Определение ферритной фазы металла

Обновлено: 16.05.2024

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ФЕРРИТНОЙ ФАЗЫ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СТАЛЬ АУСТЕНИТНАЯ

Методы определения содержания ферритной фазы в прутках

Austenitic steel bars.

Methods for the determination of the ferrite-phase

МКС 77.080.20 ОКСТУ 1909

Дата введения 01.07.67

Настоящий стандарт распространяется на аустенитные нержавеющие стали марок 17Х18Н9, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, 04Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10, 04Х18Н10, 02Х18Н10, 06Х18Н11, 12Х18Н12Т, 08Х18Н12Т и 08Х18Н12Б и устанавливает металлографический и магнитный методы определения содержания ферритной фазы (СФФ).

Контролю на содержание СФФ подвергают кованые и катаные прутки диаметром или толщиной от 80 до 270 мм.

По согласованию сторон указанные методы определения СФФ могут быть распространены и на стали аустенитного класса других марок.

Выбор метода и его применение необходимо предусматривать в стандартах и технических условиях на металлопродукцию, устанавливающих технические требования на нее.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ И ВЫРЕЗКА ШЛИФОВ

1.1. Число образцов для определения содержания СФФ в плавке стали устанавливают стандартами и техническими условиями на продукцию; их должно быть не менее двух.

1.2. Образцы отбирают от любых прутков контролируемой плавки в произвольных местах:

а) при контроле на двух или трех шлифах — от разных прутков;

б) при контроле на большем числе шлифов образцы должны быть отобраны на менее чем от трех прутков.

Место отбора образцов от штанг, соответствующих определенному месту по высоте слитка, может быть установлено по соглашению сторон.

1.3. При металлографическом методе определения СФФ образцы для изготовления шлифов вырезают из круглого или квадратного профиля диаметром или толщиной от 80 до 270 мм от центра до середины радиуса или четверти толщины (см. чертеж).

1.4. Длину образца а в направлении оси прутка устанавливают не менее 10—12 мм. Припуск b на шлифование должен быть больше или равен 0,5 мм (см. чертеж).

1.5. (Исключен, Изм. № 2).

1.6. Образцы следует вырезать холодным механическим способом. Допускается автогенная резка при условии, что шлиф будет изготовлен от места реза на расстоянии не менее 25 мм.

1.7. Определение содержания СФФ металлографическим и магнитным методами проводят на образцах в состоянии поставки.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

2.1. На образцах, вырезанных вдоль волокна, изготовляют шлифы по плоскости, проходящей от центра до середины радиуса прутка (см. чертеж).

2.2. Микрошлиф подвергают электролитическому или химическому травлению. Электролитическое травление осуществляют в 10 %-ном водном растворе щавелевой кислоты при комнатной температуре и плотности тока 0,03—0,08 а/см 2 в течение 20—40 с.

Химическое травление осуществляют в реактиве следующего состава: 20 мл воды, 20 мл концентрированной соляной кислоты и 4 г медного купороса. Травление проводят при комнатной температуре в течение 8—10 с.

Допускается травление в реактивах другого состава, обеспечивающих быстрое и качественное травление (участки не должны быть окисленными, а их границы должны быть тонкими и резкими).

2.3. Содержание СФФ в стали оценивают просмотром всей площади травленого микрошлифа.

2.4. На каждом шлифе при увеличении 280—320 х и диаметре поля зрения микроскопа 0,38—0,43 мм определяют место с наибольшим содержанием СФФ, которое визуально оценивают в баллах или в процентах путем сравнения с фотоэталонами прилагаемой шкалы.

Арбитражные определения содержания СФФ проводят по фотоснимку, сделанному при увеличении 280—320 х , с диаметром фотоотпечатка, соответственно равным 115—130 мм.

2.5. Прилагаемая к настоящему стандарту шкала для определения содержания СФФ — пятибалльная и имеет дополнительные фотоэталоны в 0,5; 1,5 и 2,5 балла.

