铸造检验员、实验员培训讲议.doc

员工内部培训质检员、化验员、 质检员、化验员、实验员 2009-7 开篇 科学严谨、认真负责 工作态度 勤学苦练、广学博才 学习态度 目录Contents 目录 质量检查分类 公司的检验设备 钢铁成分分析和性能检测 外观检测和无损检测 Company Logo 检验分类按进程 检验分类 按进程 原材料 检验 过程 检验 完工 检验 包装 外观 规格 成分 性能 工艺执行率、 工艺执行率、 工艺纪律） （工艺纪律） 半成品检验 工艺过程监测 性能试验 外观尺寸 质量等级 顾客要求符合性 一致性 质量资料 Company Logo 检验分类-按性质 检验分类 按性质 合格原材料 性能检测金属液性能检测 ?型砂性能检验 ?钢铁性能检测 ?产品性能检测 ? 成分分析 成分分析 性能检测 尺寸检测 形式试验金属液炉前成 分分析 ?铸件成品成分 ?铁合金成分分 析 ?型砂成分分析 ?造型材料成分 分析 ? 合格 产品 质量控制检测点分布 质量控制 检测点分布 检测设备 LAB 1 化学分析实 验室 炉料化学成分分析 造型材料成分分析铸件化学成分对比分析 校验光谱分析； 铸件常规力学性能检验 铸件金相检验 铸件表面硬度检验 低温冲击性能检验； 光学天平； 微机控制碳硫联合测定仪 三元素比色计； 微机控制材料万能试验机； 布氏硬度计； 金相显微镜及成像系统； 金相自动分析软件； 等温冲击试验机；V/U型夏比缺口拉床 进口全通道光谱仪；制样机 LAB2 力学性能实 验室 LAB3 光谱分析室 炉前化学成分分析； 试样化学成分分析 LAB4 无损检测室 铸件MT/PT/UT检测 荧光探伤仪； 超声波探伤仪； 渗透探伤； LAB5 型砂实验室 型砂性能检测（抗拉强度、含水量、粒度等） 磁轭式磁粉探伤仪 铸造型砂分级筛； 型砂抗拉强度测定仪； 型砂含水量测定仪+烘箱； 虹吸式含泥量测定仪；物理天平 试验与检测设备 钢铁成分分析和性能检测 成分分析钢铁是铁和碳的合金，其化学成分中大多数元素是铁 ，还含有碳、硅、锰、磷、硫等元素。 铁矿石和焦炭、石灰石按一定比例配合，经过高温煅 烧，冶炼，则铁矿石被焦炭还原生成粗制的铁，称生铁 。 铁矿石主要含有硅酸盐状态存在的其他金属或非金属 杂质的氧化铁，经冶炼大部分杂质转化成炉渣，分离除 去,有少量杂质C、Mn、Si、S、P等残存在生铁中。 钢铁材料的分类钢的分类 钢是含碳量低于2%的铁碳合金，其成分除铁碳外， 还有硅、锰、硫、磷等杂质元素，合金钢中还有其他 的合金元素。一般工业钢中含碳量不超过1.4%。钢的 分类方法很多，主要按化学成分分类，即钢铁材料分 为碳素钢和合金钢两种。分类如下： 碳素钢： 合金钢： 工业纯铁（含碳量0.04%） 低碳钢 （含碳量0.25%） 中碳钢 （含碳量=0.250.60%） 高碳钢 （含碳量0.60%） 低合金钢 （合金元素5%） 中合金钢 （合金元素=5%10%） 高合金钢 （合金元素10%） 生铁的分类 生铁是含碳量高于2%的铁碳合金。 C 2.54% Mn 0.56% 生铁 Si 0.53% S 、P（少量） 通常按用途分为炼钢生铁和铸造生铁： 炼钢生铁：含硅低而含硫高，多用于炼钢（白口铁） 铸造生铁：含硅高而含硫低，多用于铸造（灰口铁） 铁合金的分类 指含有炼钢时所需的各种合金元素的特种生铁，用作 炼钢时的脱氧剂或合金元素的添加剂。 按所含元素分为：硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、钨铁、铌 铁、钛铁、硅锰合金、稀土合金等。用量最大的是硅铁 、锰铁和铬铁。 铸铁的分类 铸铁也是含碳量2%的铁碳合金 按化学成分，分为普通铸铁和合金铸铁。 按断口颜色，分为灰口铸铁、白口铸铁和麻口铸铁。 按组织、性能不同，分为普通灰口铁、孕育铸铁、可 锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和特殊性能铸铁。 