jb/t/z303-87 灰铸铁与球墨铸铁断口扫描电镜分析图谱7 cb/t1165-88 船用灰铸铁金相标准8 cb/t1030-83 蠕虫状石墨铸铁金相检验9 tb/t/t2255-91 高磷铸铁金相10 tb/t/t2449-93 蠕墨铸铁金相检验(２) 零部件专用标准1 gb/t2805-81 内燃机单体铸造活塞环金相检验(jb/t/t6016-92)2 gb/t3509-83 内燃机筒体铸造活塞环金相检验(jb/t/t6290-92)3 jb/t2330-93 内燃机高磷铸铁缸套金相标准4 nj325-84 内燃机硼铸铁单体铸造活塞环金相标准5 jb/t/t5082-91 内燃机硼铸铁气缸套金相检验6 jb/t/z179-82 中锰抗磨球墨铸铁金相标准7 jb/t/nq100-86 内燃机钒钛铸铁气缸套金相检验8 jb/t/nq178-88 内燃机钒钛铸铁单体铸造活塞环金相检验9 jb/t/t6724-93 内燃机球墨铸铁活塞环金相检验10 jb/t3934-85 汽车、摩托车发动机单体铸造活塞环金相检验11 zb/t t12007-89 汽车、摩托车发动机球墨铸铁活塞环金相标准12 zb/t t06002-89 汽车发动机镶耐磨圈活塞金相标准13 zb/u05004-89 中、大功率柴油机离心铸造气缸套金相检验14 tb/t/t2253-91 球墨铸铁活塞金相检验15 tb/t/t2448-93 合金灰铸铁单体铸造活塞环金相检验16 yb/t4052-91 高镍铬无限冷硬离心铸铁轧辊金相检验17 jb/t/t6954-93 灰铸铁接触电阻加热淬火质量检验和评级18 cb/t/t 3903-1999 中、大功率柴油机离心铸造气缸套金相检验三、表面处理1 gb/t4677.6-84 金属和氧化覆盖厚度测试方法-截面金相法2 gb/t5929-86 轻工产品金属镀层和化学处理层的厚度测试方法-金相显微镜法3 gb/t6462-86 金属和氧化物覆盖层-横断面厚度显微镜测量方法4 gb/t6463-86 金属和其他无机覆盖层-厚度测量方法评述5 gb/t9790-88 金属覆盖层及其他有关覆盖层维氏和努氏显微硬度试验6 gb/t11250.1-89 复合金属覆盖层厚度测定-金相法7 jb/t/t5069-91 钢铁零件渗金属层金相检验方法8 jb/t/t6075-92 氧化钛涂层金相检验方法9 zbj92004-87 内燃机精密电镀减摩层轴瓦检验标准四、铝合金及铜合金1 gb/t3246-82 铝及铝合金加工制品显微组织检验方法2 gb/t3247-82 铝及铝合金加工制品低倍组织检验方法3 gb/t10849-89 铸造铝硅合金变质4 gb/t10850-89 铸造铝合金过烧5 gb/t10851-89 铸造铝合金针孔6 gb/t10852-89 铸造铝铜合金晶粒度7 gb/t7998-87 铝合金晶间腐蚀测定法8 gb/t8014-87 铝及铝合金阳极氧化阳极氧化膜厚度的定义和有关测量厚度的规定9 gb/t3508-83 内燃机铸造铝活塞金相检验10 qj1675-89 变形铝合金过烧金相试验方法11 jb/t3932-85 汽车、摩托车发动机铸造铝活塞金相标准12 jb/t/nq179-88 内燃机稀土共晶铝硅合金金相检验13 jb/t/t5108-91 铸造黄铜金相14 qj2337-92 铍青铜的金相检验方法15 yb/t797-71 单相铜合金晶粒度测定法16 yb/t731-70 电真空器件用无氧铜含氧量金相检验法17 zb/t12003-87 汽车发动机轴瓦铜铅合金金相标准18 nj355-85 内燃机铸造铜铅合金轴瓦金相检验标准19 cb/t1196-88 船舶螺旋浆用铜合金金相含量金相测定方法五、粉未冶金及硬质合金1 gb/t9095-88 烧结铁基材料-渗碳或碳氮共渗硬化层深度的测定2 jb/t2798-81 铁基粉未冶金烧结制品金相标准3 jb/t2869-81 烧结金属材料密度的测定4 jb/t2867-81 烧结金属材料表观硬度的测定5 zbh72007-89 烧结金属摩擦材料金相检验法6 zbh72012-90 碳化钨钢结硬质合金金相试样制备方法7 gb/t3488-83 硬质合金-显微组织的金相测定8 gb/t3489-83 硬质合金-孔隙度和非化合碳的金相测定六、有色合金及稀有金属1 gb/t4296-84 镁合金加工制品显微组织检验方法2 gb/t4297-84 镁合金加工制品低倍组织检验方法3 gb/t1554-79 硅单晶(111)晶面位错蚀坑显示测量方法4 gb/t3490-83 含铜贵金属材料氧化亚铜金相检验方法5 gb/t4194-84 钨丝蠕变试验、高温处理及金相检验方法6 gb/t4197-84 钨钼及其合金的烧结坯条、棒材晶粒度测试方法7 gb/t5168-1985 两相钛合金高、低倍组织检验方法8 gb/t5594.8-85 电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法-显微结构的测定9 gb/t6623-86 抛光硅片表面热氧化层错的测试方法10 gb/t8755-88 钛及钛合金术语和金相图谱11 gb/t8756-88 锗单晶缺陷图谱12 gb/t8760-88 砷化镓单晶位错密度的测量方法13 gb/t11809-89 核燃料棒焊缝金相检验14 yb/t935-78 贵金属及其合金的金相试样制备方法15 yb/t732-71 铜、镍及其合金管材和棒材断口检验方法简介mtt（美信检测）是一家从事材料及零部件品质检验、鉴定、认证及失效分析服务的第三方实验室，网址：，：。