Шкала представлена двумя рядами фотоэталонов, различающимися по величине и количеству участков (см. вкладку).

2.4, 2.5. (Измененная редакция, Изм. № 2).

2.6. (Исключен, Изм. № 2).

2.7. Содержание СФФ в плавке оценивают двумя способами:

а) по максимальному баллу или проценту из оценок двух образцов;

б) по среднему баллу или проценту из оценок двух или более образцов.

Способ оценки устанавливается стандартами и техническими условиями на продукцию.

2.8. Норма содержания СФФ в зависимости от назначения стали устанавливается стандартами и техническими условиями на продукцию.

Если результаты испытаний неудовлетворительные, то повторно проводят испытания на образцах, отобранных от других штанг; при оценке плавки по и. 2.1а — на том же количестве, при оценке плавки по и. 2.16 — на удвоенном количестве образцов. Результаты повторных испытаний являются окончательными.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ФЕРРИТНОЙ ФАЗЫ МАГНИТНЫМ МЕТОДОМ

3.1. Для магнитного метода определения СФФ образцы отрезают от прутков в виде поперечных темплетов высотой не менее 10 мм.

3.2. Определения проводят на шлифованной поверхности макрошлифов, изготовленных на образцах. Допускается определение проводить на макрошлифах, применяемых для контроля макроструктуры до травления.

3.3. Основным магнитным методом высшей точности является метод магнитного насыщения.

3.4. Рабочими средствами измерения являются ферритометры по ГОСТ 26364 при измерении содержания ферритной фазы в пределах 0 %—20 %. При измерении СФФ более 20 % допускается применение других приборов при наличии соответствующей градуировки.

3.5. Градуировка рабочих средств измерения должна осуществляться по стандартным образцам СФФ, аттестованным методом магнитного насыщения или металлографическим методом.

3.6. Для определения СФФ на макрошлифе проводят не менее 40 измерений равномерно расположенных по двум-трем диаметрам (диагоналям). При установлении на макрошлифе зоны с наибольшим СФФ проводят меньшее число измерений, но не менее 20.

3.7. СФФ на макрошлифе определяют средним из трех максимальных показаний прибора в разных местах шлифа с последующим его выражением по градуировочной кривой в баллах или процентах.

3.8. СФФ в плавке оценивают двумя способами:

а) по максимальному показанию из оценок двух образцов;

б) по среднему показанию из оценок двух или более образцов.

Способ оценки устанавливается стандартами или техническими условиями на продукцию.

3.9. Если результаты испытаний неудовлетворительны, то повторно проводят испытания на образцах, отобранных от других штанг; при оценке плавки по максимальному показателю — на том же количестве, при оценке плавки по среднему показателю — на удвоенном количестве образцов. Результаты повторных испытаний являются окончательными.

Разд. 3 (Измененная редакция, Изм. № 2)

4. ПОВЕРКА ПРИБОРОВ

4.1. Перед началом работы новый прибор градуируется.

4.1а. Методику первичной и периодических поверок ферритометров (по ГОСТ 26364) устанавливают в соответствии с ГОСТ 8.518*.

(Введен дополнительно, Изм. № 2).

4.2. Градуировку прибора, т. е. получение градуировочной кривой зависимости показаний прибора от содержания СФФ, проводят по эталонным образцам с различным содержанием СФФ. Рекомендуется построение одной градуировочной кривой для прутков размером от 80 до 180 мм и второй — 180 мм и более.

4.3. Эталоны необходимо изготовлять из прутков контролируемой марки стали.

Допускается изготовление эталонов для стали марок 17Х18Н9, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т,

04Х18Н10Т, 08Х18Н10, 04Х18Н10, 02Х18Н10, 06Х18Н11, 12Х18Н12Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н12Б, из стали марки 12Х18Н10Т.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.4. В качестве эталонов используют микрошлифы, вырезанные и изготовленные в соответствии с пи. 1.3 и 2.1. Одну из сторон микрошлифа, расположенную поперек оси прутка, приготовляют как макрошлиф в соответствии с и. 3.2.

