ГОСТ 10243-75

ГОСТ 10243-75 (СТ РЕВ 2837-81) Сталь. Методи випробувань та оцінки макроструктури (зі Зміною N 1)

ГОСТ 10243-75
(СТ РЕВ 2837-81)

Група B09

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

СТАЛЬ

Методи випробувань та оцінки макроструктури

Steel. Методи test і estimation of macrostructure

Дата введення 1978-01-01

ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ постановою Державного комітету стандартів Ради Міністрів СРСР від 19 серпня 1975 р. N 2176

Постановою Держстандарту СРСР від 03.08.82 N 3031 строк дії продовжено до 01.01.88*
_______________
* Обмеження терміну дії знято за протоколом N 4-93 Міждержавної Ради зі стандартизації, метрології та сертифікації. (ІВД N 4, 1994 р). Примітка "КОДЕКС".

ВЗАМІН ГОСТ 10243–62

ПЕРЕВИДАННЯ (лютий 1985 р.) зі Зміною N 1, затвердженим у серпні 1982 р. (ІВД N 11-1982 р.)


Цей стандарт поширюється на ковані та катані вуглецеві, леговані та високолеговані сталі та встановлює методи випробувань та еталонні шкали для оцінки макроструктури, а також класифікацію дефектів макроструктури та зламів прутків та заготовок діаметром або товщиною від 40 мм (найменша сторона) до 250 мм. ) поперечного перерізу.

За угодою між постачальником та споживачем встановлені цим стандартом методики виготовлення макротемплетів та зразків на злам допускається поширювати на заготівлі, поковки та вироби інших перерізів та розмірів. Оцінка макроструктури у випадках може проводитися за стандартами цього стандарту, галузевих стандартів чи технічних умов. За згодою споживача з виробником стандарт може бути поширений на сталь, одержувану методом безперервного розливання.

Необхідність проведення контролю макроструктури, кількість і місце відбору проб по довжині розкочування зливка, розміри проб після перековування, а також норми за дефектами, що допускаються, і перелік недопущених визначаються стандартами на конкретні види металопродукції.

У стандарті враховано вимоги рекомендації РЕВ щодо стандартизації РС 3629-72.

У частині методу контролю травлення стандарт повністю відповідає СТ РЕВ 2837-81.

(Змінена редакція, зміна N 1).

1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

1.1. Макроструктуру металу контролюють:

протруюванням спеціально підготовлених зразків у розчинах кислот.

Метод заснований на відмінності в травності бездефектного металу та ділянок з наявністю пір, ліквації, неоднорідності структури та інших дефектів;

зламом спеціально підготовлених (зокрема додатково термічно оброблених) зразків.

Метод заснований на різному руйнуванні ділянок металу з пористістю, флокенами, перегрівом, сколами та без них.

Контроль якості металу по зламу виробляють:

натомість контролю протруєних зразків, якщо це передбачено стандартами на металопродукцію;

додатково до контролю протруєних зразків для перевірки класифікації макродефектів, а також у дослідних цілях.

1.2. Макроструктуру вуглецевої (з вмістом вуглецю до 0,3%) конструкційної сталі зламу не контролюють.

1.3. Оцінку макротемплетів та зламів роблять оглядом неозброєним оком. Для уточнення класифікації дефектів допускається застосовувати дво-, чотириразове збільшення.

2. ВІДБІР ПРОБ І ВИГОТОВЛЕННЯ ЗРАЗКІВ

2.1. Макроструктуру металу контролюють за одним із наступних варіантів.

2.1.1. Прутки та заготовки розміром до 140 мм у повному поперечному перерізі.

2.1.2. Прутки та заготівлі розміром понад 140 мм на перекованих чи перекатаних пробах, якщо стандартами чи технічними умовами не обумовлено необхідності контролю у повному перерізі — до 250 мм.

2.2. Кількість проб і місце відбору їх за довжиною та перерізом розкочування злитка (литої заготовки) вказуються в стандартах та технічних умовах на конкретні види металопродукції.

За відсутності таких вказівок проби контролю відбирають (на заводах-постачальниках металу) від заготовок, відповідних найбільш забрудненим частинам зливка.

Маркування на пробах і зразках, що вирізаються з них, повинно відповідати маркуванню контрольованих заготовок.

Рекомендується:

а) при розливанні металу зверху контролювати заготовки від першого та останнього злитків за часом розливання; при розливанні сифоном - заготівлі від одного зливка першого та останнього сифона; за відсутності тавра - контролювати заготівлі будь-яких злитків;

б) метал вакуумно-індукційної виплавки (ВІ) контролювати по одній пробі від підприбуткової частини кожного зливка;

метал вакуумно-дугового (ВД), електронно-променевого (ЕЛ), плазмово-дугового (ПДП) та електрошлакового (Ш) переплавів — на пробах від заготовок, що відповідають верхній та нижній частинам одного або двох злитків від партії-плавки;

в) метал після подвійних переплавів: вакуумно-індукційний + вакуумно-дуговий (ІД), електрошлаковий + вакуумно-дуговий (ШД) та інших контролювати відповідно до рекомендацій, зазначених для останнього способу переплаву.

