在對鋼材料的缺陷分析中,夾雜物是影響鋼中潔淨度的重要因素之一。通過對夾雜物的尺寸、形狀、物理性能進行評價分析,我們可以及時掌握鋼的質量情況。添加稀土元素可以改變夾雜物的分布形态和形貌,從而能大大的改善鋼材使用性能。所以目前許多新材料為了達到高性能都采用添加稀土的煉鋼工藝,于是在對鋼中的質量缺陷分析時,稀土夾雜物評價也是重要檢測項目之一。
目前,我國對于鋼中夾雜物檢測依據标準為GB/T 10561-2005《鋼中非金屬夾雜物含量的測定》。稀土夾雜物的分布多為條狀、點狀或聚集類。然而GB/T 10561-2005标準中并沒有聚集類夾雜物的定義及評定方法,相關國際标準ISO 967也沒有規定,美标 ASTM E45 雖簡單提到此類夾雜物的評定,但沒有具體的定義。這就需要我們根據實際檢測經驗,結合相關的标準,準确的對稀土聚集類夾雜物進行判定。參考美标 ASTM E45,我們可以将相鄰夾雜物的橫向距離 s(夾雜物中心之間的距離)≤15μm 呈簇狀分布的夾雜物定義為聚集類夾雜物,此類夾雜物典型形貌見下圖。
這類稀土夾雜物依據形貌确定類型,如由長寬比<3 顆粒狀組成的歸為 B類,長寬比≥3 顆粒狀組成的歸為 A 類或 C 類,以單條(或單顆)長度(或直徑)占優勢的寬度作為該聚集類夾雜物的寬度,沿軋制方向最大長度作為該聚集類夾雜物的長度與标準圖片比較評定,并在表示該類夾雜物的符号後加注上标 g(聚集),同時要加注下标 RE(稀土類夾雜物)。
上面有一個知識點,那就是鋼中夾雜物根據形态和分布分為五大類,分别為A、B、C、D 和 DS。具體介紹如下,僅供大家參考。
A 類(硫化物類):具有高的延展性,有較寬範圍形态比(長度/寬度)的單個灰色夾雜物,一般端部呈圓角;
B 類(鋁酸鹽類):大多數沒有變形,帶角的,形态比小(一般<3),黑色或帶藍色的顆粒,沿軋制方向排成一行(至少有 3 個顆粒);
C 類(矽酸鹽類):具有高的延展性、邊界光滑,有較寬範圍形态比(一般≥3)的單個呈黑色或深灰色夾雜物,一般端部呈銳角;
D 類(球狀氧化物類):不變形,帶角或圓形的,形态比小(一般<3),黑色或帶藍色的 ,無規則分布的顆粒;
DS 類(單顆粒球狀類):直徑>13μm 的單顆粒球狀氧化物類夾雜物。
稀土夾雜物的鑒定可借助明場和暗場、偏光觀察及掃描電子顯微鏡進行成分分析。稀土夾雜物如果呈條狀、點狀分布的,就可以以顔色、形态最接近的五類夾雜物進行評定,并加注下标 RE,表明是稀土夾雜物。常見的稀土夾雜物主要有三硫化二稀土夾雜物、稀土氧硫化物夾雜物、稀土氧硫化物夾雜物、稀土硫化物和稀土鋁酸鹽的複合夾雜物、稀土矽鋁酸鹽的複合夾雜物、稀土硫化物和稀土鋁酸鹽的複合夾雜物、稀土鋁酸鹽、稀土鋁酸鹽氧化物、稀土複合鋁氧化物、三硫化二稀土等,附上不同化學性質的稀土夾雜物的光學特征,供參考使用。
鋼中加入稀土元素後,形成的稀土夾雜物不僅受稀土元素的影響,還要受到鋼中氧、硫、矽等其他元素影響,因此稀土夾雜物的組成、類别和形态更複雜,其每類夾雜物對性能的影響也不一樣,例如軸承鋼中添加稀土,形成的點狀氧化物類稀土夾雜物和點狀硫化物類稀土夾雜物,對材料性能的影響明顯不同。我們在實際檢測時,遇到這種情況下,點狀需要分開評定,并要注明夾雜物組成。
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