4.5. Содержание СФФ в эталонах металлографическим методом определяют путем балльной оценки по методике, изложенной в разд. 2.

4.6. Содержание СФФ в эталонах магнитным методом определяют в соответствии с методикой, изложенной в разд. 3.

* С 1 января 2012 г. вводится в действие ГОСТ 8.518—2010.

4.7. По данным, соответствующим эталонам с различным содержанием СФФ, строят градуировочную кривую прибора в координатах «показание прибора — балл СФФ». Каждые 5—6 точек кривой должны определяться не менее чем 10 результатами, полученными на разных эталонных образцах.

Примечание. Допускается градуировка прибора в координатах «показание прибора — объемное содержание СФФ». В этом случае содержание СФФ в эталонных образцах определяют одним из методов количественной металлографии, например точечным, и выражают в процентах.

4.8. Правильность работы прибора в течение эксплуатации и после ремонта проверяют периодически по двум-трем эталонным образцам с заранее фиксированными показаниями, соответствующими разным участкам градуировочной кривой прибора.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ПОСТАНОВЛЕНИЕМ Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР от 15.03.66

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на которую дана ссылка

5. Ограничение срока действия снято по протоколу Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2—93)

6. ИЗДАНИЕ (июнь 2011 г.) с Изменениями № 1, 2, утвержденными в октябре 1974 г., декабре 1987 г. (ИУС 10-74, 3-88)

Редактор М.И. Максимова Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор М.С. Кабашова Компьютерная верстка А.Н. Золотаревой

Сдано в набор 16.06.2011. Подписано в печать 29.07.2011. Формат 60x84 Vs- Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать офсетная. Уел. печ. л. 0,93 + вкл. 0,47. Уч.-изд. л. 0,45 + вкл. 0,35. Тираж 156 экз. Зак. 691.

, 123995 Москва, Гранатный пер., 4. Набрано во на ПЭВМ.

Отпечатано в филиале — тип. «Московский печатник», 105062 Москва, Лялин пер., 6

Определение ферритной фазы металла

ГОСТ Р 53686-2009
(ИСО 8249:2000)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ФЕРРИТНОЙ ФАЗЫ В МЕТАЛЛЕ СВАРНОГО ШВА АУСТЕНИТНЫХ И ДВУХФАЗНЫХ ФЕРРИТО-АУСТЕНИТНЫХ ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ

Welding. Determination of Ferrite Number (FN) in austenitic and duplex ferritic-austenitic Cr-Ni stainless steel weld metal

Дата введения 2011-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным учреждением "Научно-учебный центр "Сварка и контроль" при МГТУ им.Н.Э.Баумана (ФГУ НУЦСК при МГТУ им.Н.Э.Баумана), Национальным агентством контроля и сварки (НАКС) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 364 "Сварка и родственные процессы"

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ISO 8249:2000 "Сварка. Определение ферритного числа в металле сварного шва аустенитных и двухфазных феррито-аустенитных хромоникелевых коррозионностойких сталей" (ISO 8249:2000 "Welding - Determination of Ferrite Number (FN) in austenitic and duplex ferritic-austenitic Cr-Ni stainless steel weld metal", MOD) путем внесения дополнительных пунктов и абзацев, которые выделены путем заключения их в рамки из тонких линий, а информация с объяснением причин включения этих положений приведена во введении стандарта

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

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июнь 2020 г.

Введение

Международный стандарт ИСО 8249-2000 на метод контроля содержания ферритной фазы (СФФ) в металле сварного шва хромоникелевых сталей аустенитного и феррито-аустенитного классов разработан Международным институтом сварки (МИС) и был принят Советом ISO, действующим в качестве международной организации по стандартизации в области сварки взамен стандарта ИСО 8249-1985, распространявшегося только на стали аустенитного класса.