2.3. При контролі плавок, розділених за розмірами кілька партій, проби відбирають від заготовок з максимальним перерізом. Позитивні результати контролю можуть бути поширені на всі партії даної плавки меншого розміру, а також на заготовки, поперечні розміри яких перевищують контрольовані не більше ніж на 20 мм.

2.4. Проби для контролю на флокени відбирають від будь-яких заготовок після закінчення повного циклу режиму охолодження або термічної обробки кожної партії-плавки. За однакових умов охолодження заготовок різних перерізів проби відрізають від партії заготовок максимального перерізу в даній плавці. Вирізка проб і темплетів упоперек волокна проводиться пилками або автогеном на відстані не менше одного діаметра (сторони квадрата) від краю заготовки.

У випадках, що не допускають автогенного різання (обумовлених стандартами або технічними умовами), відрізають пробу відразу після прокатки або кування в гарячому стані. Довжина проби має бути не менше чотирьох діаметрів (сторін квадрата). Охолодження та термічну обробку проби проводять разом із металом контрольованої партії-плавки. Темплети вирізають із середини цієї проби.

Контроль металу на флокени допускається проводити:

за поздовжніми темплетами або поздовжніми зламами. В останньому випадку поперечні темплети слід надрізати, загартовувати у воді та розламувати;

методом ультразвукової дефектоскопії

2.5. Вирізку зразків для контролю макроструктури роблять при дотриманні вимог та рекомендацій, зазначених нижче.

2.5.1. Темплети повинні бути вирізані з таким розрахунком, щоб контрольований переріз знаходився на відстані, що виключає вплив умов різання: нагрівання від різання, зминання від преса, пилки і т.д.

2.5.2. При випробуванні металу на перекованих пробах від контрольованої заготовки відрізають шматок довжиною не менше одного діаметра (або сторони квадрата) і перековують на розмір 90-140 мм, якщо стандартами не обумовлено інші розміри. Темплети для контролю слід вирізати із середньої частини довжини кованої проби.

2.5.3. Темплети вирізають перпендикулярно напрямку прокатки або кування через весь переріз заготовки, а при контролі макроструктури і флокінів на поздовжніх зразках - паралельно напрямку прокатки, кування. В останньому випадку площина майбутнього шліфу повинна збігатися або бути близькою до осьової площини заготівлі, що контролюється.

Довжина поздовжніх темплетів має бути 100-150 мм.

2.5.4. Рекомендована висота поперечних темплетів має бути 15-40 мм.

2.5.5. При необхідності зразки від заготовок великого перерізу (більше квадрата 200 мм та сляби) допускається розрізати на частини за умови збереження осьової зони (чорт.1). Труїти та оцінювати необхідно всі частини зразка.

Чорт.1

2.6. Поверхню темплетів перед травленням необхідно піддавати холодній механічній обробці: торцювання, стругання, шліфування. Після обробки поверхня повинна бути рівною і гладкою, без поверхневого наклепу та припалу металу. При арбітражних випробуваннях шорсткість поверхні оброблюваних темплетів повинна бути не більше 20 мкм за ГОСТ 2789-73 .

2.7. Шліфування темплетів проводять при твердості металу не більше НВ 388 (діаметр відбитка не менше ніж 3,1 мм). При контролі сталі з великою структурною неоднорідністю, а також поставляється з підвищеною твердістю необхідно проводити пом'якшувальну термічну обробку проб або темплетів.

2.8. Контроль зламу проводять на зразках з поперечним або поздовжнім напрямом волокна. При заміні контролю на протруєних зразках контролем зламу застосовують зразки з поперечним напрямом волокна; при контролі зламу, додатково до контролю макроструктури, застосовують зразки з поздовжнім напрямом волокна.

2.8.1. Для контролю зламу поперек волокна заготовки в стані поставки (або зразки від них) надрізають по одній з наведених на рис.2 схем.

Чорт.2

Площа зламу має становити не менше площі перерізу заготовки. Поломка зразка або заготовки повинна проводитися з максимальною швидкістю і великим зосередженим навантаженням, що виключає зминання поверхні зламу та утворення несправжніх розщеплень.

2.8.2. Для контролю зламу вздовж волокна відрізають спеціальні зразки або використовують темплети після травлення і контролю макроструктури. Надріз темплетів для поломки виробляють по осьової лінії або через дефектне місце, але зі зворотного боку по відношенню до площини макрошліфа. Глибина та форма надрізу повинні гарантувати прямолінійний злам (без зминання) та достатню висоту його: не менше 10 мм для заготовок розміром 80 мм та більше та 5 мм для розмірів менше 80 мм. Для виявлення дуже дрібних дефектів темплети нагрівають до температури не нижче передбаченої стандартами або технічними умовами для термічної обробки зразків при випробуванні механічних властивостей або твердості та загартовують у воді.

3. ОБЛАДНАННЯ, РЕАКТИВИ ТА РЕЖИМИ ТРАВЛЕННЯ ТЕМПЛЕТІВ

3.1. Для травлення темплетів слід застосовувати ванни, судини, виготовлені з матеріалів, що не вступають у реакцію з травильними розчинами, що застосовуються.

3.2. Перед травленням темплет необхідно очистити від бруду і, якщо потрібно, знежирити.

