GB/T 15711-2018 钢中非金属夹杂物的检验 塔形发纹酸浸法
来源:健明迪检测
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健明迪检测提供的GB/T 15711-2018 钢中非金属夹杂物的检验 塔形发纹酸浸法,GB/T15711 2018《钢中非金属夹杂物的检验塔形发纹酸浸法》中的“塔形发纹酸浸法”,是一种宏观检验钢中非金属夹杂物的方法,报告具有CMA,CNAS认证资质。
GB/T 15711
2018《钢中非金属夹杂物的检验 塔形发纹酸浸法》中的“塔形发纹酸浸法”,是一种宏观检验钢中非金属夹杂物的方法。简单来说,就是通过将钢材加工成阶梯状(塔形)试样,用热酸腐蚀后,观察表面出现的发纹来评价钢的纯净度。
具体解释如下:
塔形试样:将钢材按标准要求车削成直径由大到小的阶梯轴形状(像塔一样),每一阶梯代表从钢材表面到心部的不同深度。
酸浸:将加工好的塔形试样放入加热的盐酸水溶液中(通常为1:1工业盐酸,温度65~80℃)进行腐蚀。
发纹:由于钢中非金属夹杂物(如硫化物、氧化物等)与基体金属在酸中的溶解速度不同,夹杂物所在的位置会被优先腐蚀,从而在试样表面沿轧制方向显现出细小的、头发丝状的裂纹或条痕,即“发纹”。
检验与评定:通过目视或低倍放大镜观察各阶梯上发纹的数量、长度和分布情况,并对照标准中的评级图或按相关技术协议进行评定。
这种方法主要用于检验那些对非金属夹杂物要求严格的特殊钢(如轴承钢、弹簧钢、枪炮用钢等),能够反映出钢材在热加工后,沿变形流线分布的夹杂物宏观缺陷情况。
GB/T 15711-2018 钢中非金属夹杂物的检验 塔形发纹酸浸法标准
GB/T 15711
2018《钢中非金属夹杂物的检验 塔形发纹酸浸法》 是中国国家标准,用于检验钢中非金属夹杂物的分布和数量,特别适用于评估钢材的纯净度和内部质量。该标准主要应用于特殊钢(如轴承钢、弹簧钢、结构钢等)的检验。
以下是该标准的核心内容解读:
1. 适用范围
适用于直径或边长大于 16 mm 的钢材(如圆钢、方钢)。
通过将钢材车削成阶梯状(塔形)试样,用酸浸蚀后观察表面产生的发纹,来判定钢中非金属夹杂物的严重程度。
2. 检验原理
发纹定义:钢中的非金属夹杂物、气孔、疏松等缺陷,在热加工(轧制、锻造)过程中沿变形方向延伸,形成细小的裂纹状缺陷。经酸浸蚀后,这些缺陷被扩大和显现,在试样表面呈现为细小的、头发丝状的裂纹,故称“发纹”。
塔形试样:将钢材车削成三个不同直径的阶梯,以检验从钢材表层到心部不同深度的夹杂物分布情况。
3. 试样制备(关键步骤)
取样:
取样数量:每批钢材通常取 3 个试样。
取样方向:沿轧制或锻造方向切取。
试样长度:通常为 200 mm。
车削成塔形:
试样车削成三个阶梯,各级尺寸有明确规定。
第一阶梯(最外层):尺寸最接近钢材原始表面。
第二阶梯(中间层):车削深度约为第一阶梯以下一定距离。
第三阶梯(心部):位于钢材中心区域。
各级阶梯的长度和直径递减,具体尺寸根据钢材原始直径查表确定。
表面粗糙度:车削后的表面粗糙度 Ra 应不大于 1.6 μm,且表面不允许有车削刀痕、氧化皮等影响判定的缺陷。
4. 试验方法
酸浸:
将塔形试样清洗干净,去除油污。
放入 1:1(体积比)的盐酸(HCl)水溶液 中,加热至 65~80 ℃ 进行热酸浸蚀。
浸蚀时间根据钢种和溶液温度而定,一般为 10~30 分钟,以清晰显示发纹为准。
浸蚀后取出,用热水冲洗,并用热风吹干。
检验:
用肉眼或借助不大于 10 倍的放大镜观察。