Стандарт ИСО 8249-1985 - результат многолетнего (с 1978 г.) поиска решения проблемы обеспечения достоверности и единства измерений СФФ, выполняемых в различных странах. Цель нового стандарта - использовать лучшие достижения стран - участниц дискуссии и обеспечить технический компромисс между двумя основными независимыми направлениями магнитной ферритометрии, представленными, с одной стороны, комплексом российской нормативной документации и, с другой стороны, стандартами США и других западных стран, обобщенными в стандарте ИСО 8249-1985.

Наряду с рядом общих черт эти два направления имеют коренные отличия:

- российскими стандартами предусмотрена возможность использования практически не известных за рубежом ферритометров объемного типа, отличающихся исключительной достоверностью и простотой в эксплуатации. Для этого типа ферритометров в ЦНИИТМАШ разработаны не имеющие аналогов за рубежом стандартные образцы (СО СФФ), аттестуемые прецизионным методом магнитного насыщения;

- различны физические принципы и образцовые средства измерений, используемые для калибровки рабочих средств измерений: метод магнитного насыщения по ГОСТ 26364-90 и метод измерения силы отрыва постоянного магнита от поверхности образца по национальному стандарту США AWS А 4.2-91;

- различны единицы измерений СФФ: в российских документах это "процент" (общепринятая в магнитном фазовом анализе величина); в стандарте ИСО 8249 это "ферритное число" (условная величина, определяемая по специальной методике средствами магнитной толщинометрии);

- различен выбор материала для изготовления СО СФФ: естественные однородные образцы сталей с надежно установленным СФФ (по российским стандартам) и искусственные эталоны толщины немагнитного покрытия (по ИСО 8249).

В проверке предложений российской делегации в МИС и в подготовке окончательной редакции стандарта ИСО 8249-2000 принимали участие делегации ведущих индустриальных стран Европы, Америки и Азии.

В российских стандартах и в национальных стандартах других стран, сотрудничающих в Международном институте сварки, магнитный метод признан наилучшим для количественного определения содержания ферритной фазы (СФФ) в металле сварного шва хромоникелевых сталей аустенитного и феррито-аустенитных классов. Вместе с тем, как указано в стандарте ИСО 8249-2000, до настоящего времени в мировой практике измерений СФФ не существует единого мнения в отношении ". наилучшего экспериментального метода, разрушающего или неразрушающего, который давал бы абсолютное количественное выражение СФФ в металле сварного шва. ". В настоящее время существуют и эффективно используются два варианта магнитного метода определения СФФ.

1 Концепция "процента СФФ". В российских стандартах для количественного выражения СФФ (объемной доли) в качестве единицы измерения СФФ, называемой "процент СФФ" или "1% СФФ", принимается значение 1/100 доли величины удельной намагниченности насыщения ферритной фазы. Величина удельной намагниченности насыщения ферритной фазы может быть установлена экспериментально для каждой стали. В российских стандартах эта величина принимается в качестве единой характеристики для группы марок сталей аустенитного и феррито-аустенитного классов, близких по химическому составу.

Диапазон возможных значений СФФ в "процентах" составляет от 0 до 100%.

2 Концепция "ферритного числа". В международном стандарте ISO 8249-2000, в американском национальном стандарте AWS А4.2М:2006 и в ряде национальных стандартов других стран для количественного выражения СФФ в качестве единицы измерения СФФ принимается условная единица "ферритное число", определяемая по специальной методике путем измерения силы отрыва специального постоянного магнита от поверхности исследуемого образца стали через показания прибора "Магне Гейдж".

Диапазон возможных значений ферритного числа составляет: от 0 до 120 и более.

Ситуация, при которой на практике широко используются обе вышеуказанные концепции и, соответственно, различные единицы измерения СФФ, привела к необходимости разработки настоящего стандарта, регламентирующего порядок подготовки и выполнения измерений СФФ с использованием, при необходимости, любой из этих единиц - "процента" либо "ферритного числа".