Зразки в травильних ваннах не повинні стикатися з контрольованими площинами один з одним і зі стінками ванни. Кількість травильного розчину має забезпечувати невелике зниження концентрації кислоти під час травлення.

Кількість розчину має бути, см (орієнтовно):

Зразки перед травленням рекомендується підігрівати до 60-80 ° С, тобто до температури розчину.

3.3. Реактиви та режими травлення, що рекомендуються, вказані в додатку 1. Дозволяється застосовувати інші реактиви за умови отримання ідентичних результатів травлення.

Реактиви, що застосовуються, повинні бути чистими, світлими, без зважених частинок і піни.

Умови травлення повинні унеможливлювати виникнення помилкових дефектів.

3.4. При використанні великих ванн допускається одночасно труїти зразки від марок, близьких за хімічним складом.

Час травлення має бути тривалішим (в межах, рекомендованих у додатку 1):

3.5. Травлення зразків має забезпечувати отримання чітко виявленої макроструктури, що дозволяє надійно оцінювати її при порівнянні зі шкалами та фотознімками.

3.6. У разі сильного розтравлення металу (потемніння поверхні, появи помилкової пористості по всьому перерізу, шорсткості) випробування повторюють на тих же зразках після зняття поверхневого шару на глибину не менше ніж 2 мм.

3.7. Після травлення у будь-якому реактиві зразки повинні бути ретельно промиті у проточній воді та просушені. Рекомендується використовувати неметалеві щітки.

Зразки, призначені для зберігання, рекомендується додатково обробити 10%-ним спиртовим розчином аміаку або промити спиртом, а потім покрити безбарвним лаком.

4. ОЦІНКА ПРОТРАВЛЕНИХ ТЕМПЛЕТІВ І ЗЛАМІВ

4.1. Визначення виду та оцінку ступеня розвитку дефектів макроструктури роблять порівнянням натурального виду свіжопротруєних зразків з еталонами шкал цього стандарту (див. додаток 2) або з фотознімками (див. додаток 4), з використанням опису, наведеного у додатках 3 та 4. Для правильної класифікації дефектів , що виявляються в зламі, використовують фотографії та короткі описи, наведені в додатку 4.

4.2. Кожна шкала складається із п'яти балів. Шкали ілюструють такі види дефектів макроструктури:

4.3. Зразки від заготовок розміром 90-140 мм, а також від перекованих проб оцінюють за шкалами N 1, 2, 3, 3б, 4, 5, 6, 7, 8, 9; зразки від заготовок розміром понад 140 до 250 мм - за шкалами N 1а, 2а, За, 4а, 5а, 6а, 10а.

Підкіркові бульбашки, міжкристалітні тріщини, пошарову кристалізацію в заготовках розміром від 140 до 250 мм оцінюють за шкалами N 7, 8, 9 (відповідно). Світлу смужку (контур) у заготовках розміром 90-140 мм оцінюють за шкалою N 10а.

При оцінці заготовок розміром понад 250 мм і менше 90 мм площа, займана дефектами, порівняно зі шкалами має бути відповідно збільшена (для заготовок більше 250 мм) або зменшена (для заготовок розміром менше 90 мм) пропорційно збільшенню або зменшенню площі поперечного перерізу контрольованої заготовки . У цьому береться до уваги рівень розвитку дефекту.

4.4. Величину дефектів допускається оцінювати як цілим балом, і половиною (0,5; 1,5 тощо. буд. ). Балом 0,5 оцінюють структуру темплетів, що мають дефекти зі ступенем розвитку у півтора, двічі менше, ніж на фотоеталонах перших балів відповідних шкал.

За відсутності дефектів проставляють бал 0; при грубому розвитку – бал понад 5.

При одночасному присутності кількох дефектів оцінку та класифікацію кожного дефекту роблять окремо.

4.5. Оцінку ступеня розвитку дефектів у зламах і поздовжніх макротемплетах проводять зіставленням їх натурального вигляду з фотоеталонами спеціальних шкал, узгоджених між постачальником і споживачем.

4.6. При оцінці макроструктури металу за фотографіями (в арбітражних випробуваннях) останні мають бути виконані чітко, в натуральну величину або із зазначенням масштабу.

4.7. При незадовільних результатах первинного контролю макроструктури повторні випробування виробляють обсягом, встановленому стандартами на конкретну металопродукцію.

За відсутності вказівок повторне випробування рекомендується проводити за одним із таких варіантів:

а) на подвоєній кількості проб;

б) на пробах від дефектних заготовок, а при послиточной маркування - від дефектних злитків після додаткового обрізу дефектної частини заготовок;

в) на пробах від суміжних заготовок після відсортування дефектних;

г) на пробах від кожного зливка або від кожної заготівлі - в особливо відповідальних випадках або виявлення дефектів нового виду.

5. ОФОРМЛЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ВИПРОБУВАННЯ

5.1. Результати оцінки макроструктури заносять до протоколу випробувань із зазначенням:

марки сталі, номери плавки, позначення стандарту на постачання;

перерізу та розміру контрольованої заготовки, мм;

номери та індекси заготівлі;

балів за дефектами:

ЦП - центральної пористості,

ТН - точкової неоднорідності,

ОПЛ - загальної плямистої ліквації,

КПЛ - крайової плямистої ліквації,

ЛК - лікваційному квадрату,

ПУ - підсадкової ліквації,

ПП - підкіркових бульбашок;

МТ - міжкристалітним тріщинам;

ПК - пошарової кристалізації;

СП - світлої смужки (контуру);

дефектів, не нормованих шкалами, і дефектів поверхні, що виявляються на поперечних темплетах (вписуються у примітку).