检验每个阶梯的整个圆柱表面,记录发纹的数量、长度和分布。
5. 结果评定
发纹计数规则:
长度 ≥ 0.5 mm 的缺陷计入发纹。
长度 < 0.5 mm 的缺陷不计。
若两条发纹在一条直线上,且间距 ≤ 2 mm,则视为一条发纹,长度为两发纹长度之和加上间距。
评级依据:
标准提供了评级图片,但主要是通过发纹的总条数、总长度和最大长度来判定。
合格界限:通常由产品标准或供需双方协议规定。常见的规定如下:
总条数:三个阶梯上发纹的总数。
总长度:所有发纹长度的总和。
最大长度:单个发纹的最大长度。
例如:某标准可能规定,每阶梯发纹条数 ≤ 5 条,总长度 ≤ 20 mm,最大长度 ≤ 6 mm。
6. 试验报告
试验报告应包含以下内容:
钢材牌号、炉号、规格。
取样位置及试样编号。
每个阶梯的发纹条数、总长度及最大长度。
检验结果是否合格。
总结
GB/T 15711
2018 是一种宏观检验方法,与高倍夹杂物检验(如 GB/T 10561)不同,它侧重于检验较大面积的、沿变形方向延伸的夹杂物聚集区。塔形设计使得可以分层检验钢材从表面到心部的纯净度,这对于承受交变载荷的零部件(如轴承、弹簧)尤为重要,因为皮下夹杂物往往是疲劳裂纹的起源。
GB/T 15711-2018 钢中非金属夹杂物的检验 塔形发纹酸浸法流程
GB/T 15711
2018《钢中非金属夹杂物的检验 塔形发纹酸浸法》规定了用塔形试样酸浸法检验钢中非金属夹杂物的方法。作为第三方检测机构,通常按以下流程操作:
1. 试样制备
取样:在钢材(轧材或锻材)上截取一段,其长度应能加工出总长约150mm的塔形试样。
加工尺寸:试样为阶梯圆柱形,共三个阶梯,每阶长度50mm,直径分别为 D、3/4D、1/2D。
当钢材公称直径或边长 ≤30mm 时,D = 公称尺寸;
当公称直径或边长 >30mm 时,D = 30mm。
表面要求:车削加工,表面粗糙度 Ra ≤ 1.6μm,两端带中心孔,各阶梯过渡处倒角,不允许有横向刀痕或烧伤。
2. 清洗除油
用丙酮、酒精等溶剂彻底清除试样表面油污,保证酸浸均匀。
3. 酸浸操作
酸浸液:工业盐酸与水按 1:1(体积比) 混合。
加热:将酸液加热至 65℃~80℃(通常水浴加热)。
浸蚀:将试样完全浸入,保温 15~30分钟(或直至发纹清晰显示)。可取出冲洗观察,必要时反复浸蚀。
冲洗吹干:取出后立即用热水冲洗,用软毛刷刷去表面腐蚀产物,最后热风吹干。
4. 发纹检验与测量
观察条件:在酸浸后表面未氧化变色时,用肉眼或不超过 10倍放大镜 在明亮光线下观察。
发纹识别:沿轧制方向分布的细长裂纹状缺陷,本质是暴露的非金属夹杂物。注意与折叠、划痕、裂纹等真缺陷区分。
测量规则(使用游标卡尺或量规):
长度 < 0.5mm 的发纹不计。
两条发纹在同一直线上,间距 < 2mm 时,视为一条,长度 = 两发纹长度之和 + 间距。
间距 ≥ 2mm 时,按两条独立发纹计。
记录内容:每个阶梯上发纹的 总条数、总长度(mm)和最大发纹长度(mm)。
5. 结果评定与报告
根据产品标准或委托协议的技术要求进行合格性判定(如限定总条数、最大长度等)。
标准附录A提供了发纹评级图片,可供参考,但通常直接报告实测数据。
检验报告应包含:试样编号、钢种、炉号、规格、各阶梯发纹数据、检验结果及执行标准。
6. 安全与注意事项
酸浸必须在通风橱内进行,操作人员应穿戴耐酸手套、护目镜、防护服。
酸液温度不得超过80℃,防止盐酸大量挥发。
吹干后应尽快检验,避免试样生锈影响判断。
以上即为第三方按 GB/T 15711
2018 进行塔形发纹酸浸法检验的完整流程。