Настоящий стандарт обобщает накопленный в России научный и производственный опыт метрологического, приборного и методического обеспечения контроля СФФ при выплавке и сварке сталей аустенитного класса, а также опыт сотрудничества с Международным институтом сварки при подготовке стандарта ИСО 8249 (издания 1985 и 2000 гг.). Стандарт создает возможность гармонизации стандарта ИСО 8249-2000 с действующими российскими стандартами.

В настоящий стандарт дополнительно включены разделы 10-17, отражающие применяемый в Российской Федерации метод определения ферритной фазы в процентах СФФ.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает порядок подготовки и выполнения измерений СФФ в хромоникелевых аустенитных (АС) и двухфазных феррито-аустенитных (ФАС) коррозионностойких сталях магнитным методом в "процентах СФФ" и в единицах "ферритного числа" с использованием переносных магнитных ферритометров объемного и локального типов по ГОСТ 26364-90.

Иногда используется название "дуплексные феррито-аустенитные коррозионностойкие стали".

Стандарт распространяется на АС и ФАС с содержанием хрома от 13% до 27% и никеля от 5% до 15% с возможным дополнительным легированием кремнием, молибденом, титаном, ниобием и другими элементами и с содержанием ферритной фазы от 0 до 80% (ферритное число от 0 до 120).

В стандарте представлены разделы, относящиеся к определению СФФ в процентах, в единицах ферритного числа, а также к установлению соотношения между результатами измерений СФФ в процентах и ферритных числах.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.518 Государственная система обеспечения единства измерений. Ферритометры для сталей аустенитного класса. Методика поверки

ГОСТ 380 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 2246 Проволока стальная сварочная. Технические условия

ГОСТ 2789 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 5632 Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки

ГОСТ 9466 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия

ГОСТ 10157 Аргон газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ 26364 Ферритометры для сталей аустенитного класса. Общие 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 стандарта 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, определения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями и сокращениями.

3.1 ферритная фаза (дельта-феррит, феррит): Мелкодисперсная фаза, возникающая при кристаллизации из жидкого состояния хромоникелевых сталей аустенитного и аустенитно-ферритного класса, имеет объемно-центрированную кубическую кристаллическую решетку, обладает ниже точки Кюри (около 650°С) ферромагнитными свойствами.

3.2 содержание ферритной фазы (СФФ): Объемная доля ферритной фазы в хромоникелевых сталях аустенитного или аустенитно-ферритного класса.

3.3 процент ферритной фазы: Единица измерения содержания ферритной фазы, отождествляемая в ГОСТ 26364 и ГОСТ 8.518 с одной сотой величины удельной намагниченности насыщения ферритной фазы исследуемой хромоникелевой стали аустенитного или аустенитно-ферритного класса.

3.4 ферритное число (ФЧ): Условная величина, характеризующая содержание ферритной фазы в хромоникелевых сталях аустенитного или феррито-аустенитного класса согласно настоящему стандарту.

3.5 определение СФФ: Совокупность операций, включающая в себя подготовку исследуемой стали к измерениям (изготовление образцов при использовании ферритометров объемного типа, подготовку поверхности при использовании ферритометров локального типа), выполнение измерений и обработку полученных результатов.

3.6 переносные магнитные ферритометры: Приборы для определения содержания ферритной фазы в лабораторных и производственных условиях.

- АС - хромоникелевые стали аустенитного класса (аустенитные стали);

- ФАС - хромоникелевые стали феррито-аустенитного класса (феррито-аустенитные стали);

- СФФ - содержание ферритной фазы;

- СО СФФ - стандартные образцы содержания ферритной фазы;

- СО ТНП - стандартные образцы толщины немагнитного покрытия;

4 Определение ферритного числа. Физический принцип

Измерения содержания феррита в металле сварного шва преимущественно аустенитных коррозионно-стойких сталей через силу притяжения между образцом металла сварного шва и постоянным магнитом основаны на том факте, что сила притяжения между двухфазным или многофазным образцом, содержащим одну ферромагнитную фазу и одну (или более) неферромагнитную фазу, возрастает при увеличении содержания ферромагнитной фазы. В металле сварного шва преимущественно аустенитных и двухфазных феррито-аустенитных коррозионно-стойких сталей феррит ферромагнитен, тогда как аустенит, карбиды, сигма-фаза и неметаллические включения неферромагнитны.