5.2. У документі про якість металу вказується «годин» чи «відповідає вимогам».

ДОДАТОК 1 (обов'язковий). РЕКОМЕНДУЄМО РЕАКТИВИ ТА РЕЖИМИ ТРУВЕННЯ

ДОДАТОК 1
Обов'язкове

ДОДАТОК 2 (обов'язковий). ШКАЛИ МАКРОСТРУКТУР

ДОДАТОК 2
Обов'язкове

ШКАЛА N 1 ЦЕНТРАЛЬНА ПОРИСТІСТЬ

ШКАЛА N 1а ЦЕНТРАЛЬНА ПОРИСТІСТЬ

ШКАЛА N 2 ТОЧКОВА НЕОДНОРІДНІСТЬ

ШКАЛА N 2а ТОЧКОВА НЕОДНОРІДНІСТЬ

ШКАЛА N 3 ЗАГАЛЬНА П'ЯТНИСТА ЛІКВАЦІЯ

ШКАЛА N 3А ЗАГАЛЬНА П'ЯТНИСТА ЛІКВАЦІЯ

ШКАЛА N 3Б ПЯТНИСТА ЛІКВАЦІЯ, ХАРАКТЕРНА ДЛЯ МЕТАЛУ ЕЛЕКТРОШЛАКОВОГО І ВАКУУМНО-ДУГОВОГО ПЕРЕПЛАВІВ

ШКАЛА N 4 КРАЄВА П'ЯТНИСТА ЛІКВАЦІЯ

ШКАЛА N 4А КРАЄВА ПЯТНИСТА ЛІКВАЦІЯ

ШКАЛА N 5 ЛІКВАЦІЙНИЙ КВАДРАТ

ШКАЛА N 5А ЛІКВАЦІЙНИЙ КВАДРАТ

ШКАЛА N 6 ПОДУСАЧНА ЛІКВАЦІЯ

ШКАЛА N 6А ПОДУСАДОЧНА ЛІКВАЦІЯ

ШКАЛА N 7 ПІДКІРКОВІ БУХЛИВКИ

ШКАЛА N 8 МІЖКРИСТАЛІТНІ ТРІЩИНИ

ШКАЛА N 9 ПІДСЛАЙНА КРИСТАЛІЗАЦІЯ

ШКАЛА N 10А СВІТЛА СМУЖКА (КОНТУР)

ДОДАТОК 3 (обов'язковий). ОПИС МАКРОСТРУКТУРИ І ДЕФЕКТІВ, ІЛЮСТРОВАННИХ ШКАЛАМИ

ДОДАТОК 3
Обов'язкове

1. Центральна пористість - дрібні порожнечі, що не заварилися при гарячій механічній обробці зливка. На макротемплеті пористість виявляється у вигляді дрібних або окремих великих темних точок - пір. Розвиток дефекту (бал) визначається кількістю, розмірами пір і площею зразка, ураженої пористістю (шкали N 1 і 1а).

2. Ліквація - неоднорідність окремих ділянок металу за хімічним складом, структурою, неметалевими та газовими включеннями.

Передбачається класифікація та оцінка чотирьох видів ліквації.

2.1. Точкова неоднорідність, точкова ліквація - дрібні округлі, сильно труїться (матові) точки, розташовані по всьому перерізу зразка, за винятком крайової зони. Розвиток дефекту (бал) в основному визначається кількістю точок та розтравом металу в них. Приймаються до уваги розміри точок та площа зразка, уражена ними (шкала N 2 та 2а). У загартованому поздовжньому зламі ліквація іноді виявляється у вигляді смужок з світлішою кристалічною структурою.

2.2. Плямиста ліквація - окремі темні плями різних розмірів та форми. За розташуванням на зразках розрізняють два види плямистої ліквації:

а) загальна плямиста ліквація - плями, розташовані за перерізом зразка порівняно симетрично до осі заготовки (шкали N 3 і За) або несиметрично розташовані плями менших розмірів, але з великою відмінністю їх структури від структури основного металу (шкала N 3б). Останні виявляються в основному в металі, переплавленому у вакуумних дугових та електрошлакових печах;

б) крайова плямиста ліквація - орієнтовані вздовж граней зразка плями овальної форми.

Розвиток дефекту (бал) визначається кількістю, різкістю прояву, розміром плям та площею зразка, ураженого плямами. Враховується також глибина залягання плям від заготовок (шкали N 4 і 4а).

2.3. Лікваційний квадрат або лікваційний круг - контури ліквації визначаються конфігурацією зливка. На макротемплеті виявляється у вигляді смужки металу (розташованої частіше на середині радіусу або сторони квадрата), що труїться більш інтенсивно в порівнянні з рештою шліфу. Зі збільшенням травимості металу в смузі та зі збільшенням замкнутості контуру бал при оцінці збільшується (шкали N 5 і 5а).

