ASTM E45 測定鋼中夾雜物含量的試驗方法

美國材料與試驗協會 (ASTM) 制定的《ASTM E45 鋼中夾雜物含量測定標準試驗方法》描述了多種測定鍛鋼中非金屬夾雜物（細胞內非生物物質）含量的方法。宏觀方法包括宏觀磨損、斷裂、階梯減薄和磁粉檢測。微觀方法包括五種檢測系統。在這些微觀方法中，夾雜物根據形態相似性（而非化學特性）進行分類。此標準包含一些金相方法，可以簡單區分形態相似的夾雜物。雖然這些方法主要用於對夾雜物進行分級，但碳化物、氮化物、碳氮化物、硼化物和金屬間相等成分也可以使用一些微觀方法進行分級。在某些情況下，除鋼以外的合金也可以使用一種或多種上述方法進行分級。

這些測試方法涵蓋了根據微觀方法A和D，使用自動影像分析進行JK型夾雜物分級的程序。根據鋼材類型和所需性能，宏觀方法、微觀方法或兩者結合，可能足以確定夾雜物含量。這些測試方法僅涉及建議的測試方法，其中任何內容均不應被理解為定義或確立任何鋼材等級的可接受限度。

就本標準而言，除了 ASTM E7 中給出的術語和定義外，還適用以下定義：

• 縱橫比是微觀結構特徵的長寬比。
• 虛線梁是三個或更多 B 型或 C 型夾雜物，排列在與熱加工軸平行的平面上，偏移量不超過 15 µm，兩個最近相鄰夾雜物之間的間隔小於 40 µm。
• ASTM E7 標準定義了硫化物、氧化鋁和矽酸鹽夾雜物的類型。在某些方法中，球形氧化物是指孤立的、相對未變形的夾雜物，其長寬比不超過 2:1。在其他方法中，氧化物分為可變形和不可變形兩類。
• JK 夾雜物等級是一種基於瑞典 Jernkontoret 程序測量非金屬夾雜物的方法。
• 細桁是指在變形方向上明顯伸長的單一夾雜物，或三個或三個以上 B 型或 C 型夾雜物排列在與熱加工軸平行的平面上，偏移量不超過 15 µm，且兩個最近相鄰夾雜物之間的距離小於 40 µm。
• 閾值調整是隔離顯微鏡視野內某個組件所表現出的一系列灰階值。
• 最差現場等級是一種評級方法，其中通過分配在樣品表面任何地方觀察到的該夾雜物類型的最高嚴重程度值來對樣品的每種夾雜物類型進行分級。

這些測試方法包括四種宏觀測試方法和五種微觀測試方法（手動和影像分析）來表達鋼中夾雜物含量和測試結果。

夾雜物的特徵在於其大小、形狀、濃度和分佈，而非化學成分。雖然成分沒有明確規定，但顯微鏡方法可以將夾雜物歸入若干成分類別（硫化物、氧化物和矽酸鹽）。本標準描述了一種金相方法，用於輔助夾雜物鑑別。此方法僅檢測存在於測試表面的夾雜物。

宏觀檢測方法比微觀檢測方法評估更大的表面區域，並且由於檢查是透過目視或低倍放大進行的，因此這些方法最適合檢測較大的夾雜物。這些方法不適用於檢測長度小於約 0,40 毫米的夾雜物，並且無法按類型區分夾雜物。

宏觀測試方法包括：

• 宏觀磨損試驗
• 斷裂試驗
• 逐步方法
• 磁粉法

微觀檢測方法用於表徵由於脫氧或鋼中溶解度有限而形成的夾雜物。這些微觀檢測方法根據形態類型（即尺寸、形狀、濃度和分佈）對夾雜物的嚴重程度和類型進行排序，而非具體地根據成分進行排序。這些夾雜物的特徵在於形態類型（即尺寸、形狀、濃度和分佈），而非具體地根據成分進行排序。

微觀分析法並非用於評估外來夾雜物的含量。如果對夾雜物是原生的還是外來的存在爭議，可以使用能量色散X射線光譜 (EDS) 等微觀分析方法來幫助確定夾雜物的性質。然而，必須結合微觀分析結果，結合鑄造製程和生產材料（例如脫氧、脫硫、夾雜物形狀控制添加劑以及耐火材料和爐襯成分）的經驗和知識，才能確定夾雜物是原生的還是外來的。

由於特定鋼材批次中夾雜物的數量因地點而異，因此必須對該批次進行統計抽樣以評估夾雜物含量。抽樣率必須適合該批次的規模及其特定屬性。對於夾雜物含量極低的材料，可以使用自動影像分析進行更準確的分級，從而實現更精確的微觀分級。

採用宏觀測試方法來表徵拋光樣品表面夾雜物的尺寸、分佈、數量和類型。

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