钢铁铸造件夹杂物分级及形态尺寸等国家标准

科技   2024-12-18 16:07   河南  

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一型夹杂物形态及尺寸

在金相检验中,一型球状夹杂物通常指的是硫化物类夹杂物,其级别评定一般按照相关标准如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》进行,主要分为以下几个级别: 

A类(硫化物类)

A0.5级:细小球状或细粒状硫化物,少量孤立分布,分布较均匀,尺寸较小,一般在1μm左右及以下。

A1级:球状或粒状硫化物,数量稍多,分布较均匀,尺寸多在1-2μm左右。

A2级:硫化物颗粒较大且数量较多,分布较分散,尺寸在2-3μm左右,部分颗粒可能有聚集现象。

A3级:大量的球状或粒状硫化物,分布不均匀,有明显的聚集趋势,尺寸在3-5μm左右,可能对材料性能产生一定影响。

A4级:硫化物颗粒粗大且密集分布,尺寸大于5μm,严重影响材料的均匀性和性能,可能导致材料的韧性、疲劳性能等显著下降。

实际评定时需在金相显微镜下观察并与标准评级图对比,综合考虑夹杂物的数量、大小、分布等因素进行准确判断。

铸造件中的二型夹杂物

来源

脱氧产物:在炼钢过程中,使用铝作为脱氧剂时,铝与钢水中的氧反应生成氧化铝。若脱氧后生成的氧化铝未能及时上浮去除,就会留在钢液中形成夹杂物。

耐火材料侵蚀:当钢水与含有氧化铝的耐火材料接触时,耐火材料中的氧化铝可能会被钢水冲刷侵蚀进入钢液,形成二型夹杂物。

形态与分布、尺寸范围

细小颗粒:较小的二型夹杂物尺寸可能在1μm至5μm左右,在显微镜下呈细小的点状或短棒状,分布相对分散。

中等尺寸:尺寸在5μm至15μm的夹杂物较为常见,其形态较为清晰,可能会出现一定程度的聚集现象。

较大颗粒:部分二型夹杂物尺寸可能超过15μm,甚至达到几十微米,这些大颗粒夹杂物对材料性能的影响更为显著,可能成为裂纹源或导致应力集中。

分布:在铸造件中多呈弥散分布,相对均匀地分布在整个铸件的基体中,也可能在局部区域出现聚集现象。

对材料性能的影响

力学性能:作为硬而脆的颗粒,在材料受力时,其与基体的界面处会产生应力集中,容易成为裂纹源,降低材料的韧性、延展性和疲劳强度等。

加工性能:会增加刀具的磨损,降低加工表面质量,使加工后的零件表面粗糙度增加,尺寸精度难以保证。同时,还可能导致材料在加工过程中出现裂纹等缺陷。

控制措施

优化脱氧工艺:合理控制脱氧剂的加入量和加入时间,采用复合脱氧剂等方法,减少氧化铝夹杂物的生成。

精炼处理:通过钢水的精炼处理,如采用LF炉精炼、RH真空处理等工艺,去除钢水中的夹杂物,提高钢水的纯净度。

选用合适的耐火材料:选择与钢水相容性好、耐侵蚀性强的耐火材料,减少耐火材料对钢水的污染。

三型夹杂物

铸造件中的三型夹杂物通常指的是凝固过程形成的多边形或小晶面固态硫化物。其标准和尺寸情况如下:

评定标准

依据标准:主要依据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》进行评定。

评级方法:在金相显微镜下观察夹杂物的形态、数量、分布等特征,与标准评级图对比,根据夹杂物的严重程度确定级别。评级时需观察多个视场,取最恶劣视场的级别数作为评定结果。

尺寸范围

较小尺寸:一般在几微米到十几微米左右,呈细小的多边形或小晶面状,在显微镜下较难分辨其具体形状,分布相对均匀。

中等尺寸:尺寸通常在10微米至30微米之间,形状较为清晰,棱角分明,可能出现局部聚集现象,对材料性能有一定影响。

较大尺寸:部分三型夹杂物尺寸可能超过30微米,甚至达到50微米以上,这些大颗粒夹杂物会严重破坏材料的连续性,成为裂纹源或导致应力集中,对材料性能产生显著不利影响。

四型群状三氧化二铝夹杂物

四型群状三氧化二铝夹杂物的评定主要依据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

评级原则:在金相显微镜下观察夹杂物的形态、数量、分布等特征,并与标准评级图进行对比,根据夹杂物的严重程度确定级别,评定时需观察多个视场,取最恶劣视场的级别数作为评定结果。

具体要求:四型夹杂物为球状氧化物类夹杂物,群状三氧化二铝夹杂物在评级时需特别注意其群集程度和颗粒大小的分布情况。

形态尺寸

形态:通常呈球状或近似球状,边界较清晰,具有一定的立体感,表面相对光滑。

尺寸:尺寸通常在几微米至几十微米之间,较小的可能在1μm至5μm左右,中等尺寸的在5μm至20μm之间,部分较大的夹杂物可能超过20μm 。


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