2.4. Подсадкова ліквація — темні ділянки металу, що легко розтравлюються, в центрі заготовок. Бал збільшується зі збільшенням розміру плям і різниці в травності осьової зони та решти зразка (шкали N 6 і 6а). Поява темних плям може бути обумовлена також навуглерожуванням металу від засипок, що утеплюють, що містять вуглець.

Для уточнення класифікації дефектів та виявлення ліквації рекомендується додаткова перевірка методом зняття відбитків на розподіл сірки - за Бауманом (додаток 5, п. 1), а також травлення відполірованих зразків реактивами Обергоффера, Хайна та ін. У дослідницьких цілях для визначення розподілу свинцю метод зняття відбитка за Вреггом (додаток 5, п. 2).

3. Підкіркові бульбашки - дрібні порожнечі-пори, розташовані поблизу або на поверхні заготівлі. Форма дефекту залежить від глибини залягання: у вигляді округлих, овальних або закочених до тонких «рисок». Ступінь розвитку дефекту оцінюється у балах. Зі збільшенням кількості бульбашок у площині зразка, а також глибини залягання їх від поверхні бал збільшується (шкала N 7).

4. Міжкристалітні тріщини - у вигляді трьох і більше звивистих, тонких, павукоподібних смужок, спрямованих від осі заготівлі в сторони (шкала N 8). Бал збільшується зі збільшенням кількості та розміру тріщин (довжини та ширини їх). Класифікація дефекту перевіряється зламом: наявність розшарування в загартованому зламі свідчить про правильне визначення.

Растрав металу за «павучком» може відбуватися за рахунок структурної неоднорідності, що не є ознакою бракувань. У цьому випадку випробування рекомендується повторити після термічної обробки нормалізації або відпалу зразків.

5. Пошарова кристалізація - шари металу, що чергуються у вигляді вузьких світлих і темних смуг, розташованих частіше біля поверхні рідше по всьому перерізу зразка. Бал зростає із збільшенням травимості смуг, їх ширини, кількості та глибини залягання (шкала N 9).

6. Світла смужка (контур) – порівняно яскрава концентрична смужка металу зниженої травимості. Форма смужки (коло, квадрат) визначається конфігурацією кристалізатора. Бал зростає зі збільшенням яскравості та ширини смуги, замкнутості контуру та кількості смуг (шкала N 10а).

ДОДАТОК 4 (обов'язковий). ОПИС МАКРОСТРУКТУРИ І ДЕФЕКТІВ, ІЛЮСТРУВАНИХ ФОТОЗНІМКАМИ

ДОДАТОК 4
Обов'язкове

Дефекти, що виявляються у зламах

1. Грубі розкочені пори та газові бульбашки - окремі ниткоподібні смуги зі спотвореною кристалічною структурою. Бульбашки можуть бути одиночними, груповими, розташованими по всьому перерізу, у центрі або біля поверхні заготовок (чорт. 1а, б).

Чорт. 1. Грубі розкочені пори та газові бульбашки

а

б

Чорт. 1

2. Груба плямиста ліквація - широкі смуги з іншою кристалічною структурою, частіше темні, довільно розташовані по перерізу заготовки (чорт. 2).

Чорт. 2. Груба плямиста ліквація

Чорт. 2

3. Залишки усадкової раковини - в осьовій зоні у вигляді темної або світло-сірої зі шлаком смуги, з некристалічною структурою або з заглаженою, притертою, окисленою поверхнею (рис. 3).

Чорт. 3. Залишки усадкової раковини

Чорт. 3

4. Подсадкова рихлота - одна або кілька темних смуг з грубошаровою структурою, що часто супроводжуються порами, шлаковими включеннями.

5. Розшарування - широкі смуги із загладженою, кристалічною, світлою (на відміну від усадкової раковини) структурою в осьовий, рідше в крайовій зоні заготівлі. Викликається наявністю інтеркристалічних тріщин у злитку, що не заварюються при подальшій деформації (чорт. 4а, б).

Чорт. 4. Розшарування

а

б


Чорт. 4

Після великого ступеня деформації у зламі залишаються окремі світлі (сріблясті) нитки.

6. Міжкристалітні прошарки - виявляються у порівняно мало деформованому металі у вигляді неоднорідної будови зламу трьох видів.

6.1. Сколи - ділянки різної форми та розмірів, розташовані частіше в крайовій зоні заготовок, прокатаних із сталі конструкційних марок. Поверхня сколів має більш дрібнозернисту структуру та світлий або матовий відтінок (рис. 5а, б) залежно від марки сталі та умов контролю зразка.

6.2. Шаруваті злами - у вигляді більш закономірно чергуються смуг з дрібнозернистою і звичайною для цієї марки стали структурою. Розрізняються місцем розташування за перерізом заготовок: біля поверхні, в осьовій зоні, по всьому перерізу — залежно від марки сталі, режимів деформації, місця відбору проб контролю (чорт. 5в, г).

Чорт. 5. Міжкристалітні прошарки

а - сколи зі світлим відтінком

б - сколи (майданчики) з матовим відтінком

в - шаруватий злам в осьовій частині заготівлі

г - шаруватий злам у крайовій частині заготівлі

Чорт. 5

7. Обезуглероджений і навуглерожений шар - у зламі прутків упоперек волокна відрізняється величиною зерна та відтінком структури: світлий, крупнозернистий - при знеуглерожуванні (чорт. 6); матовий, дрібнозернистий - при навуглерожуванні металу (по всьому периметру дроту або його частини).

