实验非金属夹杂物的分析与评定实用教案

1、 非金属夹杂物破坏了金属基体的连续性、均匀性，易引起应力集中，造成(zo chn)机械性能下降，导致材料的早期破坏，其影响程度主要取决于夹杂物的形状、大小、分布和聚集状态。1、检验(jinyn)钢中的非金属夹杂物的必要性第1页/共33页第一页，共33页。2、钢中非金属夹杂(jiz)物的来源 a）内在(nizi)的：包括铁矿石钢厂在冶炼时，用Si、Al脱氧造成。 3FeO + 2Al 3Fe + Al2O3 2FeO + Si 2Fe + SiO2b）外来的：浇铸过程(guchng)卷入的耐火材料等。第2页/共33页第二页，共33页。3、制样要求(yoqi) a、取样时沿轧制(zh zh)方向，

2、磨制纵向截面观察夹杂物大小、形状、数量，横向截面观察夹杂物从边缘到中心的分布。试样表面无划痕、无锈蚀点、无扰乱层。 b、淬火以提高试样的硬度，保留夹杂物的外形。 c、试样表面不浸蚀。第3页/共33页第三页，共33页。4、非金属夹杂(jiz)物的分类 a、氧化物：FeO、MnO、Cr2O3、Al2O3； b、硫化物：FeS、Mn S及其共晶体(jngt)； c、硅酸盐：2FeOSiO2、2MnOSiO2； d、氮化物：TiN、VN； e、稀土夹杂物第4页/共33页第四页，共33页。5、非金属夹杂(jiz)物的鉴别方法 a明场：检验夹杂物的数量、大小、形状(xngzhun)、分布、抛光性和色彩。不

3、透明夹杂物呈浅灰色或其他颜色，透明的夹杂物颜色较暗。 b暗场：检验夹杂物的透明度、色彩。透明夹杂物发亮，不透明夹杂物呈暗黑色、有时有亮边。 c偏光：检验夹杂物的各向同性和各向异性，色彩、黑十字现象。第5页/共33页第五页，共33页。6、非金属夹杂(jiz)物的特征 a）硫化物 主要有硫化铁（FeS）和硫化锰（MnS），以及(yj)它们的共晶体等。第6页/共33页第六页，共33页。6、非金属夹杂(jiz)物的特征 a）硫化物硫化物夹杂断口MnS夹杂 300 x第7页/共33页第七页，共33页。6、非金属夹杂(jiz)物的特征 a）硫化物硫化物夹杂 300 xMnS夹杂 100 x第8页/共33页

4、第八页，共33页。6、非金属夹杂(jiz)物的特征 b）氧化物 常见(chn jin)氧化物有氧化亚铁（FeO）、氧化亚锰（MnO）、氧化铬（Cr2O3）、氧化铝（Al2O3）等。第9页/共33页第九页，共33页。6、非金属夹杂(jiz)物的特征 b）氧化物 常见(chn jin)氧化物有氧化亚铁（FeO）、氧化亚锰（MnO）、氧化铬（Cr2O3）、氧化铝（Al2O3）等。SiO2 500 x第10页/共33页第十页，共33页。6、非金属夹杂(jiz)物的特征 b）氧化物Al2O3夹杂 400 xAl2O3夹杂 500 x第11页/共33页第十一页，共33页。6、非金属夹杂(jiz)物的特征

5、b）氧化物FeO夹杂 500 xSiO2 500 x第12页/共33页第十二页，共33页。6、非金属夹杂(jiz)物的特征 b）氧化物Cr2O3夹杂 500 x第13页/共33页第十三页，共33页。6、非金属夹杂(jiz)物的特征 b）氧化物Cr2O3夹杂(jiz) 500 x第14页/共33页第十四页，共33页。6、非金属夹杂(jiz)物的特征 c）硅酸盐夹杂(jiz)物 常见的硅酸盐夹杂(jiz)物有铁橄榄石（2FeOSiO2）、锰橄榄石（2MnOSiO2）、复合铁锰硅酸盐（nFemMnOpSiO2）以及硅酸铝（3Al2O32SiO2）等。 第15页/共33页第十五页，共33页。6、非金属

6、夹杂(jiz)物的特征 c）硅酸盐夹杂(jiz)物硅酸盐夹杂明场像+暗场像第16页/共33页第十六页，共33页。6、非金属夹杂(jiz)物的特征 d）氮化物 主要(zhyo)有氮化钛（TiN）、氮化钒（VN）和氰化钛Ti(NC)。第17页/共33页第十七页，共33页。6、非金属夹杂(jiz)物的特征 d）氮化物 主要(zhyo)有氮化钛（TiN）、氮化钒（VN）和氰化钛Ti(NC)。氮化钛（TiN）夹杂(jiz)500 x第18页/共33页第十八页，共33页。 非金属夹杂( jiz)物的特征第19页/共33页第十九页，共33页。 非金属夹杂( jiz)物的特征第20页/共33页第二十页，共33