钢铁分析的意义综上所述,C是确定钢铁型号及用途的主要指标， 综上所述,C是确定钢铁型号及用途的主要指标， ,C是确定钢铁型号及用途的主要指标 而Si,Mn直接影响钢铁性能(有益的)，也应控制一定含 Si,Mn直接影响钢铁性能(有益的) 直接影响钢铁性能 量，S，P有害成分，必须严格降至一定量。 有害成分，必须严格降至一定量。 因此，对于生铁和碳素钢:C,Si,Mn,S,P等五种元素 因此，对于生铁和碳素钢:C,Si,Mn,S,P等五种元素 :C,Si,Mn,S,P 的含量是冶金或机械工业化验室日常生产控制的重要 指标。 指标。 合金元素的作用 钢铁试样的采取、 钢铁试样的采取、制备和分解 1、熔炼分析 熔炼分析是指在钢铁浇注过程中采样取锭，然后进一步测成试样并 对其进行的化学分析。分析结果表示同一炉平均化学成分。 2、成品分析 主要用于验证化学成分，又称验证分析。由于钢铁在结晶过程中产 生元素的不均匀分布（偏析），成品分析的值有时与熔炼分析的值 不同。 3、成品化学成分允许偏差 成品化学成分允许偏差是指熔炼分析的值虽在标准规定的范围内， 但由于钢中元素偏析，成品分析的值可能超出规定的成分范围。 。 取样规则 1.用于钢的化学成分熔炼分析和成品分析的试样，必 具有代表性。试样应均匀一致，能充分代表每一熔炼 号或每批钢材的化学成分，并应具有足够的数量，以 满足全部分析要求。 2.化学分析用试样样屑，可以钻取、刨取，或用某些 工具机制取。样屑应粉碎并混合均匀。制取样屑时， 能用水，油或其他润滑剂，并应去除表面氧化铁皮和 脏物。成品钢材还应除去脱碳层、渗透层、涂层、渡 层金属或其他外来物质。 取样规则 3.当用钻头采取试样样屑时，对熔炼分析或小断面钢材 分析，钻头直径应尽可能的大，至少不应小于6mm； 对大段面钢材成品分析，钻头直径不应小于12mm。 4.供仪器分析用的试样样块，使用前应根据分析仪器的 要求，适当地予以磨平或抛光 常见铸造材料成分 牌号 碳钢 ZG230-450 ZG270-500 ZG310-570 HT100 HT150 HT200 HT250 HT300 HT350 QT400-15 C Si Mn P S Cr Ni Mo Ti 0.30 0.40 0.50 3.2-3.8 3.3-3.7 3.2-3.6 3.2-3.5 3.1-3.4 2.9-3.2 3.5-4.0 3.4-3.6 0.50 0.50 0.60 2.1-2.7 2.0-2.4 1.9-2.2 1.8-2.1 1.5-1.8 1.4-1.7 2.5-3.0 2.8-3.0 1.50 1.50 0.90 0.90 0.90 0.5-0.8 0.5-0.8 0.7-0.9 0.7-0.9 0.8-1.0 0.9-1.2 0.4 0.3-0.4 0.8-2.0 0.8-2.0 0.04 0.04 0.04 0.3 0.2 0.15 0.15 0.15 0.15 0.07 0.07 0.040 0.045 0.04 0.04 0.04 0.15 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.02 0.013 0.030 0.030 17.0-20.0 17.0-20.0 8.0-11.0 8.0-11.0 2.0-3.0 2.0-3.0 5*（C-0.02）-0.7 5*（C-0.02）-0.7 ZG0Cr18Ni9Ti ZG1Cr18Ni10Ti 0.08 0.12 标准学习 GB/T20066-2006/ISO14284:1996 钢铁化学测定用试样取样和制样方法 金属材料的力学性能金属材料的性能 使用性能力学、物理、 使用性能 力学、物理、化学 力学 工艺性能铸造、锻压、焊接、 工艺性能 铸造、锻压、焊接、切削加工 铸造 力学性能：受外力作用下所表现出的性能 力学性能 受外力作用下所表现出的性能。 