Чорт. 6. Безвуглецевий шар (після сильного перегріву металу)

Чорт. 6

8. Нафталінистий і камнеподібний злами - результат сильного перегріву металу перед деформацією або при термічній обробці.

Нафталинистим - класифікується площинний злам з характерним блиском у перерізі великих зерен, що по-різному відбивають світло (чорт. 7а).

Кам'яноподібним — класифікується матовий злам за межами великих або дрібних зерен, що розкривають їхнє огранювання (чорт. 7б).

Чорт. 7. Нафталінистий і каменеподібний злами

а

б

Чорт. 7

На відміну від нафталіністого відбивна здатність граней зерна слабко залежить від напряму висвітлення. Іноді виявлення камневидного зламу потрібно визначити оптимальні умови відпустки загартованих зразків.

9. Розщеплення, вириви, хибні розшарування - у вигляді вузьких щілин, виступів і поглиблень ("язичків") у зламі прутків упоперек, а іноді і вздовж волокна. Утворюються у випадках, коли не дотримується раціональної форми надрізу зразка, умови термічної обробки перед поломкою та швидкість поломки (чорт. 8а, б). Розщеплення (вириви) не пов'язані з якістю металу, що підтверджується контролем макро- та мікроструктури тієї ж проби у місці розщеплення.

Чорт. 8. Розщеплення, вириви, хибні розшарування

а

б


Чорт. 8

10. Чорний злам - суцільний або у вигляді окремих ділянок (різної форми) злам з темно-сірим або чорним забарвленням. Зустрічається у високовуглецевих інструментальних марках сталі (рис. 9).

Чорт. 9. Чорний злам

Чорт. 9

Примітка. Дефекти, зазначені у пп. 1-6, більш чітко виявляються в поздовжніх зламах, пп. 7-10 - у поперечних.

Дефекти, що виявляються на макротемплетах і потім у зламах

11. Неоднорідність макроструктури (титанова, церива, цирконієва) - локальний підвищений розтрав металу у вигляді точок, дужок, плям у місцях скупчення неметалевих включень цих елементів (чорт. 10а, б). Може бути розташована як в осьовій або крайовій зоні, так і по всьому перерізу зразка. При великому розвитку виявляється і поздовжньому зламі (чорт. 10в). Має місце в сталі, що містить титан (понад 0,3%), надлишковий відсоток церію, цирконію або за неправильної технології введення їх у метал.

Чорт. 10. Неоднорідні розподіли елементів-присадок

а - титану

б - церія

в - титану


Чорт. 10

12. Корочки (екзогенні включення) біля краю або за перерізом заготовки - ділянки різної травимості, різні за формою та величиною. Можуть бути темними (чорт. 11а, б) або світлими (чорт. 11в) залежно від місця розташування по висоті зливка, від хімічного складу, температури освіти та ступеня насиченості газовими та неметалічні включення.

По грубих скоринках при прокатуванні металу може утворитися розшарування, яке виявляється в загартованому зламі у вигляді смуг з некристалічною структурою (чорт. 11г).

Чорт. 11. Корочки (екзогенні включення)

а - темна скоринка (всередині заготівлі)

б - темна скоринка біля поверхні

в - світлі скоринки (низ злитка)

г - скоринки в зламі


Чорт. 11

13. Свищі (газові бульбашки, раковини) - окремі великі та дрібні порожнечі, пори овальної, круглої або витягнутої форми; за перерізом зразка розташовані, як правило, несиметрично (рис. 12). Можуть бути одиночними та груповими. Утворюються при кристалізації металу, перенасиченого газами, у тому числі за порушення умов розливання.

Чорт. 12. Свищі

Чорт. 12

14. Флокени - тонкі звивисті тріщини завдовжки від 1 до 30 мм і більше. Орієнтовані безладно, вражають частину чи всі перерізи заготовки, крім крайової зони (чорт. 13). Для правильної класифікації дефекту проводиться додатковий контроль за зламом цього зразка після гарту.

У зламі флокени виявляються у вигляді світлих плям круглої або овальної форми, з кристалічною поверхнею сріблястого або світлого відтінку в залежності від марки сталі та часу утворення дефекту (рис. 13б, в). Флокени, що не заварилися при подальшому обтисненні заготовки, мають вигляд незгуртованості різної величини і форми (чорт. 13 г, д). Розташування флокінів за довжиною та перерізом заготовок довільне.

Чорт. 13. Флокени

а

б

в - у сталі з 1% вуглецю

г - незаварені флокени в поздовжньому макротемплеті

д - незаварені флокени в загартованому зламі


Чорт. 13

15. Білі плями - сторонні, розташовані групами, металеві включення з характерною різкою структурною неоднорідністю (чорт. 14). Від основного металу відрізняються макро- та мікроструктурою, твердістю, хімічним складом (по вуглецю та легуючим елементам). Зустрічаються у зливках, прибуткова частина яких засипається термітом, збагаченим окалиною.

Чорт. 14. Білі плями

Чорт. 14

Білі плями не слід змішувати зі світлими скоринками та сторонніми випадковими включеннями.

