Контроль макроструктуры основного металла

Обновлено: 16.05.2024

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЗАГОТОВКА СТАЛЬНАЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТАЯ

Методы контроля и оценки макроструктуры

Continuous cast steel billet. Testing and assessmentmethods of the macrostructure

Предисловие

1РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием"Центральный научно-исследовательский институт черной металлургииим.И.П.Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им.И.П.Бардина")

2ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 375"Металлопродукция из черных металлов и сплавов"

3УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства потехническому регулированию и метрологии от 19 сентября 2018 г. N622-ст

Правила применениянастоящего стандарта установлены в статье26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "Остандартизации в Российской Федерации". Информация обизменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (посостоянию на 1 января текущего года) информационном указателе"Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок- в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты".В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандартасоответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпускеежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты".Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются такжев информационной системе общего пользования - на официальном сайтеФедерального агентства по техническому регулированию и метрологии всети Интернет(www.gost.ru)

1Область применения

Настоящий стандартустанавливает методы контроля и оценки макроструктурынепрерывнолитой заготовки (далее - заготовки) из нелегированной,легированной и нержавеющей стали.

Настоящий стандартраспространяется на методы контроля и оценки макроструктуры,предназначенные для заготовки трех типов сечения:

-круглого сечения диаметром от 80 до 600 мм (круг);

-квадратного и прямоугольного сечения с соотношением сторон не более1:2 размерами от 80 до 500 мм (блюм);

-прямоугольного сечения с соотношением сторон 2:1 и более шириной от500 до 2800 мм и толщиной от 70 до 400 мм (сляб).

Методы контроля и оценкимакроструктуры служат для анализа плотности и однородности еевнутренних зон.

Настоящий стандарт можетбыть также распространен на методы контроля и оценки макроструктурызаготовки больших размеров.

Необходимость проведенияконтроля макроструктуры, количество проб, место отбора проб(темплетов), метод оценки макроструктуры, а также нормы подопускаемым дефектам и перечень недопускаемых дефектов определяют всоответствии с требованиями нормативных документов на поставкузаготовки.

2Нормативные ссылки

Внастоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующиестандарты:

ГОСТ2789 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ10243 Сталь. Методы испытаний и оценки макроструктуры

ГОСТ Р 51999 Спирт этиловый техническийсинтетический ректификованный и денатурированный. Техническиеусловия

Примечание - Припользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действиессылочных стандартов в информационной системе общего пользования -на официальном сайте Федерального агентства по техническомурегулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодномуинформационному указателю "Национальные стандарты", которыйопубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускамежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" затекущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дананедатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующуюверсию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версиюизменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который данадатированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этогодокумента с указанным выше годом утверждения (принятия). Если послеутверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на которыйдана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающееположение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуетсяприменять без учета данного изменения. Если ссылочный стандартотменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него,рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3Термины и определения

Внастоящем стандарте применены следующие термины с соответствующимиопределениями:

3.1 блюм:Заготовка квадратного или прямоугольного сечения (минимальныйразмер меньшей стороны 80 мм), полученная при разливке на машиненепрерывного литья заготовки.

3.2 дендритнаяструктура: Макроструктура заготовки, состоящая из кристалловдревовидной, ветвистой формы (дендритов).

3.3 контролируемаяплоскость: Поверхность темплета, специально подготовленная дляисследования макроструктуры.

3.4 ложнаяпористость: Мелкие поры по всей поверхности темплета,образующиеся при сильном растравливании металла.

3.5 сляб:Заготовка прямоугольного сечения с отношением ширины к толщине 2:1и более, полученная при разливке на машине непрерывного литьязаготовки.

3.6темплет: Образец плоской формы, вырезанный иззаготовки для исследования макроструктуры.

3.7 поперечныйтемплет: Образец плоской формы, вырезанный поперекнаправления непрерывной разливки.

3.8 продольныйтемплет: Образец плоской формы, вырезанный вдольнаправления непрерывной разливки.

4Общие положения

4.1 Макроструктурузаготовки определяют одним из следующих методов:

-травлением темплетов в растворах кислот;

-снятием серных отпечатков по Бауману, кроме сталей с массовой долейC0,005% и низкосернистых (S0,003% и C0,01%).

По требованию заказчикадопускается применять оба метода контроля.

Травление темплетовдолжно обеспечивать получение четко выявленной макроструктуры,позволяющей надежно оценивать ее при сравнении со шкалами.

4.2 Реактивы, режимытравления темплетов и контроль химической неоднородности сталиметодом серных отпечатков по ГОСТ10243.

Для выявлениянесплошностей различных видов (трещин, пористости и др.) послеснятия серных отпечатков по Бауману допускается применять такжетравление темплетов без дополнительной механической обработки.

4.3 Оценку макроструктурыпроводят осмотром невооруженным глазом. Для уточнения классификациидефектов допускается применять двух-четырехкратное увеличение.

4.4 При необходимостиповторного контроля макроструктуры (в случаях потемненияповерхности, появления ложной пористости по всему сечению,шероховатости, механического повреждения) проводят снятиеповерхностного слоя темплета на глубину не менее 2 мм. Принеобходимости повторного контроля после снятия серных отпечатковпроводят удаление поверхностного слоя темплета на глубину не менее0,3 мм.

5Отбор проб и изготовление темплетов

5.1 Общие требования котбору проб

5.1.1 Для контролямакроструктуры вырезают поперечные пробы (темплеты) механическойили огневой резкой, охватывающие все поперечное сечениезаготовки.

5.1.2 Размеры пробустанавливают с учетом дальнейшего исключения зоны влияния нагреваили смятия при резке в контролируемом сечении и требованийпоследующего контроля.

5.1.3 Периодичностьконтроля макроструктуры, место отбора проб, их количествоустанавливает изготовитель в зависимости от требований нормативныхдокументов на поставку заготовки.

5.2 Требования кподготовке темплетов

5.2.1 Для контролямакроструктуры из проб изготовляют поперечные темплеты.

Рекомендуемая высотатемплетов для оценки макроструктуры (после механической обработки)- от 10 до 40 мм.

Контролируемое сечениетемплета должно находиться на расстоянии, исключающем влияниеусловий вырезки пробы.

5.2.2 По требованиюзаказчика (потребителя) или в случае необходимости макроструктураможет контролироваться на продольных темплетах.

Рекомендуемая длинапродольных темплетов - от 100 до 150 мм.

Оценку продольныхтемплетов осуществляют по шкалам, согласованным между изготовителеми заказчиком (потребителем) при оформлении заказа, в том числегнездообразных трещин по шкалам настоящего стандарта.

5.2.3 В случаезатруднений в подготовке темплетов допускается предварительноразрезать пробу или темплет на фрагменты с сохранением осевойзоны.