5 Калибровка

5.1 Стандартные образцы толщины покрытия

Стандартные образцы толщины покрытия состоят из нелегированной стальной основы размером 30 мм30 мм и нанесенной сверху немагнитной меди. Толщина нелегированной стальной основы должна равняться или быть больше, чем минимальная толщина, определенная экспериментальным путем, при которой дальнейшее увеличение толщины не приводит к увеличению силы притяжения между стандартным постоянным магнитом и стандартным образцом толщины покрытия. Толщина немагнитного медного слоя должна быть известна с точностью ±5% или с большей точностью. Химический состав нелегированной стали должен быть в следующих пределах:

Методы определения содержания ферритной фазы в прутках

Austenitic steel bars. Methods for the determination of the ferrite-phase

Дата введения 1967-07-01

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

5. Ограничение срока действия снято по протоколу Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

6. ИЗДАНИЕ (июнь 2011 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в октябре 1974 г., декабре 1987 г. (ИУС 10-74, 3-88)

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

а) при контроле на двух или трех шлифах - от разных прутков;

б) при контроле на большем числе шлифов образцы должны быть отобраны не менее чем от трех прутков.

1.4. Длину образца в направлении оси прутка устанавливают не менее 10-12 мм. Припуск на шлифование должен быть больше или равен 0,5 мм (см. чертеж).

1.5. (Исключен, Изм. N 2).

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

2.2. Микрошлиф подвергают электролитическому или химическому травлению. Электролитическое травление осуществляют в 10%-ном водном растворе щавелевой кислоты при комнатной температуре и плотности тока 0,03-0,08 а/см в течение 20-40 с.

Арбитражные определения содержания СФФ проводят по фотоснимку, сделанному при увеличении 280-320, с диаметром фотоотпечатка, соответственно равным 115-130 мм.

2.5. Прилагаемая к настоящему стандарту шкала для определения содержания СФФ - пятибалльная и имеет дополнительные фотоэталоны в 0,5; 1,5 и 2,5 балла.

Шкала представлена двумя рядами фотоэталонов, различающимися по величине и количеству участков (см. вкладки).

2.4, 2.5 (Измененная редакция, Изм. N 2).

2.6. (Исключен, Изм. N 2).

Если результаты испытаний неудовлетворительные, то повторно проводят испытания на образцах, отобранных от других штанг; при оценке плавки по п. 2.7а - на том же количестве, при оценке плавки по п. 2.7б - на удвоенном количестве образцов. Результаты повторных испытаний являются окончательными.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ФЕРРИТНОЙ ФАЗЫ МАГНИТНЫМ МЕТОДОМ

3.4. Рабочими средствами измерения являются ферритометры по ГОСТ 26364 при измерении содержания ферритной фазы в пределах 0%-20%. При измерении СФФ более 20% допускается применение других приборов при наличии соответствующей градуировки.

3.9. Если результаты испытаний неудовлетворительны, то повторно проводят испытания на образцах, отобранных от других штанг; при оценке плавки по максимальному показателю - на том же количестве, при оценке плавки по среднему показателю - на удвоенном количестве образцов. Результаты повторных испытаний являются окончательными.

Разд. 3 (Измененная редакция, Изм. N 2)

4. ПОВЕРКА ПРИБОРОВ

(Введен дополнительно, Изм. N 2).

4.2. Градуировку прибора, т.е. получение градуировочной кривой зависимости показаний прибора от содержания СФФ, проводят по эталонным образцам с различным содержанием СФФ. Рекомендуется построение одной градуировочной кривой для прутков размером от 80 до 180 мм и второй - 180 мм и более.