16. Сторонні металеві і шлакові включення - як правило, одиничні, випадково потрапили в зливки шматочки різного роду феросплавів, що не розчинилися, частинок окисленого металу, шлаку, бурульок, дужок, вогнетривів, «корони» та ін. Мають різну з основним металом. , мікроструктуру та твердість (чорт. 15а, б, в, г). Іноді виявляють у зламі.

Чорт. 15. Сторонні металеві та шлакові включення

а - від фероніобію

б - шлак

в - бурульки

г - корона

Чорт. 15

17. Чорновини (тріщини, надриви) — у вигляді пухкої внутрішньої зони, що сильно труїться або окремих темних плям, часто супроводжуються однією або двома тріщинами — розривами, паралельними граням злитка (чорт. 16а). У поздовжньому зламі виявляються як порушень суцільності металу — рихлості; при малому ступені розвитку - у вигляді смуг з крупнозернистої структурою та надривами (чорт. 16б). Дефекти перепалу при нагріванні та руйнування при деформації внутрішньої зони заготовок.

Чорт. 16. Чорновини (тріщини, надриви)

а

б

Чорт. 16

18. Шпаківні - порожнечі, дірки, різної величини і форми, частіше одиночні по довжині розкочування зливка. Утворюються шляхом розкриття та неповного заварювання внутрішніх поперечних термічних тріщин (чорт. 17). Під час огляду поверхні заготовок можуть виявлятися.

Чорт. 17. Шпаківня

Чорт. 17

Додатковою характеристикою є відсутність ліквації вуглецю, сірки, фосфору, а також неметалевих включень навколо дефекту.

19. Внутрішні розриви - численні поперечні надриви, розташовані ланцюжком вздовж осі заготовки (чорт. 18). Відрізняються від шпаківень меншими розмірами, великою кількістю, звивистим контуром та кристалічною структурою поверхні руйнування. Утворюються при недостатньому тиску для деформації середини злитка, характерні для сталі з високим опором деформації та малою швидкістю рекристалізації.

Чорт. 18. Внутрішні розриви

Чорт. 18

20. Ковочні тріщини - всередині осьової зони. Можуть бути у вигляді хреста, однієї тріщини діагоналі, двох або більше тріщин, спрямованих від осі заготівлі в сторони (чорт. 19). На відміну від міжкристалітних тріщин — ширші та прямолінійніші. Розташування по висоті зливка довільне. У зламі мають вигляд грубих широких окислених розшарування.

Чорт. 19. Ковочні тріщини

Чорт. 19

21. Тріщини - утворюються при порушенні умов підготовки зразків (при оцінці макроструктури до уваги не беруться).

21.1. Шліфувальні тріщини - сітка тріщин або окремі тонкі тріщини різного напрямку та довжини. Утворюються при шліфуванні металу з високою твердістю (понад 388 НВ), значною крихкістю та малою теплопровідністю.

21.2. Травильні тріщини - підвищений локальний розтрав у вигляді переривчастих тріщин, іноді у вигляді сітки, що утворюються при травленні металу, що мав напруги від структурних перетворень або наклеп від деформації.

21.3. Шліфувально-травильні тріщини - локальний розтрав металу, що має тріщини після шліфування (чорт. 20).

Чорт. 20. Шліфувально-травильні тріщини

Чорт. 20

22. Світле кільце чи квадрат — виявляється у осьовий зоні чи межах половини радіусу заготовки. Форма обумовлюється контуром кристалізатора. Порівняно зі світлою смужкою (шкала N 10а) має велику ширину та замкнутий контур (чорт. 21). Різновидом дефекту є світла (сіра) пляма в осьовій зоні підприбуткових заготовок.

Чорт. 21. Світле кільце

Чорт. 21

Дефекти виявляються при недостатньому видаленні верхньої частини злитків вакуумного дугового або електрошлакового переплаву.

23. Крайовий відшар (подвійний налив) — смужка металу, що відшаровується, по всьому контуру заготовки або її частини (чорт. 22). Утворюється через переривання струменя металу при сифонному розливі, а також при раптовому збільшенні швидкості розливу, що призводить до затоки металу між зливком і виливницею.

Чорт. 22. Крайовий відшар (подвійний налив)

Чорт. 22

24. Підвищена або знижена травність осьової зони, а також окремих ділянок темплету - обумовлюється умовами кристалізації та деформації зливка (чорт. 23а), нерівномірною наклепом та рекристалізацією окремих обсягів заготовок, різнозернистістю (чорт. 23б). Відмінність у травності зникає або зменшується після високотемпературної обробки металу.

Чорт. 23. Різнозернистість та різна травимість при наклепі металу

а

б

Чорт. 23

25. Залишки литої структури - у центрі (чорт. 24а) або біля поверхні (чорт. 24б) заготовок у вигляді чіткого малюнка дендритів або великих кристалів, зерен.

Чорт. 24. Залишки литої структури

а

б


Чорт. 24

26. Крайові дефекти

26.1. Ділянки підвищеної травимості металу, що супроводжуються забрудненістю неметалевими включеннями (рис. 25а) - утворюються при кристалізації злитків ВДП, залишаються на поверхні заготовок при недостатній глибині обдирання та зачистки їх.

26.2. Ділянки зниженої травимості металу без видимої забрудненості (чорт. 25б) - утворюються при порушенні режиму кристалізації нижньої частини злитків і виявляються в заготовках при недостатньому обрізі цієї частини злитків ВДП та ЕШП.

26.3. Місцева груба неоднорідність (електропробій) - супроводжується газовими бульбашками, норицями (чорт. 25в) або спотворенням форми інших дефектів (чорт. 25г). В останньому випадку – при порушенні послідовності кристалізації. Дефекти утворюються через порушення суцільності шлакового гарнісажу в результаті електропробоїв при електрошлаковому переплаві. Рекомендується додатковий контроль зразка із поздовжнім напрямом волокна.

26.4. Кутові тріщини - у вигляді однієї і вужчих смужок розташовані в кутових зонах заготовки або дещо зміщені на одну з граней (чорт. 25д). Утворюються при порушенні умов розкислення та розливання металу, при неправильному закругленні кутів виливниць та ін.

Чорт. 25. Крайові дефекти

а - ділянки підвищеної травимості з неметалевими включеннями

б - ділянки зниженої травимості без видимих забруднень

в - місцева груба неоднорідність (електропробій)

г

д

Чорт. 25

ДОДАТОК 5 (обов'язковий). КОНТРОЛЬ ХІМІЧНОЇ НЕОДНОРІДНОСТІ СТАЛИ МЕТОДОМ ВІДПІЛЬНИКІВ

ДОДАТОК 5
Обов'язкове

1. Метод сірчаного відбитка (за Бауманом)

1.1. Для зняття відбитка на розподіл сірки в металі темплети після відпалу, стругання або торцювання шліфують до видалення рисок від попередньої обробки та полірують зерном 12 та 8 за ГОСТ 6456-82 . Зразки ретельно протирають від пилу та жирових плям (для знежирення рекомендується застосовувати динатурований спирт).

1.2. При знятті відбитків з високосірчистих (автоматних) сталей темплети попередньо протирають ватним тампоном, змоченим у 5% розчині сірчаної кислоти за ГОСТ 4204-77 . При цьому видаляють продукти первинної реакції.

1.3. Відбитки знімають на фотопапір, що відповідає розмірам темплету (унібром за ГОСТ 10752-79 ). Листи фотопаперу замочують 5-8 хв на світлі в 5% розчині сірчаної кислоти (за ГОСТ 4204-77 ). Від надлишку розчину папір злегка просушують фільтрувальним папером і накладають емульсійною стороною поверхню темплету. З зворотного боку, не допускаючи зсуву, фотопапір безперервно прогладжують гумовим валиком або ватним тампоном до видалення бульбашок газу, що утворюються при реакції.

Відбитки знімають при температурі близько 20 °C протягом 3-15 хв залежно від легування сталі та вмісту сірки. Відбиток вважається готовим при потемнінні фотопаперу від світло-коричневого (на легованій сталі з низьким вмістом сірки) до темно-коричневого кольору (на вуглецевій сталі з підвищеним вмістом сірки, а також фосфору). У місцях скупчення сірчистих включень потемніння фотопаперу буде максимальним відповідно до кількості сірчистого срібла, що утворюється тут.

1.4. Готовий відбиток ретельно промивають у проточній воді і обробляють фіксажем протягом 20-30 хв (розчин тіосульфату натрію за СТ СЕВ 223-75), потім знову промивають, просушують і написують.

1.5. Для зняття повторного відбитка поверхню зразка шліфують зі зняттям шару металу щонайменше 0,3 мм.

2. Метод виявлення наявності та скупчень свинцю (по Вреггу)

2.1. Площина темплету шліфують, знежирюють і спускають в 10% розчин надсірчанокислого амонію. Темплет витримують до одержання сірого забарвлення, промивають у проточній воді до видалення сірого нальоту та висушують. Бромсрібний фотопапір (унібром за ГОСТ 10752-79 ) для видалення солей срібла замочують у темряві в тіосульфаті натрію за СТ СЕВ 223-75. Через 7-10 хв папір виймають, промивають у проточній воді та висушують. Перед зняттям відбитка підготовлений фотопапір замочують протягом 5-7 хв в 5% водному розчині їдкого натру (натрій гідрат окису за ГОСТ 4328-77 ), злегка просушують фільтрувальним папером і накладають на зразок емульсійною стороною. Протиранням ватним тампоном протягом 5 хв забезпечують щільний контакт фотопаперу з поверхнею зразка (не допускаючи його зсуву).

2.2. Готовий відбиток занурюють на 10-15 с в 5%-ний розчин сульфіду натрію (сірчистий натрій за ГОСТ 2053-77 ). Відбиток промивають, висушують, написують, за потреби, фотографують. За наявності свинцю відбиток виходить світло-коричневого кольору з темними плямами в місцях ліквації. За відсутності свинцю колір паперу не змінюється. Для зняття повторного відбитку поверхню зразка знову готують.

2.3. Оцінку отриманих відбитків (за 1 і 2 методами) проводять порівнянням з внутрішньозаводськими еталонами або шляхом опису із зазначенням форми розподілу сірки або свинцю. Наприклад: рівномірна чи нерівномірна; у формі суцільного квадрата чи контуру; в осьовий чи крайової зоні та інших.