ASTM E45 testmetoder för bestämning av inneslutningsinnehåll i stål

ASTM E45 testmetoder för bestämning av inneslutningsinnehåll i stål

Standarden "ASTM E45 Standard Test Methods for Determining Inclusion Content in Steel", utvecklad av American Society for Testing and Materials (ASTM), beskriver ett antal metoder för att bestämma innehållet av icke-metalliska inneslutningar (intracellulärt icke-levande material) i smidesstål. Makroskopiska metoder inkluderar makroabrasion, sprickbildning, stegvis reduktion och magnetisk partikeltestning. Mikroskopiska metoder inkluderar fem inspektionssystem. I dessa mikroskopiska metoder tilldelas inneslutningar en kategori baserad på likhet i morfologi och inte nödvändigtvis kemisk identitet. Denna standard inkluderar metallografiska metoder som möjliggör enkel åtskillnad mellan morfologiskt liknande inneslutningar. Även om dessa metoder främst är utformade för att gradera inneslutningar, kan komponenter som karbider, nitrider, karbonitrider, borider och intermetalliska faser graderas med hjälp av vissa mikroskopiska metoder. I vissa fall kan andra legeringar än stål graderas med hjälp av en eller flera av dessa metoder.

ASTM E45 testmetoder för bestämning av inneslutningsinnehåll i stål

Dessa testmetoder täcker procedurerna för att utföra inneslutningsgraderingar av JK-typ med hjälp av automatiserad bildanalys i enlighet med mikroskopiska metoder A och D. Beroende på ståltyp och de erforderliga egenskaperna kan en makroskopisk eller mikroskopisk metod, eller en kombination av de två, anses vara tillfredsställande för att bestämma inneslutningshalten. Dessa testmetoder avser endast de rekommenderade testmetoderna, och ingenting i dem ska tolkas som att de definierar eller fastställer gränserna för acceptans för någon stålsort.

I denna standard gäller, utöver de termer och definitioner som anges i ASTM E7, följande definitioner:

  • Bildförhållande är förhållandet mellan längd och bredd för en mikrostrukturell funktion.
  • En streckad balk är tre eller fler inneslutningar av typ B eller C som är uppradade i ett plan parallellt med varma arbetsaxeln och förskjutna med högst 15 µm, med ett avstånd på mindre än 40 µm mellan de två närmaste intilliggande inneslutningarna.
  • ASTM E7-standarden definierar inneslutningstyper för sulfid-, aluminiumoxid- och silikatinneslutningar. I vissa metoder avser sfärisk oxid isolerade, relativt odeformerade inneslutningar med ett aspektförhållande som inte överstiger 2:1. I andra metoder delas oxider in i deformerbara och icke-deformerbara typer.
  • JK-inneslutningsgraden är en metod för att mäta icke-metalliska inneslutningar baserad på Jernkontorets procedurer.
  • En stringer är en enskild inneslutning som är avsevärt utsträckt i deformationsriktningen, eller tre eller fler inneslutningar av typ B eller C som är inriktade i ett plan parallellt med hetarbetsaxeln och förskjutna med högst 15 µm, med ett avstånd på mindre än 40 µm mellan de två närmaste intilliggande inneslutningarna.
  • Tröskeljustering är isoleringen av ett intervall av grånivåvärden som uppvisas av en komponent inom mikroskopfältet.
  • Sämsta fältbetyg är en bedömning där provet betygsätts för varje inneslutningstyp genom att tilldela värdet för den högsta allvarlighetsgraden av den inneslutningstypen som observerats var som helst på provets yta.

Dessa testmetoder omfattar fyra makroskopiska och fem mikroskopiska testmetoder (manuell och bildanalys) för att uttrycka stålets inneslutningsinnehåll och testresultaten.

Inneslutningar karaktäriseras av storlek, form, koncentration och distribution snarare än kemisk sammansättning. Även om sammansättningar inte är definierade placerar mikroskopiska metoder inneslutningar i en av flera sammansättningskategorier (sulfider, oxider och silikater). Denna standard beskriver en metallografisk metod för att underlätta urskiljning av inneslutningar. Endast inneslutningar som finns på testytan kan detekteras.

Makroskopiska testmetoder utvärderar större ytor än mikroskopiska testmetoder, och eftersom inspektionen utförs visuellt eller vid låg förstoring är dessa metoder bäst lämpade för att detektera större inneslutningar. Dessa metoder är inte lämpliga för att detektera inneslutningar mindre än cirka 0,40 mm i längd och separerar inte inneslutningar efter typ.

Makroskopiska testmetoder inkluderar:

  • Makro-nötningstest
  • Frakturtest
  • Steg-för-steg-metod
  • Magnetisk partikelmetod

Mikroskopiska testmetoder används för att karakterisera inneslutningar som bildats till följd av deoxidation eller begränsad löslighet i massivt stål. Dessa mikroskopiska testmetoder rangordnar inneslutningarnas svårighetsgrad och typ efter morfologisk typ, det vill säga storlek, form, koncentration och distribution, men inte specifikt efter sammansättning. Dessa inneslutningar karakteriseras efter morfologisk typ, det vill säga storlek, form, koncentration och distribution, men inte specifikt efter sammansättning.

Mikroskopiska metoder är inte utformade för att bedöma innehållet av exogena inneslutningar. Vid oenighet om huruvida en inneslutning är naturlig eller exogen kan mikroanalytiska metoder som energidispersiv röntgenspektroskopi (EDS) användas för att fastställa inneslutningens natur. Erfarenhet och kunskap om gjutningsprocessen och produktionsmaterial, såsom deoxidation, avsvavling och tillsatser för formkontroll av inneslutningar, samt eldfasta och ugnsbeklädnader, måste dock användas i samband med mikroanalytiska resultat för att avgöra om en inneslutning är naturlig eller exogen.

Eftersom inneslutningspopulationen i en given stålsats varierar beroende på plats, måste satsen provtas statistiskt för att bedöma inneslutningshalten. Provtagningsfrekvensen måste vara tillräcklig för satsstorleken och dess specifika egenskaper. Material med mycket låg inneslutningshalt kan graderas mer exakt med hjälp av automatiserad bildanalys, vilket möjliggör en mer exakt mikroskopisk gradering.

Makroskopiska testmetoder används för att karakterisera storleken, distributionen, antalet och typen av inneslutningar på en polerad provyta.

Vår organisation, som i åratal har stöttat företag inom alla sektorer genom ett brett utbud av test-, mät-, analys- och utvärderingsaktiviteter, har ett starkt team av medarbetare som noggrant följer den globala utvecklingen inom vetenskap och teknik och ständigt förbättrar sig. I detta sammanhang tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med "ASTM E45 Standard Test Methods for Determining Inclusion Content in Steel".

WhatsApp