钢中非金属夹杂物的检测一.概述非金属夹杂物是钢中不可避免的杂质，它的存在使金属基体的均匀连续性受到破坏。

非金属夹杂在钢中的形态、含量和分布情况都不同程度地影响着各种性能，诸如常规力学性能、疲劳性能、加工性能等。

因此，非金属夹杂物的测定与评定引起人们的普遍重视。

夹杂物的含量和分布状况等往往被认为是评定钢的冶金质量的一个重要指标，并被列为优质钢和高级钢的常规项目之一。

钢中非金属夹杂物按其来源和大小，大体可分为两大类：1.显微夹杂物或称内在夹杂物，这类夹杂物是钢冶炼和凝固过程中，由于一系列物理和化学反应所生成。

例如，在冶炼过程中，由于加入脱氧剂而形成氧化物和硅酸盐等。

这些夹杂物来不及完全上浮进入钢渣，而残留在钢液中，即为内在夹杂。

如：Al、Fe-si等脱氧剂可以形成下列夹杂：3FeO+2Al 3Fe+ Al2O32FeO+ Si SiO2+2FenFeO+mSiO2 nFeO·mSiO2nAl2O3+mSiO2 nAl2O3·mSiO2另外，钢在凝固冷却过程中，S、N等元素，由于溶解度的降低而生成硫化物、氮化物等也将残留在钢中。

2.宏观夹杂物或称外来夹杂物，这类夹杂物是在钢的冶炼或浇铸过程中，由于耐火材料等外来物混入造成。

其特点是大而无固定形状。

就对钢而言，宏观夹杂物的危害更大。

夹杂物的检验方法也有宏观检验法和显微检验法两种。

非金属夹杂物的显微检验法是指借助于金相显微镜在规定的实验条件下，检验金相试样中非金属夹杂物的方法。

该法的主要优点是可以确定夹杂物的类型、分布、数量和大小，可以发现极细小的夹杂物。

但是，由于受试样尺寸及取样位置、数量的限制。

所以显微检验法的评定结果在很大程度上存在偶然性。

往往会过分夸大细小夹杂物的重要性而将那些试样以外或检验面以外的较大夹杂物遗漏，所以，显微检验法总是与宏观检验法相辅相成、互相补充的。

如果非金属夹杂物的宏观检验对优质钢来说是必不可少的检验项目之一，那么显微检验法则是特殊用途钢（如轴承钢、重要用途的合金结构钢等）广泛采用的检验方法。

物理测试小讲堂——钢中非金属夹杂物的金相检验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。

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之一。

非金属夹杂物的光学特性正确判断和鉴定非金属夹杂物在金相法检验中十分重要，首先是在金相显微镜下进行，利用明视场观察夹杂物的颜色、形态、大小和分布；在暗视场下观察夹杂物的固有色彩和透明度；在偏振光正交下观察夹杂物的各种光学性质。