受外力作用下所表现出的性能 不能说： 不能说：机械性能 强度、塑性、硬度、韧性、 判据 如： 强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等 强度 概念：强度是指金属抵抗永久变形（塑性变形） 强度是指金属抵抗永久变形（塑性变形） 和断裂 的能力。通过拉伸试验测得大小。 强度判据：屈服点 （屈服强度）、 抗拉强度 屈服点 屈服强度）、 Company Logo d0 试样按GB639786制取， 制取， 试样按 制取 F 长试样L 长试样 0=10d0 短试样 L0=5d0 F L0 拉断前 拉断前试样 Lk ? L0 = 100 % L0 LK 拉断后 拉断后试样 Fb b = A0 Fb 拉伸力 F b s e k Fs s = A0 Fs Fe O 伸长量 L 低碳钢的力伸长曲线 低碳钢的力 伸长曲线 屈服点 屈服点 概念：力不增加仍能继续伸长时的应力 力不增加仍能继续伸长时的应力。用符号：s 表示 力不增加仍能继续伸长时的应力 s屈服点的值 单位 ：MPa（兆帕） 屈服点的值 抗拉强度 概念：试样拉断前所承受的最大拉应力 试样拉断前所承受的最大拉应力。用符号：b表示 试样拉断前所承受的最大拉应力 注：s 、 b 是设计与选材的重要依据 另：e 表示弹性极限。在外力作用下产生弹性变形时所承受的最大拉应力 表示弹性极限。在外力作用下产生弹性变形时所承受的最大拉应力。 F b = b MPa A0 补充：bb 表示抗弯强度 抗弯强度 塑性：在外力作用下产生永久变形而不破坏的能力 塑性 在外力作用下产生永久变形而不破坏的能力。 在外力作用下产生永久变形而不破坏的能力 判据：断后伸长率 、断后断面收缩率 判据 断后伸长率 断后伸长率 断后伸长率 概念：试样断后标准的伸长量与标准的百分比 试样断后标准的伸长量与标准的百分比。 概念 试样断后标准的伸长量与标准的百分比 用符号 表示，读作 代儿特 其中： 其中：Lk断后试样长度 断后试样长度 Lk ? Lo X100% Lo试样原始长度 试样原始长度 Lo 断后断面收缩率 断后断面收缩率 = 概念：断后截面处面积的最大缩减量与原始截面面积百分比 概念 断后截面处面积的最大缩减量与原始截面面积百分比。 断后截面处面积的最大缩减量与原始截面面积百分比 用符号 表示， 读作扑洒哎 说明：伸长率和收缩率在实际应用中， 表示塑性大小。 说明：伸长率和收缩率在实际应用中，一般是用表示塑性大小。 材料的塑性越好。 、 越大，材料的塑性越好。通常认为5%脆性材料 越 %脆性材料。 硬 度 是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或 划痕的能力。 是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、 划痕的能力。 是指材料抵抗局部变形 硬度是衡量材料软硬程度的判据。 软硬程度的判据 硬度是衡量材料软硬程度的判据 布氏硬度用符号： 用符号：HB 表示 N/mm2 (Kgf/mm2)。 压头： 压头：钢球或 硬质合金 F D d F HB = A 凹 工件 说明：1、压头为淬火钢球用 HBS 表示，数值450 表示，数值 说明： 、 用于测量有色金属、 灰铸铁材料。 用于测量有色金属、退火或正火钢件 、灰铸铁材料 2、压头为硬质合金用 HBW 表示，数值 表示，数值450650 、 生产中一般不用HBW来测量材料的硬度。 来测量材料的硬度。 生产中一般不用 来测量材料的硬度 3、表示法：数字在前、字母在后。如 200HBS 、表示法：数字在前、字母在后。 I50HBS175HBS； ； 标注时不要写成HBS=200 HBS=200， HBS=150175， 标注时不要写成HBS=200，或 HBS=150175， 要出现单位；数值差不要超过30 30。 要出现单位；数值差不要超过30。 4、不宜测量薄件、成品件。因压痕大。 、不宜测量薄件、成品件。因压痕大。 或500HBS ， 不 洛氏硬度原理是用120的金刚石圆锥或尺寸很小的淬火钢球作为压头， 原理是用120的金刚石圆锥或尺寸很小的淬火钢球作为压头，在一定的压力 120 作用下，压入材料表面，在指示盘上显示出硬度值大小。 作用下，压入材料表面，在指示盘上显示出硬度值大小。 表示。没有单位。 常用的是用符号 HRC 表示。没有单位。 说明： 、数字在前、字母在后， 说明：1、数字在前、字母在后，如45HRC；35HRC38HRC 2、HRC适用范围数值 70；小于或大于这个范围均 适用范围数值20 ； 、 适用范围数值 为标注错误！ 为标注错误！如17HRC；75HRC；HRC=1519等。 ； ； 等 3、在图纸标注时注意数值差应5，否则为标注错误。 、在图纸标注时注意数值差应 ，否则为标注错误。 4、适用于测量硬度较高的材料，如淬火钢件；测量成 、适用于测量硬度较高的材料，如淬火钢件； 品件或半成品件。因压痕较小。压头直径1.587mm。 品件或半成品件。因压痕较小。压头直径 冲击韧性与疲劳强度一、韧性韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。韧性的判据通过冲击实验来测定。 韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。韧性的判据通过冲击实验来测定。 1. 摆锤式一次冲击实验 GB22994规定：将材料制成带有V型缺口标准冲击试样。 规定：将材料制成带有 型缺口标准冲击试样 型缺口标准冲击试样。 规定 用符号：AKV 表示 J/cm2 冲击试验 说明：韧性值与温度有关； 可不显脆性， 性值减小， 说明 韧性值与温度有关；在20左右 可不显脆性，温度 降低后韧 性值减小，易脆 韧性值与温度有关 脆性转变温度。 断。如 ：碳钢 20以下，易发生脆断。此时的温度称 以下，易发生脆断。此时的温度称脆性转变温度。 脆性转变温度 2.多次冲击试验 多次冲击试验 小能量多次冲击 小能量多次冲击 注：冲击能量小时，取决于材料的强度； 冲击能量小时，取决于材料的强度； 冲击能量大时，取决于材料塑性。 冲击能量大时，取决于材料塑性。 二、疲劳强度 用符号：-1 用符号： 用符号 金相检测 图1.1 成像光学原理 序号 1 步骤 取样 方法 注意事项 在要检测的材料或零件上截取样品，取样部位和磨面根 无论用哪种方法取样，都要尽量避免和减少 据分析要求而定，截取方法视材料硬度选择，有车、刨、 因塑性变形和受热所引起的组织变化现象。 砂轮切割机，线切割机及锤击法等，尺寸以适宜手握为 截取时可加水等冷却。 宜。 用砂轮机或挫刀等磨平检验面，若不需要观察边缘时可 若有渗层等表面处理时，不要倒角，且要磨 将边缘倒角。粗磨的同时去掉了切割时产生的变形层。 掉约1.5mm，如渗碳。 按金相砂纸号顺序：120、280、01、03、05或120、 每道砂纸磨制时，用力要均匀，一定要磨平 280、02、04、06将砂纸平铺在玻璃板上，一手拿样品， 检验面，转动样品表面，观察表面的反光变 一手按住砂纸磨制，更换砂纸时，磨痕方向应与上道磨 化确定，更换砂纸时，勿将砂粒带入下道工 痕方向垂直，磨到前道磨痕消失为止，砂纸磨制完毕， 序。 将手和样品冲洗干净。 初次制样时，适宜在抛光盘约半径一半处抛 光，感到阻力大时，就该加抛光液了。 同上 这步动作之间的衔接一定要迅速，以防氧化 污染，腐蚀完毕，必须将手与样品彻底吹干， 一定要完全充分干燥，方可在显微镜下观察 分析。否则显微镜镜头损坏。 2 3 粗磨 细磨 4 5 6 粗抛光 用绿粉（Cr203）水溶液作为抛光液在帆布上进行抛光， 将抛光液少量多次地加入到抛光盘上进行抛光。注意安 全，以免样品飞出伤人。 细抛光 用红粉（Fe2O3）水溶液作为抛光液在绒布上抛光，将抛 光液少量多次地加入到抛光盘上进行抛光。 腐蚀 抛光好的金相样品表面光亮无痕，若表面干净干燥，可 直接腐蚀，若有水分可用酒精冲洗吹干后腐蚀。将抛光 面浸入选定的腐蚀剂中（钢铁材料最常