Допускается изготовление эталонов для стали марок 17Х18Н9, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, 04Х18Н10Т, 08Х18Н10, 04Х18Н10, 02Х18Н10, 06Х18Н11, 12Х18Н12Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н12Б, из стали марки 12Х18Н10Т.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.4. В качестве эталонов используют микрошлифы, вырезанные и изготовленные в соответствии с пп. 1.3 и 2.1. Одну из сторон микрошлифа, расположенную поперек оси прутка, приготовляют как макрошлиф в соответствии с п. 3.2.

4.7. По данным, соответствующим эталонам с различным содержанием СФФ, строят градуировочную кривую прибора в координатах "показание прибора - балл СФФ". Каждые 5-6 точек кривой должны определяться не менее чем 10 результатами, полученными на разных эталонных образцах.

Примечание. Допускается градуировка прибора в координатах "показание прибора - объемное содержание СФФ". В этом случае содержание СФФ в эталонных образцах определяют одним из методов количественной металлографии, например точечным, и выражают в процентах.

Ферритная фаза

В процессе остывания сталей они проходят этап (фазу) кристаллизации. Ферритная фаза определяет количество мелкодисперсионного дельта феррита. Например, в аустенитных марках типа Е308 или Е308L процент содержания этого элемента колеблется от трёх до десяти процентов.Это количество позволяет предотвратить появление трещин и не допустить так называемое «охрупчивание» металла при высоких температурах.

Строение и свойства

При повышении температуры аустенитные стали превращаются в жидкий раствор с определённым процентным отношением железа и углерода. Если температура раствора превышает линию так называемого ликвидуса (это около 1700 °C),образовавшийся расплав становится статически неустойчивым. Его состояние оценивают по двум составляющим:фазовой и структурной.

Для первой составляющей основным показателем является фаза состояния полученной смеси. Она определяет состояние металла по следующим показателям:

раствора углерода в железе;
количество различных образований (непосредственно феррит, в том числе высокотемпературный, аустенит, цементит).

Структурная составляющая часть образца определяется как гомогенная или квазигомогенная форма. Общая структура образовавшегося феррита составляет равноосные кристаллы. В трёхмерном пространстве решётка ферритной фазы представляет объёмно-центрированный куба. Эти кристаллы определяют твёрдость феррита и способность углерода в нём растворяться. Опыт показывает, что при температуре равной 727 градусов в феррите растворяется только 0,02% углерода.

Кроме этого к основным свойствам феррита относятся:

обладает сильными ферромагнитными свойствами (до температуры 770 °С — точка Кюри);
является теплопроводным элементом;
хорошим проводником электрического тока;
обладает повышенной пластичностью.

К основным недостаткам относятся невысокая прочность и недостаточная твёрдость. Последний показатель зависит от величины образованного зерна и находится в интервале от 65 до 130 НВ.

В зависимости от этапа проходящих превращений ферритная фаза находится в следующих состояниях:

как основа кристаллической решётки образовавшегося сплава;
второе или избыточное состояние (располагается по границам так называемых перлитных образований);
элемент феррито-графитного эвтектоида.

Каждое состояние требует точного определения и выявления возникающих преобразований. От них во многом зависят характеристики конечного продукта.Полное отсутствие ферритного образования или незначительное его содержание проявляется с образованием горячих трещин. Завышенное содержание этого показателя снижает пластичность, ударную вязкость и антикоррозийную стойкость.

Контроль ферритной фазы

Особенность влияния ферритной фазы на образец проявляется при небольших изменениях содержания этого показателя (несколько процентов). Могут существенным образом измениться конечные свойства изготовленной стали. Поэтому практически все образцы подвергаются проверке.

Этот процесс регламентируется ГОСТ Р 53686-2009. В нём приведен порядок, как должен осуществляться контроль содержания ферритной фазы.На основании этого стандарта должна проходить проверка, которая должна определить следующие показатели:

содержание ферритной фазы;
процент этого показателя;
ферритное число.

ГОСТ Р 53686-2009 Определение содержания ферритной фазы в металле сварного шва аустенитных и двухфазных феррито-аустенитных хромоникелевых коррозионностойких сталей

Определение содержания ферритной фазы указывает на её объёмную долю в сталях аустенитного или аустенитно-ферритного класса.

