วิธีทดสอบ ASTM E45 สำหรับการกำหนดปริมาณการรวมตัวในเหล็ก

วิธีทดสอบ ASTM E45 สำหรับการกำหนดปริมาณการรวมตัวในเหล็ก

มาตรฐาน "ASTM E45 Standard Test Methods for Determining Inclusion Content in Steel" ซึ่งพัฒนาโดยสมาคมทดสอบและวัสดุแห่งสหรัฐอเมริกา (ASTM) อธิบายวิธีการหลายวิธีสำหรับการหาปริมาณสารเจือปนที่ไม่ใช่โลหะ (สารที่ไม่มีชีวิตภายในเซลล์) ของเหล็กดัด วิธีการในระดับมหภาคประกอบด้วยการขัดถูในระดับมหภาค การแตกหัก การรีดักชันแบบขั้นบันได และการทดสอบอนุภาคแม่เหล็ก วิธีการในระดับจุลภาคประกอบด้วยระบบการตรวจสอบห้าระบบ ในวิธีการในระดับจุลภาคเหล่านี้ สารเจือปนจะถูกจัดประเภทตามความคล้ายคลึงกันทางสัณฐานวิทยา โดยไม่จำเป็นต้องระบุเอกลักษณ์ทางเคมี มาตรฐานนี้ประกอบด้วยวิธีการทางโลหะวิทยาที่ช่วยให้สามารถแยกแยะสารเจือปนที่มีสัณฐานวิทยาคล้ายคลึงกันได้อย่างง่ายดาย แม้ว่าวิธีการเหล่านี้จะได้รับการออกแบบมาเพื่อการจัดระดับสารเจือปนเป็นหลัก แต่ส่วนประกอบต่างๆ เช่น คาร์ไบด์ ไนไตรด์ คาร์โบไนไตรด์ โบไรด์ และเฟสอินเตอร์เมทัลลิก สามารถจัดระดับได้โดยใช้วิธีการทางจุลภาคบางวิธี ในบางกรณี โลหะผสมชนิดอื่นที่ไม่ใช่เหล็กกล้าอาจจัดระดับได้โดยใช้วิธีการเหล่านี้วิธีใดวิธีหนึ่งหรือมากกว่า

วิธีทดสอบ ASTM E45 สำหรับการกำหนดปริมาณการรวมตัวในเหล็ก

วิธีทดสอบเหล่านี้ครอบคลุมขั้นตอนการประเมินคุณภาพสารปนเปื้อนชนิด JK โดยใช้การวิเคราะห์ภาพอัตโนมัติตามวิธี A และ D การวิเคราะห์ปริมาณสารปนเปื้อนอาจใช้วิธีการทางมหภาคหรือจุลภาค หรือทั้งสองวิธีรวมกัน ขึ้นอยู่กับประเภทของเหล็กและคุณสมบัติที่ต้องการ วิธีทดสอบเหล่านี้เกี่ยวข้องกับวิธีการทดสอบที่แนะนำเท่านั้น และไม่มีส่วนใดในวิธีการเหล่านี้ที่สามารถตีความหรือกำหนดขีดจำกัดการยอมรับของเหล็กเกรดใดๆ ได้

เพื่อวัตถุประสงค์ของมาตรฐานนี้ นอกเหนือจากข้อกำหนดและคำจำกัดความที่กำหนดไว้ใน ASTM E7 แล้ว คำจำกัดความต่อไปนี้ยังใช้บังคับด้วย:

  • อัตราส่วนภาพคืออัตราส่วนความยาวต่อความกว้างของลักษณะโครงสร้างจุลภาค
  • คานประเป็นคานที่มีการรวมประเภท B หรือ C จำนวน 3 ชิ้นขึ้นไปที่เรียงตัวในระนาบขนานกับแกนงานร้อน และมีการชดเชยไม่เกิน 15 µm โดยมีระยะห่างระหว่างการรวม 2 ชิ้นที่อยู่ใกล้ที่สุดน้อยกว่า 40 µm
  • มาตรฐาน ASTM E7 กำหนดประเภทของสารรวมสำหรับสารรวมซัลไฟด์ อะลูมินา และซิลิเกต ในบางวิธี ออกไซด์ทรงกลมหมายถึงสารรวมที่แยกตัวและค่อนข้างไม่เสียรูป โดยมีอัตราส่วนภาพไม่เกิน 2:1 ในบางวิธี ออกไซด์แบ่งออกเป็นประเภทที่เสียรูปได้และประเภทที่เสียรูปไม่ได้
  • เกรดการรวม JK เป็นวิธีการวัดการรวมที่ไม่ใช่โลหะตามขั้นตอน Jernkontoret ของสวีเดน
  • สตริงเกอร์คือส่วนประกอบแต่ละชิ้นที่ยืดออกอย่างมากในทิศทางของการเสียรูป หรือมีส่วนประกอบประเภท B หรือ C จำนวน 3 ชิ้นขึ้นไปที่เรียงตัวในระนาบขนานกับแกนงานร้อน และมีการชดเชยไม่เกิน 15 µm โดยมีระยะห่างน้อยกว่า 40 µm ระหว่างส่วนประกอบที่อยู่ติดกันสองชิ้นที่ใกล้ที่สุด
  • การปรับเกณฑ์คือการแยกช่วงค่าระดับสีเทาที่แสดงโดยส่วนประกอบภายในสนามกล้องจุลทรรศน์
  • เกรดสนามที่แย่ที่สุดเป็นการจัดอันดับที่ตัวอย่างจะถูกจัดเกรดสำหรับประเภทการรวมแต่ละประเภทโดยการกำหนดค่าความรุนแรงสูงสุดของประเภทการรวมนั้นๆ ที่สังเกตได้จากทุกที่บนพื้นผิวของตัวอย่าง

วิธีทดสอบเหล่านี้รวมถึงวิธีการทดสอบระดับมหภาคสี่วิธีและระดับจุลภาคห้าวิธี (การวิเคราะห์ด้วยมือและภาพ) เพื่อแสดงเนื้อหาของเหล็กที่รวมอยู่และผลการทดสอบ

สารเจือปนจะถูกกำหนดลักษณะโดยขนาด รูปร่าง ความเข้มข้น และการกระจายตัว มากกว่าองค์ประกอบทางเคมี แม้ว่าจะยังไม่มีการกำหนดองค์ประกอบ แต่ด้วยวิธีการทางจุลทรรศน์จะจัดสารเจือปนให้อยู่ในหมวดหมู่ใดหมวดหมู่หนึ่งจากหลายหมวดหมู่ (ซัลไฟด์ ออกไซด์ และซิลิเกต) มาตรฐานนี้อธิบายวิธีการทางโลหะวิทยาเพื่อช่วยในการแยกแยะสารเจือปน สามารถตรวจจับได้เฉพาะสารเจือปนที่ปรากฏบนพื้นผิวทดสอบเท่านั้น

วิธีการทดสอบแบบมหภาคจะประเมินพื้นที่ผิวที่ใหญ่กว่าวิธีการทดสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ และเนื่องจากการตรวจสอบทำได้ด้วยสายตาหรือกำลังขยายต่ำ วิธีการเหล่านี้จึงเหมาะสมที่สุดสำหรับการตรวจจับสิ่งเจือปนขนาดใหญ่ วิธีการเหล่านี้ไม่เหมาะสำหรับการตรวจจับสิ่งเจือปนที่มีความยาวน้อยกว่าประมาณ 0,40 มม. และไม่ได้แยกสิ่งเจือปนตามประเภท

วิธีทดสอบมหภาคประกอบด้วย:

  • การทดสอบการขัดถูในระดับมหภาค
  • การทดสอบการแตกหัก
  • วิธีการทีละขั้นตอน
  • วิธีอนุภาคแม่เหล็ก

วิธีการทดสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ใช้เพื่อระบุลักษณะของสิ่งเจือปนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาดีออกซิไดซ์หรือการละลายที่จำกัดในเหล็กกล้าแข็ง วิธีการทดสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้จัดอันดับความรุนแรงและชนิดของสิ่งเจือปนตามลักษณะทางสัณฐานวิทยา ได้แก่ ขนาด รูปร่าง ความเข้มข้น และการกระจายตัว แต่ไม่ได้จำแนกตามองค์ประกอบอย่างเฉพาะเจาะจง สิ่งเจือปนเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะตามลักษณะทางสัณฐานวิทยา ได้แก่ ขนาด รูปร่าง ความเข้มข้น และการกระจายตัว แต่ไม่ได้จำแนกตามองค์ประกอบอย่างเฉพาะเจาะจง

วิธีการทางจุลทรรศน์ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อประเมินปริมาณของสิ่งเจือปนจากภายนอก ในกรณีที่มีข้อขัดแย้งว่าสิ่งเจือปนนั้นเป็นของดั้งเดิมหรือของภายนอก สามารถใช้วิธีการวิเคราะห์ระดับจุลทรรศน์ เช่น สเปกโทรสโกปีรังสีเอกซ์แบบกระจายพลังงาน (EDS) เพื่อช่วยพิจารณาลักษณะของสิ่งเจือปนได้ อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องใช้ประสบการณ์และความรู้เกี่ยวกับกระบวนการหล่อและวัสดุที่ใช้ในการผลิต เช่น การกำจัดออกซิเดชัน การกำจัดซัลเฟอร์ไรเซชัน และสารเติมแต่งควบคุมรูปร่างของสิ่งเจือปน รวมถึงองค์ประกอบของวัสดุทนไฟและองค์ประกอบบุผิวเตา ร่วมกับผลการวิเคราะห์ระดับจุลทรรศน์ เพื่อพิจารณาว่าสิ่งเจือปนนั้นเป็นของดั้งเดิมหรือของภายนอก

เนื่องจากปริมาณสารเจือปนในเหล็กชุดหนึ่งๆ แตกต่างกันไปตามสถานที่ จึงจำเป็นต้องสุ่มตัวอย่างเหล็กชุดนั้นทางสถิติเพื่อประเมินปริมาณสารเจือปน อัตราการสุ่มตัวอย่างต้องเหมาะสมกับขนาดของชุดและคุณสมบัติเฉพาะของชุดนั้นๆ วัสดุที่มีปริมาณสารเจือปนต่ำมากสามารถจัดเกรดได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นโดยใช้การวิเคราะห์ภาพอัตโนมัติ ซึ่งช่วยให้สามารถจัดเกรดด้วยกล้องจุลทรรศน์ได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น

ใช้การทดสอบแบบมหภาคเพื่อระบุลักษณะขนาด การกระจาย จำนวน และประเภทของสิ่งเจือปนบนพื้นผิวตัวอย่างที่ขัดเงา

องค์กรของเราให้การสนับสนุนธุรกิจในทุกภาคส่วนมายาวนาน ผ่านกิจกรรมการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินที่หลากหลาย ด้วยทีมงานที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับโลกอย่างใกล้ชิด และมุ่งมั่นพัฒนาตนเองอย่างต่อเนื่อง ในส่วนนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน "ASTM E45 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการกำหนดปริมาณสารเจือปนในเหล็ก"

WhatsApp