7、页。7、GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物显微(xin wi)评定方法 a、非金属夹杂、非金属夹杂(jiz)物的评级方法物的评级方法 金相图片比较法：放大金相图片比较法：放大100，视场直径，视场直径为为0.8，选取最严重的视场，按夹杂，选取最严重的视场，按夹杂(jiz)物的数量、大小、长度及其分布与标准图比物的数量、大小、长度及其分布与标准图比较。综合考虑评定时，允许评较。综合考虑评定时，允许评0.5级，如：级，如：0.5级，级，1.5级等。级等。第21页/共33页第二十一页，共33页。7、GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物显微(xin wi)评定方法 b、分为五个基本类

8、型：、分为五个基本类型： A类：硫化物类型类：硫化物类型 B类：氧化物类型类：氧化物类型 C类：硅酸盐类型类：硅酸盐类型 D类：球状氧化物类。类：球状氧化物类。 DS类：单颗粒球状物，指直径类：单颗粒球状物，指直径13um 每种类型按照厚度或直径不同分为粗系和细系，每个系列每种类型按照厚度或直径不同分为粗系和细系，每个系列(xli)由由15级图片组成。级图片组成。 JK标准中规定了标准中规定了A、B、C、D四种类型。四种类型。第22页/共33页第二十二页，共33页。7、GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物显微评定(pngdng)方法 c、结果、结果(ji gu)表示表示在每个试样(sh

9、 yn)的夹杂物类别字母后标+最恶劣视场的级别数。 举例： 1）材料：GCr15-轴承钢试样2个，放大100，各1个视场。第一个视场：A3：硫化物3级（细系） B2：氧化物2级（细系）第二个视场：A3：硫化物3级（细系） B4：氧化物4级（细系） 2）两个试样的平均含量:第23页/共33页第二十三页，共33页。7、GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物显微(xin wi)评定方法 举例： 3）非金属夹杂(jiz)物的最高含量: B 4级（细系） 4）各类夹杂物平均级数量(shling)总和： A+B=3+3=6级（细系）对于长度超过视场直径和厚度大于标准评级规定的夹杂物均应单独记录。在每

10、个试样的夹杂物类别字母后标+最恶劣视场的级别数。 第24页/共33页第二十四页，共33页。7、GB/T10561-2005钢中非金属夹杂(jiz)物显微评定方法在每个试样的夹杂(jiz)物类别字母后标+最恶劣视场的级别数。 举例(j l)： 5）试验报告 本标准号；钢种、炉号、样品号；取样方法及检验部位；选用的方法（标准评级图、观察方法、检验方法和结果表示方法）；检验结果（夹杂物尺寸超过标准评级图时应予以指明）；试验报告及日期。第25页/共33页第二十五页，共33页。7、GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物显微(xin wi)评定方法 d、评级、评级(png j)原则原则分为(fn w

11、i)A、B、C、D、DS五类，粗系、细系。1）评级图为下限图片，若出现两级之间（长度或点数）的夹杂物时，按照相邻较小级别评定。2）对于同类夹杂物，当出现在粗系或者细系两系之间时，其形状或厚度（或直径）接近哪个系列级别按哪个相应的系列图片进行评级，若恰在中间则按照粗系评定。3）在同一视场中同时出现最严重的粗大或细小夹杂物时（呈同一母线分布或不呈同一母线分布），不能分开评定，其级别应按照长度或数量相加后并按占优势的夹杂物进行评级（评定时不必测量，直接对照图片）。第26页/共33页第二十六页，共33页。7、GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物显微(xin wi)评定方法 d、评级、评级(pn

12、g j)原则原则分为(fn wi)A、B、C、D、DS五类，粗系、细系。4）同一视场中出现同一母线而断续的同类同系的B、C类夹杂物时，若两条夹杂物断开间距大于0.04（在100下，4），应按照二条计算（将间距除去），若小于0.04则算作一条夹杂物。5）当出现大于2级的夹杂物时，可参照ASTME45的图（即JK图）进行评级。第27页/共33页第二十七页，共33页。实验实验(shyn)五五 非金属夹杂物的分析与评定非金属夹杂物的分析与评定 第28页/共33页第二十八页，共33页。一、实验(shyn)目的及要求 1掌握钢中非金属夹杂物的分类与形态特征。 2掌握使用(shyng)标准评定钢中非金属夹杂物的级别。第29页/共33页第二十九页，共33页。二、实验仪器二、实验仪器(yq)及材料及材料 1实验仪器 XJG-01型立式(l sh)金相显微镜， XJG-02立式(l sh)型金相显微镜，XJG-05型卧式金相显微镜，4XC型金相显微镜 2试验材料 非金属夹杂物试样第30页/共33页第三十页，共33页。三、实验内容三、实验内容(nirng)及步骤及步骤 1、分析夹杂物产生原因； 2、识别钢中各种( zhn)夹杂物的形态特征；