Оценку макроструктурыпроводят, рассматривая комплект фрагментов одного темплета как односечение. Балл устанавливают по степени развития дефекта.

Примеры разделениятемплетов на отдельные части приведены на рисунке 1.

Рисунок 1 - Примеры разделения проб (темплетов) наотдельные части (пунктир - дополнительный рез, принеобходимости)

5.2.4 Контролируемаяплоскость темплета должна быть подвергнута холодной механическойобработке (строгание, фрезерование, шлифование и др.). Послеобработки поверхность темплета должна быть ровной и гладкой, безнаклепа и прижога металла.

При арбитражныхиспытаниях чистота обработки поверхности темплетов должнасоответствовать Ra 5 мкм по ГОСТ2789.

Для обеспеченияобрабатываемости резанием допускается подвергать пробы (темплеты)смягчающей термической обработке (отжигу).

5.2.5 Подготовленные кконтролю макроструктуры темплеты должны быть очищены от грязи, принеобходимости обезжирены. Для обезжиривания рекомендуется применятьденатурированный спирт по ГОСТ Р51999.

5.2.6 Подготовленный кконтролю макроструктуры темплет (после механической обработки)должен иметь четкую маркировку, обеспечивающую его идентификацию пономеру плавки и номеру заготовки.

6Характеристика видов дефектов макроструктуры, оценка и шкалымакроструктуры

6.1 Характеристикавидов дефектов макроструктуры

6.1.1 Виды дефектовмакроструктуры заготовки и их описание приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Виды дефектов макроструктуры заготовки и ихописание

Центральная пористость (ЦП),осевая рыхлость (ОР)

Сосредоточение пор различныхразмеров вдоль теплового центра заготовки в зоне встречи фронтовзатвердевания

Осевая ликвация (осеваяхимическая неоднородность) (ОЛ)

Обогащение или обеднениеосевой зоны заготовки лидирующими примесями, выявляемое поизменению окраски серного отпечатка или степени травимостиплоскости темплета. При большей травимости происходит потемнениеосевой зоны, при меньшей - осевая зона светлее, чем основнойметалл. В зависимости от условий кристаллизации дефект может иметьвид точек, локальных пятен повышенной или пониженной травимости,соответствующей прямой (положительной) или обратной (отрицательной)ликвации и полос (для слябов) различной ширины

Ликвационные полоски и трещины(ЛПТ)

Нитевидные несплошности илиучастки повышенной травимости - следы полностью или частично"заварившихся" маточным раствором надрывов, образовавшихся впроцессе затвердевания заготовки в температурном интервалехрупкости.

В дендритной структуре надрывырасполагаются по межосным пространствам, что позволяет ихклассифицировать как межкристаллитные трещины в отличие от трещиннапряжения, пересекающих оси дендритов в дендритной структуре ираспространяющихся по сечению темплета в виде ломаных(зигзагообразных) линий.

Ликвационные полоски и трещиныв зависимости от факторов, вызывающих их образование, могутрасполагаться на различных участках поперечного сечения заготовки,включая осевую зону.

В осевой зоне круга и блюмаони выявляются в виде паукообразных, направленных от центракоротких линий или в виде надорванных (ломаных) линий, направленныхот центра, либо находящихся в осевой зоне размером 20% и менеедиаметра (толщины) заготовки.

Осевые трещины сляба -нарушение сплошности осевой зоны. Трещины могут быть извилистымиили прямолинейными

Дефект, представляющий собойразрыв металла сляба. Плоскость трещин располагается в основномперпендикулярно широким граням сляба

Светлая полоса (контур)(СП)

Узкая полоска пониженнойтравимости (обратной ликвации) вблизи поверхности или впромежуточной зоне круга и блюма, как следствие оттока жидкогораствора из микрообъемов за счет механического воздействия(например, встряски) на продвигающийся фронт дендритов

Дефект представляет собойтемные точки, расположенные в основном со стороны малого радиусанепрерывнолитой заготовки [для криволинейных машин непрерывноголитья заготовки (МНЛЗ)].

Развитие неоднородности (балл)определяют величиной точек и плотностью их расположения.

Разновидностью дефекта можетбыть скопление неметаллических включений на основе глинозема вформе облаков

Краевое точечное загрязнение(КТЗ)

Точечное скоплениенеметаллических включений или точечные растравы, располагающиесявдоль поверхности круга и блюма.

Дефект в большей мерепроявляется со стороны малого радиуса непрерывнолитой заготовки(для криволинейных МНЛЗ)

Повышение массовой долиуглерода в поверхностном слое сляба выявляется на темплетах в видезон повышенной травимости

6.2 Оценкамакроструктуры

6.2.1 Оценкумакроструктуры проводят визуальным сравнением натурального видапротравленных темплетов или серных отпечатков со схематическимиэталонами шкал. Шкалы для оценки круга и блюма представлены вприложении А, для оценки сляба - в приложении Б.

6.2.2 Каждая шкаласостоит из четырех баллов.

Оценка величины дефектовможет проводиться как целым баллом, так и половиной балла.

Баллом 0,5; 1,5 и т.д.оценивают структуру темплетов, имеющих дефекты с промежуточнойстепенью развития между смежными целыми баллами шкал.

При отсутствии дефектовмакроструктуру оценивают баллом 0; при грубом развитии дефектов -баллом более 4 (>4).

При одновременномприсутствии нескольких дефектов оценку по каждому виду дефектовпроводят отдельно.

6.3 Шкалы для оценкимакроструктуры круга и блюма

6.3.1 Макроструктуруоценивают по шкалам:

-1, 2, 3, 4, 5 - для круга;

-1а, 2а, 3а, 4а, 5а - для блюма.

Шкалы оценкимакроструктуры квадратной заготовки и их описание распространены напрямоугольную заготовку.

6.3.2 Характеристикастепени развития дефектов макроструктуры круга и блюма в баллахприведена в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристика степени развития дефектов макроструктурыкруга и блюма в баллах

Характеристикастепени развития дефектов макроструктуры

Центральная пористость (ЦП),шкалы 1, 1а

Повышенная травимость в центреи поры диаметром не более 1 мм

Пористость в виде мелкихточек-пор диаметром не более 2 мм

Отдельные поры диаметром неболее 3 мм

Поры диаметром более 3 мм

Осевая ликвация (осеваяхимическая неоднородность) (ОЛ), шкалы 2, 2а

ОЛ (осевая химическаянеоднородность) отсутствует

Отдельные точки,рассредоточенные в осевой зоне размером 20% и более диаметра(толщины) заготовки

Сконцентрированные точки взоне размером 20% и более диаметра (толщины) заготовки

Отдельные ликвационные пятна восевой зоне общим суммарным размером не более 25% диаметра(толщины) заготовки или крупное пятно в центре; может быть вокружении светлого кольца обратной ликвации

Группа ликвационных пятен восевой зоне общим суммарным размером не более 25% диаметра(толщины) заготовки или крупное темное пятно в центре; может быть вокружении светлого кольца обратной ликвации

Ликвационные полоски и трещины(ЛПТ), шкалы 3, 3а (см. примечание)

а) по сечению (радиальные - вкруглых заготовках, перпендикулярные граням - в квадратных ипрямоугольных заготовках) (

Единичные, слегка намечающиесяполоски длиной не более 5% диаметра (толщины) заготовки

Единичные и групповые (неболее двух групп) тонкие полоски длиной не более 8% диаметра(толщины) заготовки

Отдельные или групповыеполоски и трещины шириной более 1 мм и/или длиной более 10%диаметра (толщины) заготовки

б) осевые (

Слегка намечающиеся извилистыеполоски в зоне размером не более 5% диаметра (толщины)заготовки

Извилистые полоски шириной неболее 0,5 мм в зоне размером не более 8% диаметра (толщины)заготовки

Извилистые полоски и трещинышириной не более 1 мм в зоне размером не более 10% диаметра(толщины) заготовки

Извилистые полоски и трещинышириной более 1 мм в зоне размером более 10% диаметра (толщины)заготовки

в) угловые (

Слегка намечающиеся полоски(отдельные или группой) длиной не более 5% толщины заготовки наодном-двух углах

Полоски (отдельные илигруппой) шириной не более 0,5 мм, длиной не более 8% толщинызаготовки на одном-четырех углах

Ликвационные полоски и трещинышириной не более 1 мм, длиной не более 10% толщины заготовки наодном-двух углах

Ликвационные полоски и трещинышириной более 1 мм и/или длиной более 10% толщины заготовки наодном-четырех углах

Светлая полоса (контур) (СП),шкалы 4, 4а

СП (контур) отсутствует

Слабо выраженный одно-,двухслойный контур протяженностью не более 1/4 периметратемплета

Одно-, двухслойный контурпротяженностью не более 1/2 периметра темплета

Четко выраженный одно-,двухслойный контур или слабо выраженный многослойный контурпротяженностью не более 2/3 периметра темплета

Контроль макроструктуры основного металла

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Continuous cast steel billet. Testing and assessment methods of the macrostructure

Дата введения 2019-03-01

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им.И.П.Бардина")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 375 "Металлопродукция из черных металлов и сплавов"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы контроля и оценки макроструктуры непрерывнолитой заготовки (далее - заготовки) из нелегированной, легированной и нержавеющей стали.

Настоящий стандарт распространяется на методы контроля и оценки макроструктуры, предназначенные для заготовки трех типов сечения:

- круглого сечения диаметром от 80 до 600 мм (круг);

- квадратного и прямоугольного сечения с соотношением сторон не более 1:2 размерами от 80 до 500 мм (блюм);

- прямоугольного сечения с соотношением сторон 2:1 и более шириной от 500 до 2800 мм и толщиной от 70 до 400 мм (сляб).

Методы контроля и оценки макроструктуры служат для анализа плотности и однородности ее внутренних зон.

Настоящий стандарт может быть также распространен на методы контроля и оценки макроструктуры заготовки больших размеров.

Необходимость проведения контроля макроструктуры, количество проб, место отбора проб (темплетов), метод оценки макроструктуры, а также нормы по допускаемым дефектам и перечень недопускаемых дефектов определяют в соответствии с требованиями нормативных документов на поставку заготовки.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2789 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 10243 Сталь. Методы испытаний и оценки макроструктуры

ГОСТ Р 51999 Спирт этиловый технический синтетический ректификованный и денатурированный. Технические условия

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 блюм: Заготовка квадратного или прямоугольного сечения (минимальный размер меньшей стороны 80 мм), полученная при разливке на машине непрерывного литья заготовки.

3.2 дендритная структура: Макроструктура заготовки, состоящая из кристаллов древовидной, ветвистой формы (дендритов).

3.3 контролируемая плоскость: Поверхность темплета, специально подготовленная для исследования макроструктуры.

3.4 ложная пористость: Мелкие поры по всей поверхности темплета, образующиеся при сильном растравливании металла.

3.5 сляб: Заготовка прямоугольного сечения с отношением ширины к толщине 2:1 и более, полученная при разливке на машине непрерывного литья заготовки.

3.6 темплет: Образец плоской формы, вырезанный из заготовки для исследования макроструктуры.

3.7 поперечный темплет: Образец плоской формы, вырезанный поперек направления непрерывной разливки.

3.8 продольный темплет: Образец плоской формы, вырезанный вдоль направления непрерывной разливки.

4 Общие положения

4.1 Макроструктуру заготовки определяют одним из следующих методов:

- травлением темплетов в растворах кислот;

- снятием серных отпечатков по Бауману, кроме сталей с массовой долей C0,005% и низкосернистых (S0,003% и C0,01%).

По требованию заказчика допускается применять оба метода контроля.

Травление темплетов должно обеспечивать получение четко выявленной макроструктуры, позволяющей надежно оценивать ее при сравнении со шкалами.

4.2 Реактивы, режимы травления темплетов и контроль химической неоднородности стали методом серных отпечатков по ГОСТ 10243.

Для выявления несплошностей различных видов (трещин, пористости и др.) после снятия серных отпечатков по Бауману допускается применять также травление темплетов без дополнительной механической обработки.

4.3 Оценку макроструктуры проводят осмотром невооруженным глазом. Для уточнения классификации дефектов допускается применять двух-четырехкратное увеличение.

4.4 При необходимости повторного контроля макроструктуры (в случаях потемнения поверхности, появления ложной пористости по всему сечению, шероховатости, механического повреждения) проводят снятие поверхностного слоя темплета на глубину не менее 2 мм. При необходимости повторного контроля после снятия серных отпечатков проводят удаление поверхностного слоя темплета на глубину не менее 0,3 мм.

5 Отбор проб и изготовление темплетов

5.1 Общие требования к отбору проб

5.1.1 Для контроля макроструктуры вырезают поперечные пробы (темплеты) механической или огневой резкой, охватывающие все поперечное сечение заготовки.

5.1.2 Размеры проб устанавливают с учетом дальнейшего исключения зоны влияния нагрева или смятия при резке в контролируемом сечении и требований последующего контроля.

5.1.3 Периодичность контроля макроструктуры, место отбора проб, их количество устанавливает изготовитель в зависимости от требований нормативных документов на поставку заготовки.

5.2 Требования к подготовке темплетов

5.2.1 Для контроля макроструктуры из проб изготовляют поперечные темплеты.

Рекомендуемая высота темплетов для оценки макроструктуры (после механической обработки) - от 10 до 40 мм.

Контролируемое сечение темплета должно находиться на расстоянии, исключающем влияние условий вырезки пробы.

5.2.2 По требованию заказчика (потребителя) или в случае необходимости макроструктура может контролироваться на продольных темплетах.

Рекомендуемая длина продольных темплетов - от 100 до 150 мм.

Оценку продольных темплетов осуществляют по шкалам, согласованным между изготовителем и заказчиком (потребителем) при оформлении заказа, в том числе гнездообразных трещин по шкалам настоящего стандарта.

5.2.3 В случае затруднений в подготовке темплетов допускается предварительно разрезать пробу или темплет на фрагменты с сохранением осевой зоны.

Оценку макроструктуры проводят, рассматривая комплект фрагментов одного темплета как одно сечение. Балл устанавливают по степени развития дефекта.

Примеры разделения темплетов на отдельные части приведены на рисунке 1.

Рисунок 1 - Примеры разделения проб (темплетов) на отдельные части (пунктир - дополнительный рез, при необходимости)

5.2.4 Контролируемая плоскость темплета должна быть подвергнута холодной механической обработке (строгание, фрезерование, шлифование и др.). После обработки поверхность темплета должна быть ровной и гладкой, без наклепа и прижога металла.

При арбитражных испытаниях чистота обработки поверхности темплетов должна соответствовать Ra 5 мкм по ГОСТ 2789.

Для обеспечения обрабатываемости резанием допускается подвергать пробы (темплеты) смягчающей термической обработке (отжигу).

5.2.5 Подготовленные к контролю макроструктуры темплеты должны быть очищены от грязи, при необходимости обезжирены. Для обезжиривания рекомендуется применять денатурированный спирт по ГОСТ Р 51999.

5.2.6 Подготовленный к контролю макроструктуры темплет (после механической обработки) должен иметь четкую маркировку, обеспечивающую его идентификацию по номеру плавки и номеру заготовки.

6 Характеристика видов дефектов макроструктуры, оценка и шкалы макроструктуры

6.1 Характеристика видов дефектов макроструктуры

6.1.1 Виды дефектов макроструктуры заготовки и их описание приведены в таблице 1.

Контроль макроструктуры металла

Контроль макроструктуры состоит в определении строения металла невооруженным глазом или с помощью лупы при увеличе­ниях до 30 раз (преимущественно в 2,5 и 4 раза) на специально подготовленном и протравленном поперечном или продольном макротемплете или изломе. Основным документом, регламентирую­щим контроль, является ГОСТ 10243—75 «Сталь. Методы испыта­ний и оценки макроструктуры». Известно 114 разновидностей дефектов макроструктуры и излома (перечень терминов дан в ОСТ МЧМ 1438—79 «Стали и сплавы. Макроструктура. Термины и определения»). Оценку выполняют по эталонным шкалам НТД. В каждой ЦЗЛ для всей производимой продукции и контролируемо­го металла должны быть специальные инструкции с четким указа­нием допустимых видов и степени развития макродефектов и неод­нородности.

Оценка макроструктуры основана на различной травимости без­дефектного металла и его участков с дефектами (неоднородность, пористость, шлаковые включения и др.); контроль по излому прово­дят как дополнительный или взамен, если это допускается НТД. Методику контроля макроструктуры во многих случаях увязывают с видом металлопродукции и технологией производства. Так, при разливке металла сверху надо контролировать заготовки от первого и последнего слитков, вакуумный индукционный металл контроли­руют в подприбыльной части каждого слитка, металл переплавных процессов (ЭШП, ВДП и др.) — на пробах от заготовок из верхней и нижней частей одного или двух слитков от партии-плавки.

Технология подготовки макрошлифов и требования к качеству поверхности шлифов указаны в предыдущем разделе. При арбит­ражных испытаниях шероховатость поверхности темплетов не дол­жна превышать 20 мкм (ГОСТ 2789—73). Основные реактивы для выявления макроструктуры и режимы травления рекомендованы ГОСТ 10243—75. Травление макротемплетов осуществляют в специализированном помещении ЛКИ, оборудованном травильными ваннами (чаще всего — металлический кожух с кислотоупорной фу­теровкой и заделкой швов кислотостойкими веществами), промы­вочными ваннами, подводкой воздуха и пара, вентиляцией, средствами нейтрализации кислотных остатков. Макротемплеты травят в горячих и холодных растворах.

При горячем травлении раствор подогревают паром до температуры около 90 °С, время травления подбирают для отдельных групп сталей и сплавов опытным путем. Травление при 20 °С проводят в специальных ваннах из винипласта или свинца. После травления в любом реактиве образцы тщательно промывают в проточной воде и сушат сухим воздухом. Рекомендуемые реактивы и режимы трав­ления различных сталей и сплавов приведены в табл. Степень развития дефекта определяют по соответствующим типу дефекта шлакам, при наличии нескольких дефектов каждый из них оценива­ется отдельно.

Основными дефектами макроструктуры, классификация которых дана в ОСТ МЧМ 1438—79, НТД, инструкциях по контролю, сос­тавленных с учетом опыта работы заводов, и в литературе [43], являются: усадка; центральная пористость; ликвация точечная, пят­нистая общая и краевая, подусадочная, ликвационный квадрат, подкорковые пузыри; межкристаллитные трещины; послойная кри­сталлизация.

Дефекты излома: грубые раскатанные поры и газовые пузыри; грубая пятнистая ликвация; остатки усадочной раковины; подуса­дочная рыхлота; расслоение; межкристаллитные прослойки (сколы, слоистые изломы); обезуглероженный и науглероженный слой; нафталинистый и камневидный изломы; расщепления; вырывы; ложные расслоения; черный излом.

Примечание. Нагрев для горячего травления производится паром, отбеливание — погружением горячего образца в раствор или протиранием щеткой, смоченной в растворе. Таблица составлена на осно­вании ГОСТ 10243—75 с учетом опыта работы предприятий.

Дефекты, обнаруживаемые на макротемплетах и в изломах: неоднородность макроструктуры (титановая, цериевая, цирконие­вая); корочки, экзогенные включения у края или по сечению заго­товки; свищи (газовые пузыри, раковины); флокены; белые пятна; инородные металлические и шлаковые включения; черновины (тре­щины, надрывы); скворечники; внутренние разрывы; ковочные тре­щины; светлое кольцо или квадрат в металле ЭШП, ВДП (разно­видность — светлое пятно в осевой зоне подприбыльных заготовок); краевой отслои (двойной налив); повышенная или пониженная травимость; остатки дендритной структуры; краевые дефекты (неме­таллические включения в металле ВДП, участки пониженной травимости — без загрязнения в нижней части слитков ЭШП и ВДП, газовые пузыри и свищи в металле ЭШП); угловые трещины.+

Перечисленные дефекты металла недопустимы и являются бра­ковочными признаками (для некоторых из них, например ликвационного квадрата, в НТД указывается недопустимая степень разви­тия). При обнаружении недопустимых дефектов или большего, чем допускается НТД, развития дефектов соответствующую партию-плавку металлопродукции подвергают переиспытанию. Объем пере­испытаний, места отбора проб указывают в заводских инструкциях по контролю. На металлургических заводах при обнаружении флокенов в металлопродукции, пробы от которой были взяты в пол­ном соответствии с ТИ, переиспытания, как правило, не проводят. Такой металл назначают в горячий передел со степенью деформа­ции не менее 10 или бракуют.

В зависимости от вида макродефекта, его развития и по резуль­татам анализа технологии производства данной партии-плавки в отдельных случаях назначают послиточный или поштанговый макроконтроль, а для дефектов, уверенно выявляемых средствами дефектоскопии (например, УЗК),— поштучный контроль металло­продукции этими методами. Совершенно обязательно для работни­ков контрольных и исследовательских лабораторий ЦЗЛ самое тща­тельное и глубокое исследование макрофедектов необычного типа для данного вида металлопродукции, расположения, развития. Все исследования подобного рода оформляют отчетами (заключениями) и направляют в ОТК и производственные цехи. Для отдельных марок стали и сплавов контроль макроструктуры осуществляют по дополнительным шкалам, инструкциям и фото­эталонам, согласованным с потребителями (головными института­ми, предприятиями). Так проводится контроль конструкционных сталей по дефектам в изломе; по межзаводским шкалам и инструк­циям выполняется оценка излома и содержания дельта-феррита в стали типа 13Х14НВРА (квадрат 180—250 мм) и наличия сколов в стали 18Х2Н4ВА-Ш (квадрат 250 мм). Для ряда марок стали и сплавов ЦЗЛ разрабатывают внутризаводские дополнительные шкалы контроля специфических дефектов. Контроль макрострук­туры жаропрочных сплавов выполняют по специальной инструкции: в прутках размером до 50 мм — на продольных темплетах и изло­мах, в прутках более 50 мм — на поперечных темплетах.

Методы испытаний и оценки макроструктуры

Steel. Methods of tests and estimation of macrostructure

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 19 августа 1975 г. N 2176 дата введения установлена 01.01.78

Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)

ИЗДАНИЕ (сентябрь 2004 г.) с Изменением N 1, утвержденным в августе 1982 г. (ИУС 11-82).

Настоящий стандарт распространяется на кованые и катаные углеродистые, легированные и высоколегированные стали и устанавливает методы испытаний и эталонные шкалы для оценки макроструктуры, а также классификацию дефектов макроструктуры и изломов прутков и заготовок диаметром или толщиной от 40 мм (наименьшая сторона) до 250 мм (наибольшая сторона) поперечного сечения.

По соглашению между поставщиком и потребителем установленные настоящим стандартом методики изготовления макротемплетов и образцов на излом допускается распространять на заготовки, поковки и изделия других сечений и размеров. Оценка макроструктуры в этих случаях может проводиться по эталонам настоящего стандарта, отраслевых стандартов или технических условий. По соглашению потребителя с изготовителем стандарт может быть распространен на сталь, получаемую методом непрерывной разливки.

Необходимость проведения контроля макроструктуры, количество и место отбора проб по длине раската слитка, размеры проб после перековки, а также нормы по допускаемым дефектам и перечень недопускаемых определяются стандартами на конкретные виды металлопродукции.

В стандарте учтены требования рекомендации СЭВ по стандартизации РС 3629-72*.

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

В части метода контроля травлением стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2837-81.

(Измененная редакция, Изм.N 1).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Макроструктуру металла контролируют:

протравливанием специально подготовленных образцов в растворах кислот.

Метод основан на различии в травимости бездефектного металла и участков с наличием пор, ликвации, неоднородности структуры и других дефектов;

изломом специально подготовленных (в том числе дополнительно термически обработанных) образцов.

Метод основан на различном разрушении участков металла с пористостью, флокенами, перегревом, сколами и без них.

Контроль качества металла по излому проводят:

взамен контроля протравленных образцов, если это предусмотрено стандартами на металлопродукцию;

дополнительно к контролю протравленных образцов для проверки классификации макродефектов, а также в исследовательских целях.

1.2. Макроструктуру углеродистой (с содержанием углерода до 0,3%) конструкционной стали по излому не контролируют.

1.3. Оценку макротемплетов и изломов прводят осмотром невооруженным глазом. Для уточнения классификации дефектов допускается применять двух-, четырехкратное увеличение.

2. ОТБОР ПРОБ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ

2.1. Макроструктуру металла контролируют по одному из следующих вариантов.

2.1.1. Прутки и заготовки размером до 140 мм в полном поперечном сечении.

2.1.2. Прутки и заготовки размером свыше 140 мм на перекованных или перекатанных пробах, если стандартами или техническими условиями не оговорена необходимость контроля в полном сечении - до 250 мм.

2.2. Количество проб и место отбора их по длине и сечению раската слитка (литой заготовки) указываются в стандартах и технических условиях на конкретные виды металлопродукции.

При отсутствии таких указаний пробы для контроля отбирают (на заводах-поставщиках металла) от заготовок, соответствующих наиболее загрязненным частям слитка.

Маркировка на пробах и вырезаемых из них образцах должна соответствовать маркировке контролируемых заготовок.

а) при разливке металла сверху контролировать заготовки от первого и последнего слитков по времени разливки; при разливке сифоном - заготовки от одного слитка первого и последнего сифона; при отсутствии клейма - заготовки любых слитков;

б) металл вакуумно-индукционной выплавки (ВИ) контролировать по одной пробе от подприбыльной части каждого слитка;

металл вакуумно-дугового (ВД), электронно-лучевого (ЭЛ), плазменно-дугового (ПДП) и электрошлакового (Ш) переплавов - на пробах от заготовок, соответствующих верхней и нижней частям одного или двух слитков от партии-плавки;

в) металл после двойных переплавов: вакуумно-индукционный + вакуумно-дуговой (ИД), электрошлаковый + вакуумно-дуговой (ШД) и других контролировать в соответствии с рекомендациями, указанными для последнего способа переплава.

2.3. При контроле плавок, разделенных по размерам на несколько партий, пробы отбирают от заготовок с максимальным сечением. Положительные результаты контроля могут быть распространены на все партии данной плавки меньшего размера, а также на заготовки, поперечные размеры которых превышают контролируемые не более чем на 20 мм.

2.4. Пробы для контроля на флокены отбирают от любых заготовок после окончания полного цикла режима охлаждения или термической обработки каждой партии-плавки. При одинаковых условиях охлаждения заготовок разных сечений пробы отрезают от партии заготовок максимального сечения в данной плавке. Вырезку проб и темплетов поперек волокна проводят пилами или автогеном на расстоянии не менее одного диаметра (стороны квадрата) от края заготовки.

В случаях, не допускающих автогенного реза (оговоренных стандартами или техническими условиями), отрезают пробу сразу же после прокатки или ковки, в горячем состоянии. Длина пробы должна быть не менее четырех диаметров (сторон квадрата). Охлаждение и термическую обработку пробы производят вместе с металлом контролируемой партии-плавки. Темплеты вырезают из середины этой пробы.

Контроль металла на флокены допускается проводить:

по продольным темплетам или продольным изломам. В последнем случае поперечные темплеты следует надрезать, закаливать в воде и разламывать;

методом ультразвуковой дефектоскопии.

2.5. Вырезку образцов для контроля макроструктуры производят при соблюдении требований и рекомендаций, указанных ниже.

2.5.1. Темплеты должны быть вырезаны с таким расчетом, чтобы контролируемое сечение находилось на расстоянии, исключающем влияние условий резки: нагрев от резки, смятие от пресса, пилы и т. д.

2.5.2. При испытании металла на перекованных пробах от контролируемой заготовки отрезают кусок длиной не менее одного диаметра (или стороны квадрата) и перековывают на размер 90-140 мм, если стандартами не оговорены другие размеры. Темплеты для контроля следует вырезать из средней части длины кованой пробы.

2.5.3. Темплеты вырезают перпендикулярно к направлению прокатки или ковки через все сечение заготовки, а при контроле макроструктуры и флокенов на продольных образцах - параллельно направлению прокатки, ковки. В последнем случае плоскость будущего шлифа должна совпадать или быть близкой к осевой плоскости контролируемой заготовки.

Длина продольных темплетов должна быть 100-150 мм.

2.5.4. Рекомендуемая высота поперечных темплетов должна быть 15-40 мм.

2.5.5. При необходимости образцы от заготовок большого сечения (более квадрата 200 мм и слябы) допускается разрезать на части при условии сохранения осевой зоны (черт.1). Травить и оценивать необходимо все части образца.


2.6. Поверхность темплетов перед травлением необходимо подвергать холодной механической обработке: торцеванию, строганию, шлифованию. После обработки поверхность должна быть ровной и гладкой, без поверхностного наклепа и прижога металла. При арбитражных испытаниях шероховатость поверхности обрабатываемых темплетов должна быть не более 20 мкм по ГОСТ 2789-73.

2.7. Шлифование темплетов производят при твердости металла не более НВ 388 (диаметр отпечатка - не менее 3,1 мм). При контроле стали с большой структурной неоднородностью, а также поставляемой с повышенной твердостью необходимо производить смягчающую термическую обработку проб или темплетов.

2.8. Контроль по излому проводят на образцах с поперечным или продольным направлением волокна. При замене контроля на протравленных образцах контролем по излому применяют образцы с поперечным направлением волокна; при контроле по излому, дополнительно к контролю макроструктуры, применяют образцы с продольным направлением волокна.

2.8.1. Для контроля по излому поперек волокна заготовки в состоянии поставки (или образцы от них) надрезают по одной из приведенных на черт.2 схем.




а - надрез по периметру

б - двусторонний надрез

в - односторонний надрез

Площадь излома должна составлять не менее площади сечения заготовки. Поломка образца или заготовки должна производиться с максимальной скоростью и большой сосредоточенной нагрузкой, исключающими смятие поверхности излома и образование ложных расщеплений.

2.8.2. Для контроля по излому вдоль волокна отрезают специальные образцы или используют темплеты после травления и контроля макроструктуры. Надрез темплетов для поломки производят по осевой линии или через дефектное место, но с обратной стороны по отношению к плоскости макрошлифа. Глубина и форма надреза должны гарантировать прямолинейный излом (без смятия) и достаточную высоту его: не менее 10 мм - для заготовок размером 80 мм и более и 5 мм - для размеров менее 80 мм. Для обнаружения очень мелких дефектов темплеты нагревают до температуры не ниже предусмотренной стандартами или техническими условиями для термической обработки образцов при испытании механических свойств или твердости и закаливают в воде.

3. ОБОРУДОВАНИЕ, РЕАКТИВЫ И РЕЖИМЫ ТРАВЛЕНИЯ ТЕМПЛЕТОВ

3.1. Для травления темплетов следует применять ванны, сосуды, изготовленные из материалов, не вступающих в реакцию с применяемыми травильными растворами.

3.2. Перед травлением темплеты необходимо очистить от грязи и, если требуется, обезжирить.

Образцы в травильных ваннах не должны соприкасаться контролируемыми плоскостями друг с другом и со стенками ванны. Количество травильного раствора должно обеспечивать небольшое снижение концентрации кислоты за время травления.

Количество раствора должно быть, см (ориентировочно):

100 - на 10 см площади темплета;

500 - на 100 см площади темплета;

2000 - на 1000 см площади темплета.

Образцы перед травлением рекомендуется подогревать до 60°С-80°С, т.е. до температуры раствора.

3.3. Рекомендуемые реактивы и режимы травления указаны в приложении 1. Допускается применять другие реактивы при условии получения идентичных результатов травления.

Применяемые реактивы должны быть чистыми, светлыми, без взвешенных частиц и пены.

Условия травления должны исключать возникновение ложных дефектов.

3.4. При использовании больших ванн допускается одновременно травить образцы от марок, близких по химическому составу.

Время травления должно быть более продолжительным (в пределах, рекомендованных в приложении 1):

Отбор представительных проб, технология изготовления и обработки образцов для контрольных испытаний

Металлопродукция в зависимости от ее подготовленности к кон­тролю классифицируется следующим образом (ГОСТ 7564—73): проба — часть металлопродукции, отобранная для изготовления из нее заготовок для образцов; заготовка — часть пробы, обрабо­танная или не обработанная механически, подвергаемая термиче­ской обработке или термически не обработанная и предназначенная для изготовления образцов; образец — часть пробы или заготовки определенного размера, подготовленная для испытания. Надеж­ность контроля связана с представительностью объекта контроля, прежде всего пробы. Пробу следует отбирать от части изделия или промежуточного продукта, наиболее полно и правильно отражаю­щей их качество по одному или нескольким контролируемым пока­зателям свойств. Количество отбираемых проб должно быть мини­мальным, но достаточным для оценки качества продукции. Размеры и форма проб должны обеспечивать возможность дальнейшего изго­товления из них заготовок и образцов, также соответствующих условию представительности.

Центральная заводская лаборатория и ОТК разрабатывают инструкции, в которых указано количество проб и схема отбора для каждого вида контролируемой продукции (сортовой прокат, рельсы, лист и т. д.), контролируемые показатели, объем контроля и специ­альные условия (особенности технологии производства, уровень требований к качеству продукции и т. п.). Общие требования к видам и объему контроля приведены в НТД. Ниже изложены способы отбора проб, изготовления и обработки образцов для опре­деления различных контролируемых показателей.

Контроль макроструктуры — наиболее распро­страненный вид испытаний. Ее качество проверяют на макротемплетах толщиной 20—30 мм, вырезанных в основном в направлении, перпендикулярном оси деформации; в отдельных случаях темплеты вырезают вдоль оси деформации (по центру изделий) или в других местах и направлении. Их отрезают при прокатке пилами горячей резки от годных частей проката либо готовят из проб, полуфабрика­тов и готовых изделий. Макротемплет вырезают из пробы на рас­стоянии не менее одного диаметра (стороны квадрата и т. п.) от края прутков; это особенно важно, если проба была отрезана пресс-ножницами или огневым способом, деформирующим соответствую­щий участок металла или термически меняющим его структурное состояние.

Пробы от прутков и заготовок размером от 140 мм отбирают в полном поперечном сечении, а от прутков более 140 мм — в полном сечении или, если это разрешено НТД, из средней части перекован­ных и перекатанных проб квадратного сечения со стороной 90— 140 мм. При контроле плавок, назначенных на несколько сорторазмеров, пробы отбирают от максимального сечения. Практикуется отбор длинных проб (250—500 мм), от которых в ЦЗЛ отрезают темплеты (25—30 мм) для контроля макроструктуры, из остальной части изготавливают образцы для испытаний других видов. Отбор длинных проб огневой резкой осуществляют с учетом припуска на удаление зоны термического воздействия. Места отбора проб, как правило, соответствуют наиболее загрязненным участкам слитка. Охлаждение и термообработку проб, отрезанных в горячем состоя­нии, необходимо выполнять вместе с металлом контролируемой партии-плавки.

Контролируемую поверхность макротемплета подвергают торце­ванию, строжке, шлифованию, полировке. Макротемплеты, отрезан­ные в цехах пилами горячей резки, торцуют на токарном станке на глубину 3—5 мм с последующей чистовой обработкой резцом при глубине резания 0,5 и подаче 0,25 мм. Макротемплеты, отрезан­ные на пилах холодной резки в цехах или ЛКИ, проходят шлифовку или чистовую обработку на токарном станке. Макротемплеты металла ЭШП, ВДП, ВИП, а также высоколегированных сталей и сплавов после торцовки или шлифования полируют гибким кругом на резиновой основе и травят в холодном реактиве с медью. Макро­шлифы большинства марок стали подвергаются горячему травле­нию и излому в соответствии с ГОСТ 10243—75. Контроль по излому проводят вместо контроля методом травления или допол­нительно к нему в продольном направлении волокна. Темплеты над­резают через центр или по дефекту, подвергают закалке, а затем ломают на прессе.

Температура закалки темплетов определяется стандартами или ТУ для термической обработки образцов при испытании механи­ческих свойств или твердости. Выдержка образцов при этой темпе­ратуре должна быть достаточной для полного прогрева металла. Охлаждение темплетов осуществляют в воде. Строжка канавок выполняется перед закалкой образцов. В случае недогрева образца («сырой» излом) разрешается повторная термическая обработка половинки или темплета излома. При перегреве образца выпол­няется исправительная термическая обработка.

Контроль на флокены выполняют на продольных макротемплетах или продольных изломах после полного цикла охлаждения или термообработки всей партии плавки.

Отбор проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний ведут по двум методам в зависимости от назначения металлопродукции (ГОСТ 7564—73). Отбирают пробы металла, прошедшего все стадии пластической деформации и термической обработки. Первый вариант предусма­тривает места отбора проб, заготовок и образцов для испытаний растяжением и на ударную вязкость; механические свойства опре­деляют на образцах, вырезанных из термически обработанных заго­товок. По второму варианту механические свойства определяют на образцах, вырезанных из термообработанных проб. Размеры попе­речного сечения заготовок под термообработку определены ГОСТ 4553—71, ГОСТ 5949—75, ГОСТ 1050—74, ГОСТ 20072—74 и др., а также ТУ. Пробы отбирают вдоль направления прокатки от концов прутков, мотков (бунтов). При вырезке заготовок и образ­цов по сечению проката из прутков стали размером (диаметр, сто­рона квадрата, диаметр вписанного круга) до 40 мм ось образца должна совпадать с осью прутка; для толщины более 40 мм она должна проходить на расстоянии, равном ⅓ радиуса от поверхно­сти прутка или ⅓ половины диагонали от угла ( рис.1 .). Заготов­ки, вырезанные на пилах холодной резки абразивными кругами или полученные обдиркой на токарных станках, подвергают термообра­ботке в соответствии с ГОСТ или ТУ на данную металлопродукцию (ГОСТ 4543—71, ГОСТ 5949—75, ТУ 14-1-950—74 и др.), после чего из них изготавливают контрольные образцы для испытания на растяжение и ударную вязкость.

Рис.1. Схема вырезки образцов для испытания механических свойств по вариантам I (а) и II (б)

Заготовки, предназначенные для изготовления образцов на растяжение, за один проход с подачей 0,85—1 мм обтачивают до диаметра 20 мм. Затем за три прохода выбирают рабочую часть образца (диаметром 20—17, 17—14 и 14—11 мм). Черновой обра­зец диаметром 11 мм на круглошлифовальном станке при скорости подачи 0,03—0,08 мм/об доводят до окончательного размера 10 ± 0,1 мм (ГОСТ 1497—84). При обточке заготовок и шлифовании образцов необходимо обильное охлаждение эмульсией (СОЖ). Из заготовок, предназначенных для изготовления ударных образцов, на фрезерном станке двумя параллельными фрезами вырезают квадратные черновые бруски стороной 11 мм. На плоскошлифовальном станке их шлифуют с четырех сторон до сечения квадрата 10 ± 0,1 мм (ГОСТ 9454—78). Вырезку и шлифование выполняют при обильном охлаждении СОЖ. Технология изготовления образ­цов для испытания на растяжение и ударную вязкость при высоких и отрицательных температурах не отличается от изложенной.

Отбор проб, заготовок и образцов для определения длительной прочности производится в соответствии с ГОСТ 7564—73. По ТУ 14-1-225—72, ТУ 14-1-1907—76, ТУ 14-1-338—72, ТУ 14-1-714—73, ТУ 14-1-1736—76, ТУ 14-1-476—76, ТУ 14-136-252—77 и ТУ 14-1-1665—76 сечение заготовки под термообработку — круг диаметром или квадрат со стороной 20—25 мм. Вырезку выполняют на пилах холодной резки и абразивными кру­гами по той же схеме, что и для механических испытаний по перво­му варианту. По ТУ 14-1-1923—76, ТУ 14-1-223—72, ТУ 14-1-684—73, ТУ 14-1-226—72 термообработку осуществляют в полном сечении сорта, заготовки. Из термически обработанной пробы вырезаются абразивными кругами квадратные заготовки со стороной 15—20 мм.

Изготовление образцов из заготовок, прошедших термообработ­ку или вырезанных из термообработанных проб, состоит из зацен­тровки с двух сторон на глубину 7 мм сверлом диаметром 3,5— 4 мм; обточки с двух сторон до диаметра 12,4 мм и снятия фасок (1 мм * 45°) при глубине резания 2,2 мм и скорости подачи 0,16 об/мин; проточки рабочей части до диаметра 8 мм с выборкой галтелей радиусом 4 мм при частоте вращения 180—300 об/мин, скорости подачи 0,16 мм/об и глубине резания 2,2 мм; нарезки резьбы М12 на галтелях на длине 15 мм (глубина резания 1,33 мм, скорость подачи 2,11 мм/об, число оборотов 4); выборки рабочей части длиной 39 мм до диаметра 5,3 мм с радиусом галтели 4 мм (частота вращения 180—300 об/мин, глубина резания при первом проходе 1 мм, при втором 0,35 мм, скорость подачи 0,16 мм/об); шлифовании рабочей части до диаметра 5± 0,01 мм абразивным кру­гом (300*32*127, ЭБ20-25СТ, 35 м/мин) при скорости подачи 0,02—0,03 мм/об, чистота обработки — класс 8. Требования к об­разцам определяются ГОСТ 10145—81. Все операции выполняют при обильном охлаждении СОЖ.

Пробы сортового проката (ГОСТ 5657—69) размером (круг, квадрат) 28—49 мм отбирают в полном сечении; пробы проката большого сечения перековывают на квадрат. Пробы со стороной 30—10 или 30—2 мм подвергают пред­варительной термообработке (конструкционные стали нормализуют, а инструментальные отжигают) и затем — токарной обработке (глубина резания 1,0—1,5 мм). В чистовом виде образец имеет дли­ну 100±0,5, диаметром 25±0,25 мм. На одном торце образца вытачивают заплечики диаметром 28 мм и толщиной 4—5 мм. Чистота обработки противоположного торца должна быть не ниже класса 5. Для предохранения от окисления термообработку образцов прово­дят в стальных стаканах с крышками, на дно которых закладывают графитовые пластины для предохранения торцов образцов от обез­углероживания. Температуру закалки назначают по режиму, ука­занному для термообработки заготовок для испытаний механиче­ских свойств по НТД на данную металлопродукцию. Время на про­грев образца составляет 30—50, выдержка — 30 мин при темпера­туре закалки. Образец, извлеченный из печи, торцом помещают под струю воды (15—25 °С) и полностью охлаждают. Далее на плоско­шлифовальном станке по всей длине образца на глубину 0,54±0,1 мм сошлифовывают при обильном охлаждении эмульсией две диаметрально противоположные площадки; чистота их обработки должна быть не ниже класса 7 (ГОСТ 2789—73). Прижоги при шлифовании не допускаются.

Отбор проб осуществляют по ТУ 14-1-1529—75. От партии-плавки отбирают две пробы, одна из которых соответствует донной, а другая — подприбыльной части слитка. Заготовки для изготовления образцов обрабатывают по ГОСТ 7564—73. Из каждой пробы пилами холодной резки и абра­зивными кругами вырезают по одной квадратной заготовке 20 мм. Заготовки центруют с обеих сторон на глубину 5 мм и затем на токарном станке обтачивают до 16,4 мм. После обточки выбирается рабочая часть образца диаметром 9 и длиной 40 мм (радиус галте­ли 4 мм) за два прохода с разной глубиной резания: при первом проходе 2, при втором 1,5 мм. С обеих сторон образца нарезается резьба М16 на длину 20 мм (глубина резания 1,4 мм, подача 2,1 мм). Заключительная операция — шлифовка абразивным кру­гом на круглошлифовальном станке до диаметра 8±0,1 мм; ско­рость подачи должна составлять 0,02—0,03 мм/об, чистота обра­ботки — класс 8.

Отбор проб и вырезку образцов конструкционных, инструментальных, автоматных, пружинных, коррозионностойких и других сталей осуществляют по ГОСТ 1778—70.

Количество образцов и место отбора проб по длине раската слитков указывают в НТД на продукцию, от каждой плавки должно быть не менее шести образцов. Так, по ТУ 14-1-1283—75 отбирают шесть образцов от любых штанг, по ТУ-14-1-1529—77 — три пробы от штанг А и три — от штанг У, по ЧМТУ 1-809—69 — шесть проб от разных прутков штанг А, по ЧМТУ 1-894—70 — шесть проб от разных прутков. Отбор проб и вырезка образцов шарико- и роликопод­шипниковой стали ведут по ГОСТ 801—78.

Образцы вырезают на пилах холодной резки и абразивными кру­гами по схемам, ( ГОСТ 1778—70) . Центр пробы перед вырезкой отмечают, метки при вырезке сохраняют. Рез должен про­ходить на расстоянии 0,5 мм от метки. Подготовку к шлифовке выполняют в три этапа: выравнивание поверхности образца, дове­дение его до необходимого размера и стачивание до метки абразив­ным кругом; шлифование образцов на абразивной бумаге № 16, 10 и 5 (при переходе на бумагу с более мелким абразивным зерном направление обработки поверхности шлифа меняется на 90° с вы­водом рисок предыдущей шлифовки); третий этап — шлифование образцов на картоне с нанесенными пастами ГОИ и алмазной до исчезновения рисок от предыдущей обработки. Окончательная обработ­ка поверхности шлифа состоит в полировке на мягком сукне или фетре с применением окиси хрома до полного блеска и отсутствия царапин и рисок. Не допускается «заваливание» краев образцов. Приготов­ленные шлифы следует предохранять от механических повреждений и коррозии. В отдельных случаях качество приготовления микро­шлифов проверяют под микроскопом.

Отбор проб для определе­ния МКК регламентируется ГОСТ 5949—75, ТУ 14-1-1013—74, ТУ 14-136-226—76, ТУ 14-136-228—76 и др.

Читайте также: