用格柵法測CPR1000不銹鋼泵殼中的鐵素體含量

乙繼海

(中國第一重型機械股份公司鑄鍛鋼事業(yè)部，黑龍江161042)

隨著我國核電事業(yè)的不斷發(fā)展，各項檢驗工藝規(guī)程也在不斷完善。我們根據(jù)AFNOR標準NF A05-165編寫了新的CPR1000水壓試驗不銹鋼泵殼組織鐵素體含量金相檢驗工藝規(guī)程，并通過了東方阿海琺不銹鋼主泵泵殼的制造資質(zhì)及國家核安全局的認可。

1 格柵法檢驗的原理

根據(jù)鐵素體的含量范圍，選用不同規(guī)格的格柵片。根據(jù)鐵素體分布的規(guī)律，將格柵片按要求放在顯微組織剖面上。對落在鐵素體上的格柵點進行統(tǒng)計，再根據(jù)公式計算出鐵素體的含量。

2 格柵法檢驗的要點

在新的工藝規(guī)程中，采用格柵法測定鐵素體含量。我們從國外訂購了4組正方形格柵片及顯微鏡附件，專門用于研究制訂CPR1000主泵泵殼鐵素體含量檢驗規(guī)程。格柵法檢測的要點是：

(1)鐵素體含量應由在零件加工表面或試樣上所進行的一組若干次測量的平均值來確定。對于試樣，如果可能，應在兩個相互垂直的平面上進行測量。

(2)本方法應按AFNOR標準NF A05-165進行，所用放大倍數(shù)在(300～800)倍之間。選擇的放大倍數(shù)應使鐵素體相中的平均切割段近似等于晶格間距的一半。并且放大率應該盡可能的高，以避免格柵毗鄰的兩個點屬于相同的粒子。

(3)將試樣置于金相顯微鏡明場下觀察，可以選用較低的放大倍率全面觀察整個檢驗面，以便選取整個面上鐵素體含量的視場。檢測時，觀測場數(shù)目取決于希望得到的測量偏差和體積尺寸的大小。為了保證得到一個可以接受的統(tǒng)計值，相對精度應為10%。在沿垂直平面所切割的兩個截面上用草酸浸泡后進行測量。每個平面上的觀察區(qū)域數(shù)量最少為30 個。在試樣表面上將區(qū)域進行有規(guī)律的分配，確定觀測場的間隔，它們不能有區(qū)域的重疊。鐵素體不均勻時，沿水平和垂直方向進行測量，取平均值作為該試樣平均格柵。當鐵素體在視場內(nèi)呈明顯的方向性分布時，將格柵與此方向成45°角進行測量即可。

(4)可使用格柵點總數(shù)目PT=25，將其覆蓋在待測圖像上。數(shù)出落在每個觀測點α相上的格柵點數(shù)Pi。每一個觀測點的格柵點數(shù)與格柵點的總數(shù)目的百分比為c，求出體積百分數(shù)為VV。對每個觀測場，都要在成分中標出點(pi)的數(shù)目。任何低于成分界限的點，都應該被算為1/2點。為了盡量縮小偏差，將我們不能判定在內(nèi)部還是外部的所有可疑點都考慮為1/2。

3 格柵法檢驗實例

(1)取樣部位、數(shù)量應滿足產(chǎn)品標準或技術條件規(guī)定的要求。

(2)試樣應在冷狀態(tài)下用機械方法切取，無過熱，檢驗面為15 mm×15 mm。

(3)拋光好的試樣無劃痕、銹蝕及斑點，檢驗面確定無誤后，進行檢驗。

(4)用10%鉻酸水溶液，電解腐蝕或其他方法腐蝕試樣。

(5)被測試樣的鐵素體含量在10%～20%范圍內(nèi)。格柵點總數(shù)目PT=25，觀測點數(shù)目n=30，放大倍率為400倍，觀測結(jié)果見表1。

(6)計算結(jié)果

表1 觀測結(jié)果Table 1 The observations results

對于每個觀測點，根據(jù)式(1)來計算成分PP(i)里包含點的比例：

(1)

(2)

根據(jù)式(3)計算與算術平均值有關的標準偏差σ：

(3)

根據(jù)式(4)計算體積分數(shù)VV：

(4)

式(4)中，C.1為95%概率的置信區(qū)間。

將表1觀測結(jié)果代入公式中計算可得：

4 結(jié)語

格柵法檢測鐵素體含量的特點是測量偏差小，鐵素體含量平均值穩(wěn)定，可用于鑄件、鍛件、焊接件等不銹鋼產(chǎn)品。對在每個平面上得到的置信區(qū)間都應進行計算。如果兩個置信區(qū)間彼此重疊，則其鐵素體含量的平均值和置信區(qū)間應根據(jù)兩組值進行確定，否則應記錄兩個方向的鐵素體含量和置信區(qū)間。在新工藝規(guī)程中，采用格柵法測定鐵素體含量，應按AFNOR標準NF A05-165進行。國內(nèi)現(xiàn)使用的標準評級圖比較法、金相割線法存在精確度低、誤差大等缺陷，很難精確定量。從金相檢驗實例看，采用格柵法檢驗CPR1000不銹鋼泵殼鐵素體含量，各項參數(shù)滿足技術要求。