Особенно подробное испытание проводится для сталей в которых в дальнейшем будет применяться сварка. Полученный сварной шов проверяется на прочность и долговечность путём проверки ферритной фазы. Она не должна превышать шести процентов.Пониженный процент ферритной фазы ухудшает механические характеристики.

Для проведения контроля ферритной фазы используют специально отобранные образцы. Они проверяются на специальных приборах определяющих силу отрыва контрольного магнита от готового сварного соединения. На основе нескольких измерений с использованием калибровочной кривой рассчитывают ферритовое число.

Совокупность выполненных в нашей стране и за рубежом теоретических исследований и практических разработок, направленных на эффективное использование в научных целях и в промышленных условиях магнитного метода контроля содержания ферритной фазы (СФФ) в хромоникелевых сталях аустенитного (АС) и аустенито-ферритного (А-ФС), образует самостоятельное направление в системе обеспечения качества изделий, которое получило название “магнитная ферритометрия” (МФ).
Назначение контроля СФФ. Структура хромоникелевых сталей, содержащих хром (8 — 25%), никель (8 — 15%), молибден ( <4%), а также в небольших количествах другие элементы, может быть как полностью аустенитной, так и содержать некоторое количество ферритной фазы, даже при условии, что содержание отдельных элементов находится в пределах марочного состава.
Контроль СФФ важно осуществлять при выполнении различных технологических операций, но более всего он актуален при сварке, в связи с чем вопросы методического и метрологического характера, а также проблемы его стандартизации в нашей стране и за рубежом в наибольшей степени проработаны именно применительно к сварке.
Хорошо известно, что присутствие ферритной фазы изменяет техно-логические и эксплуатационные свойства стали и изделий из нее. Например, в отсутствие ферритной фазы или при малых ее содержаниях обнаружена склонность металла сварного шва к образованию горячих трещин, а при более высоких СФФ наблюдается тенденция к снижению пластичности и ударной вязкости после выдержки при повышенных тем¬пературах (600 — 800 °С) и к снижению коррозионной стойкости в неко¬торых агрессивных средах. Присутствие ферритной фазы может ухудшать служебные свойства сталей в области криогенных температур, но благотворно влиять на них в условиях коррозии под напряжением. В последние годы обнаружен ранее не известный механизм охрупчивания основного металла и сварных швов хромоникелевых сталей при СФФ более 4 — 5% в процессе длительной выдержки даже при сравнительно низких температурах (300 — 350 °С) из-за возникновения в ферритной фазе другой чрезвычайно мелкой охрупчивающей G-фазы.
Особенность влияния ферритной фазы состоит в том, что сравнительно малые изменения ее содержания (в некоторых случаях в пределах нескольких процентов и даже долей процента) могут вызвать существенное изменение свойств стали. Требования к СФФ в известном смысле строже, чем к химическому составу стали. Так, по ГОСТ 2246 СФФ должно быть строго в пределах 2 — 6% в сварочной проволоке марок Св-08Х16Н8М2 и Св-08Х18Н8Г2Б и 3 — 8% в проволоке марки Св-04Х19Н11МЗ, но при этом допускается повышение содержания хрома сверх норм, предусмотренных данным стандартом, для достижения требуемого уровня СФФ. Соответственно строгие требования предъявляются и к методам контроля, поскольку небольшая неточность в измерениях СФФ может послужить причиной ошибочного заключения при оценке качества материалов. Соблюдением заданного СФФ может быть обеспе¬чен требуемый уровень технологических и эксплуатационных свойств сталей.
Регламентирование и контроль СФФ в хромоникелевых сталях аустенитного (АС) и аустенитно-ферритного (А-ФС) классов являются составной частью мер по обеспечению качества изделий во многих отраслях промышленности в нашей стране и за рубежом.
Для решения этих задач и предназначена МФ.

Читайте также: