淺析測量審核鋼中非金屬夾雜物含量的測定

(上海市質量監督檢驗技術研究院 上海 200072)

一、前言

測量審核是實驗室對材料進行測試，然后將測試結果與參考值進行比較的過程。當測試結果與參考值越接近，說明能力越強，反之則越差。鋼中非金屬夾雜物含量的測定是材料微觀結構及物理性能領域中必不可少的測量審核項目。

鋼中非金屬夾雜物測量審核的測試項目包括各類夾雜物測量結果和夾雜物評定級別。由于測試人員差異的技術水平、操作過程、主觀經驗等會對結果產生影響，即使重復測試也很難再現試驗結果，因此使用了顯微照片作為樣品。非金屬夾雜物測量依據GB/T10561-2005鋼中非金屬夾雜物含量的測定標準評級圖顯微檢驗方法，只有正確理解和使用標準，才能滿意通過測量項目及準確檢測鋼中非金屬夾雜物含量。

二、鋼中非金屬夾雜物含量的測定項目

圖1 某機構組織的非技術夾雜物含量的測定測量審核圖像

圖1為某機構組織的非金屬夾雜物含量的測定測量審核，只要求按形態區分出A、B、D、DS四類夾雜物進行測量。要求按粗系或細系給出各類夾雜物的測量數據和夾雜物的評定級別。

本次測量審核使用的試樣為專家制作的顯微照片，以總長度的穩健平均值作為指定值，穩健標準差作為能力評定標準差，進行穩健統計技術處理，計算實驗室結果的Z比分數(Z值)。

三、夾雜物的評定過程

將顯微照片導入金相分析軟件，對圖像標尺進行標定，確定顯微照片測量準確。選取盡可能包含全部夾雜物，邊長為0.71mm(實際面積為0.5mm2)的正方形視場進行測定。

B類：圖像中下方，有兩條長串狀夾雜物，排成一行的黑色顆粒，其特征符合B類氧化鋁夾雜物特征，測量最大夾雜物寬度為4um，屬于細系。兩條夾雜物之間的縱向距離為45um，橫向距離為33um，不應視為同一串夾雜物。經測量左側夾雜物長為195um，右側夾雜物長為251um。B類細系總長度為446um，評定級別為2.0級。

D類：圖像左上方和中部各出現一個圓形黑色顆粒，無規則分布，其特征符合D類球狀氧化夾雜物特征，測量最大直徑處分別為11um、7um。D類粗系1個，0.5級，細系1個0.5級。

DS類：圖像右上方有一個圓球狀單顆粒，測量最大直徑處為26um，其特征符合DS類單顆粒球狀夾雜物特征。DS直徑26um，1級。

四、夾雜物評定結果分析

表1 夾雜物正確分類評級結果和總長度穩健平均值

正確區分A類和B類夾雜物，對B類夾雜物類別和系列的評定并不難。本圖像中并未出現灰色單個長條狀A類夾雜物，而難點在于對B類細系夾雜物總長度的測量和評級。一是正確將兩串夾雜物長度測量后，將兩串夾雜物長度相加為B類細系總長度。二是測量兩串夾雜物的橫向距離和縱向距離應同時滿足要求，才能視為一串夾雜物。筆者假設錯誤對B類細系夾雜物評定，兩串視為一串夾雜物，這時夾雜物總長度為491um，帶入Z值計算公式得Z=1.8，小于評定級別2.0級。雖然結果同樣符合評定原則，結果為滿意。但是這種評定方法本身是錯誤的，應杜絕。

D類夾雜物最主要的特征在于無規則分布地不變形顆粒，帶角或圓形，黑色或帶藍色的。主要難點在于D類夾雜物評級的依據和系列的區分。一是D類夾雜物評級依據為D類夾雜物的數量而不是總長度或直徑。二是在同一視場中同時出現同類粗系和細系夾雜物時，夾雜物的評定方法，這一情況在GB/T10561-2005中并未給出具體說明。經查找相關文獻，冶金工業信息標準研究院與原冶金部多次下發了該標準過渡辦法和實施辦法。其中說明了當同類粗大的或細小的夾雜物在同一視場中同時出現時(同一直線或不同直線分布)，均不得分開評定，其級別應將兩系列(粗系、細系)夾雜物的長度或數量相加后按占優勢的那種系列夾雜物評定。大部分測量審核項目要求粗系與細系不分開測量與評級。但是在本次測量審核項目中，專家老師解釋該圖片為多張照片疊加而成，D類粗系和細系夾雜物并非在同一個視場中。因此應按照D類粗系和細系分開進行評定。

DS類夾雜物和D類夾雜物很相似，都是圓形，但很容易區分。D類夾雜物粗系最大寬度為13um，DS類夾雜物直徑≥13um，所以尺寸大于13um的單顆粒球狀夾雜物為DS類夾雜物，而不能評為D類超尺寸夾雜物。DS類夾雜物并無細系粗系之分，僅按照夾雜物最大直徑進行評級。專家給出的正確評級中，DS類夾雜物為1、1.5級，是考慮到DS類夾雜物1.5級下限直徑為27um，與筆者測量26um十分接近，考慮到測量等誤差，專家給出了一定量的范圍。

五、建議

1.非金屬夾雜物測量審核項目與實際檢測過程有所不同，樣品為顯微形態圖像，在檢測前應仔細閱讀測量審核指導書，盡量采用推薦的方法進行測試，并按照指導書中的要求進行檢測。

2.專家給出的穩健標準差過大，應考慮到測試人員錯把兩條(串)夾雜物視為一條(串)夾雜物的情況，根據計算穩健標準差應≤20um。

3.在檢測過程中遇到在同一視場中同時出現同類粗系和細系夾雜物時，應按照指導書中的要求進行檢測。當未明確說明時，可采用GB/T10561中A法或B法進行檢測，并在檢測方法中注明。希望標準再次修訂時能明確規定。

4.檢測結果應按照指導書中的要求進行修約。當遇到無該類夾雜物或達不到評級界限最小值，填報結果為“—”而非“0”。如有超尺寸，應標出具體尺寸數據。