標準對金相檢驗項目要求分析

時間：2021-03-01作者：深圳市訊科標準技術(shù)服務(wù)有限公司瀏覽：265

      為查明不同國家的鋼鐵標準為什么會有這樣顯著的差別，首先查閱了相關(guān)的標準對金相檢驗要求的演變歷史。GB 699-1965《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件》中規(guī)定的金相檢驗項目有斷口、低倍組織、脫碳、夾雜物、顯微組織、淬透性及晶粒度，比現(xiàn)行的GB/T 699-2015要求的項目還要多。




      可見標準要求金相檢驗項目多是制定標準的習(xí)慣造成的，幾十年來，雖然標準經(jīng)過多次修訂，要求的金相檢驗項目有所減少，有的標準對于某些項目注明了制造方能夠保證質(zhì)量的情況下可以不檢，如GB/T 18254-2016中規(guī)定“供方若能保證退火斷口合格，可不進行檢驗”，GB/T 1222-2016中規(guī)定“如供方能保證低倍組織合格，可采用超聲波檢驗法或其他無損探傷法代替酸浸低倍檢驗”。說明有一些*認識到標準中規(guī)定的一些金相檢驗項目是不合理的，其對保證產(chǎn)品的質(zhì)量效果不明顯，反而降低了生產(chǎn)效率，提高了成本?？墒且驗檫€有很多*認為多一些金相檢驗項目雖然會對生產(chǎn)效率和成本造成一些損失，但可以較好地保證產(chǎn)品質(zhì)量，而反對減少金相檢驗項目，使得標準目前仍然保留著一些不合理的金相檢驗項目。

 

      要分析標準中的一些金相檢驗項目是否合理、有效，一方面需要分析從20世紀50~60年代開始制定鋼鐵產(chǎn)品標準(冶標和標準)到現(xiàn)階段鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備、工藝、技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量水平發(fā)生的變化，另一方面需要通過近幾十年發(fā)展起來的體視學(xué)理論和方法分析這些檢驗項目是否能有效保證產(chǎn)品質(zhì)量。20世紀50~60年代，國內(nèi)的鋼鐵生產(chǎn)主要采用模鑄工藝，采用爐外精煉的產(chǎn)品也不多，而目前連鑄工藝是主流，爐外精煉技術(shù)也已被廣泛采用。

 

     首先模鑄工藝的低倍檢驗作用與連鑄工藝的不同。對于模鑄鋼錠軋制的鋼坯，低倍檢驗方法可以有效檢驗縮孔是否切除干凈，因為模鑄鋼錠的縮孔總是在鋼錠的頭部，模鑄的縮孔中會有鋼渣，如果未能切除干凈會導(dǎo)致產(chǎn)品報廢。而連鑄的縮孔在連鑄坯中的位置是隨機的，且縮孔中沒有鋼渣，在后續(xù)的軋制過程中會焊合，不會像模鑄縮孔那樣導(dǎo)致產(chǎn)品報廢。ASTM標準對5類鋼鐵產(chǎn)品都沒有要求低倍檢驗。產(chǎn)品標準中不規(guī)定低倍檢驗并不意味著鋼廠不需要做低倍檢驗，而是表明低倍檢驗的直接目的不是控制產(chǎn)品質(zhì)量，而是監(jiān)測設(shè)備和工藝狀況。具體來說大致可分為兩種情況：一是通過連鑄坯低倍檢驗監(jiān)測連鑄設(shè)備和工藝狀況是否正常。為此，應(yīng)檢驗裂紋、柱狀晶、枝狀晶、等軸晶區(qū)、縮孔(中孔)、氬氣泡、針孔、急冷層，定期對連鑄坯進行抽檢，可規(guī)定不同班次對不同部位取樣進行檢驗，如早班取頭部樣，中班取中部樣，夜班取尾部樣。二是對經(jīng)過軋制的半成品坯進行低倍檢驗，以對連鑄設(shè)備和工藝進行監(jiān)測。如果采用類似于ASTM E381中對連鑄產(chǎn)品的線性和圓形缺陷采用的定量評定方法，可以通過在半成品甚至成品上的檢驗來部分代替連鑄坯檢驗，從而降低損耗和成本，同時可評估軋制設(shè)備和工藝是否有問題。應(yīng)檢驗裂紋、縮孔、中心疏松、一般疏松、中心偏析、白亮帶、樹枝晶、等軸晶、柱狀晶、夾渣。上述低倍檢驗不是產(chǎn)品的檢驗項目，不需要每爐鋼都進行檢驗。

 

其次沒有爐外精煉工序的鋼與有爐外精煉工序的鋼中夾雜物含量也有差別。有爐外精煉工序生產(chǎn)的鋼中硫和氧元素含量會遠遠**沒有爐外精煉工序鋼的，夾雜物含量自然會大幅度降低，對于采用爐外精煉工序生產(chǎn)的鋼按照沒有爐外精煉工序鋼的夾雜物指標進行檢驗和評判，從保證產(chǎn)品質(zhì)量的角度來看顯得比較不合邏輯，且因為鋼鐵產(chǎn)品的標準中夾雜物檢驗項目和判據(jù)參考的是半個世紀前的標準，實際上是用幾十年前不經(jīng)精煉的鋼的標準評判現(xiàn)在經(jīng)過精煉鋼的純凈度，同樣比較不合理。值得注意的是雖然有很多實例證明宏觀夾雜物能夠給產(chǎn)品性能造成嚴重影響，會造成產(chǎn)品報廢甚至引發(fā)事故，但是這種夾雜物是隨機分布在鋼材中的，采用常規(guī)的金相檢驗方法在試樣檢驗表面發(fā)現(xiàn)的概率較低，所以常規(guī)金相檢驗方法檢驗宏觀夾雜物不僅無效，而且通常會得到將不合格產(chǎn)品判為合格的誤導(dǎo)性檢測報告；常規(guī)金相檢驗方法雖然能夠檢出內(nèi)生的顯微夾雜物，但是現(xiàn)在經(jīng)過爐外精煉工序生產(chǎn)的鋼材中內(nèi)生夾雜物含量已經(jīng)很低，通常不會對鋼材的常規(guī)力學(xué)性能產(chǎn)生顯著影響，除了軸承鋼等少數(shù)特殊鋼種外，檢驗夾雜物對于產(chǎn)品質(zhì)量沒有明顯的貢獻，卻降低了生產(chǎn)效率、增加了成本。

 

自20世紀50年代SALTYKOV C A發(fā)表了《體視金相學(xué)》后，國內(nèi)學(xué)者也發(fā)表了一系列體視學(xué)專著，介紹了體視學(xué)的理論和方法，使得體視學(xué)發(fā)展成為一門能夠通過觀測面的測量推算金屬立體空間中情況的理論和方法。采用體視學(xué)方法分析計算可以證明，對于經(jīng)爐外精煉、純凈度好的鋼材，采用常規(guī)金相制樣、低倍酸蝕、斷口或者塔形檢驗方法能夠在試樣表面發(fā)現(xiàn)宏觀夾雜物的概率較小 ，即使檢驗人員非常認真地檢驗試樣觀測面，也會在檢出1爐鋼的宏觀夾雜物的同時至少會伴隨著999爐有宏觀夾雜物的鋼未能檢出，所以這些檢驗方法不僅是無效的，還可能會給相信檢測報告的人造成誤導(dǎo)(不合格產(chǎn)品被報告為合格產(chǎn)品的概率**過99.9%)。


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