1硫化物主要有硫化铁（FeS）和硫化锰（MnS），以及它们的共晶体等。

在钢材中，硫化物常沿钢材伸长方向被拉长呈长条状或者纺锤形，塑韧性较好。

其硫化物系夹杂物的光学特性如表1：表1 硫化物分布及在光学显微镜下的特征2氧化物常见氧化物有氧化亚铁（FeO）、氧化亚锰（MnO）、氧化铬（Cr2O3）、氧化铝（Al2O3）等。

压力加工后，它们往往沿钢材延伸方向呈不规则的点状或细小碎块状聚集成带状分布。

其氧化物系夹杂物的光学特性如表2：表2 氧化物分布及在光学显微镜下的特征3硅酸盐夹杂物来源于炼钢时加入Si-Ca脱氧剂或者与耐火砖发生作用。

常见的硅酸盐夹杂物有铁橄榄石（2FeO·SiO2）、锰橄榄石（2MnO·SiO2）、复合铁锰硅酸盐（nFe·mMnO·p SiO2）以及硅酸铝（3Al2O3·2 SiO2）等。

其硅酸盐类夹杂物的光学特性如表3：表3 硅酸盐分布及在光学显微镜下的特征4氮化物主要有氮化钛（TiN）、氮化钒（VN）、氮化铝（ALN），常见为三角形、正方形、矩形、梯形等形态，其氮化物系夹杂物的光学特性如表4：表4 氮化物分布及在光学显微镜下的特征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》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》1夹杂物分类该标准将夹杂物分为常见的夹杂物、非传统夹杂物以及沉淀相类三种，并将常见的夹杂物分成A、B、C、D、DS五种类型，具体情况见表5：表5 非金属夹杂物形态特征2夹杂物评级方法标准规定了A法（最恶劣视场评定）和B法（逐个视场评定）两种检验评定方法，规定在100倍放大率下进行观察，评定采用实际面积为0.5mm2的视场，实际视场直径为0.8mm的圆形视场或边长为0.71mm的正方形视场。

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。

钢中非金属夹杂物的金相鉴定实验主讲教师:张明远一、实验目的�1.初步掌握金相显微镜的正确操作。

� 2 .初步掌握钢中非金属夹杂物的定性鉴定。

二、金相法的优缺点�1 优点�操作简便，迅速，直观。

不仅能确定夹杂物的类型，是氧化物、硫化物、硅酸盐还是复杂的固溶体，而且能直观的看到夹杂物的大小、形状、分布等等，夹杂物是球形还是有规则的外形，是弥散分布还是成群分布，是塑性夹杂还是脆性夹杂。

这将给改善工艺操作提供重要依据。

�2 缺点�只能定性的鉴定那些已知特性的夹杂物，就是表上列出的夹杂物。

因此，当遇到新的物质或复杂的固溶体时，还要配合其他的方法综合运用。

而且鉴定的准确度和熟练程度有关，即主要靠经验；不能确定夹杂物准确的化学组成，只能根据经验估计。

二、金相法的优缺点�要想确定夹杂物准确的化学组成，还需要用电子探针，打出夹杂物的成分分布：用电子：衍射或X射线衍射确定夹杂物的结构等。

�鉴定钢中非金属夹杂物的方法很多，各有优缺点。

例如：电子显微镜、X射线衍射、电解一化学�分析法等等。

若要对夹杂物进行准确和全面的鉴定往往需要综合使用这些方法。

�目前，常用的方法为：先用金相显微镜确定夹杂物有哪些类型，然后再测出不同规格夹杂物的数量，再用大样电解的方法将夹杂物分离出来，最后用电镜确定夹杂物的化学组成及成分分布。

三、钢中非金属夹杂物的来源�1 外来夹杂物。

�1) 冶炼、出钢及浇注过程中被卷入的耐火材料或炉渣等。

�2) 与原材料同时进入炉中的杂物。

�外来夹杂物一般较粗大：是可以减少和避免的。

�2 内生夹杂物。

� 1) 冶炼过程中加的脱氧剂及合金添加剂和钢中元素化学反应的产物，一部分在钢液凝�固前没有浮出而残留在钢中。

� 2) 在出钢和浇注过程中，钢水和大气接触，钢水中容易氧化和氮化的元素被氧化·氮�化的产物。

� 3) 从出钢到浇注过程中，·随钢水温度下降，造成氧、硫、氮等元素及其化台物的溶解度降低，因而产生或析出的类夹杂物。

钢中非金属夹杂物分析发布时间：2022-09-02T01:28:12.493Z 来源：《科学与技术》2022年4月8期（下）作者：李洪芳[导读] 非金属夹杂物在钢中含量虽少，但对材料性能影响较大，是钢材理化检验中不可缺少的一项，李洪芳内蒙古包钢钢联股份有限公司化检验中心内蒙古包头市014010摘要：非金属夹杂物在钢中含量虽少，但对材料性能影响较大，是钢材理化检验中不可缺少的一项，但由于其数量少、分布无规律、来源无法控制、光学显微镜下特征复杂等特点，给非金属夹杂物检验工作带来了一些困难。

钢中非金属夹杂物的金相鉴定工作是一项十分复杂与专业的工作，对钢中非金属夹杂物的判定十分重要，也能够对钢的质量进行反映。

在金相显微镜下，对非金属夹杂物的形态与颜色等进行判断，并对透明度等各种性质进行分析。

关键词：钢；非金属；夹杂物如今，现代工业技术的发展,对钢的质量和综合性能要求越来越高。

影响钢材性能的因素是多方面的,往往涉及到炼钢、轧钢和热处理等多道工序,而钢中非金属夹杂物的存在是影响钢材性能的一个重要因素,有时甚至是决定性因素。

钢中非金属夹杂物的研究一直是炼钢连铸生产中的重要课题,夹杂物分析是评定钢材质量的一个重要指标,并且被列为优质钢出厂常规检验项目之一。

钢中存在非金属夹杂物是不可避免的,钢中夹杂物包括内生夹杂物、外来夹杂物两大类,对于金相分析人员来说,如何正确判断和鉴定非金属夹杂物的性质是十分重要。

一、非金属夹杂物分类非金属夹杂物的分类方法也有很多种，根据非金属夹杂物的产生机理，可将其分为内生夹杂物和外来夹杂物两种，也是非金属夹杂物最常见的分类方法。

外来夹杂物主要是由耐高温材料、各类残渣或二者残留物，生成的废物。

外来夹杂物的形成是随机的，它是偶然性因素，人为不可控的，并且外来夹杂物是非规则的。

内生夹杂物是在炼钢过程中，各种物质发生反应，生成含有O、S、N等元素的废物，这些废物不能及时排出去，因而形成了内生夹杂物。

236管理及其他M anagement and other钢中非金属夹杂物与金相鉴定分析段丽飞，周 海（江苏长强钢铁有限公司，江苏 靖江 214500）摘 要：在现代工业生产过程中，人们对钢的整体要求越来越严格，这就要求对钢中非金属夹杂物与金相进行鉴定。

本文通过对钢中非金属夹杂物的产生，以及在钢中的分布对钢整体质量产生的影响等进行介绍，并在金相显微镜的检测下，能够对这些非金属夹杂物的性能等进行判定，从而得出钢材的质量。

本文通过对钢中非金属夹杂物与金相鉴定进行分析，以期为金相鉴定人员提供一些参考意见。

关键词：钢；非金属；夹杂物；金相鉴定中图分类号：TU511.3 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）04-0236-2收稿日期：2019-04作者简介：段丽飞，生于1986年，汉族，女，江苏靖江人，工艺员，研究方向：冶金工艺。

钢中非金属夹杂物的金相鉴定工作是一项十分复杂与专业的工作，对钢中非金属夹杂物的判定十分重要，也能够对钢的质量进行反映。

在金相显微镜下，对非金属夹杂物的形态与颜色等进行判断，并对透明度等各种性质进行分析。

目前对钢中非金属夹杂物的判定有很多种方法，而本文在分析中以金相鉴定进行阐述。

1 钢中非金属夹杂物的来源钢中非金属夹杂物一般情况下可来源于内生夹杂物与外来夹杂物。

第一，内生夹杂物。

在金属进行熔炼过程中，夹杂物是在物理与化学反应下生成的[1]。

就内生夹杂物来说，分布都比较均匀，且具有细小的颗粒。

第二，外来夹杂物。

在金属进行冶炼过程中，当与外界产生作用后就会产生夹杂物。

当金属冶炼过程中与炉料表面的沙土等进行作用后，就会产生一些熔渣留在金属中。

外来夹杂物一般表现为大尺寸与不规则的外形等。

因此只有对钢中非金属夹杂物的来源进行分析判定，才能做好下一阶段的工作，并更好的开展对钢中夹杂物的分析。

2 钢中非金属夹杂物按化学成分分类在钢中非金属夹杂物按化学成分分类可分为三种，分别为氧化物系夹杂、硫化物系夹杂、氧化物夹杂，下面就对这三种夹杂物进行分析。