НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ
ПРОКАТ ЛИСТОВИЙ
ІЗ НИЗЬКОЛЕГОВАНОЇ СТАЛІ
Металографічний метод оцінювання
мікроструктури
Д
БЗ № 4-2011/444
СТУ 7214:2011Видання офіційне
Київ
ДЕРЖСПОЖИВСТАНДАРТ УКРАЇНИ
201
4ПЕРЕДМОВА
І РОЗРОБЛЕНО: Випробувальний центр «УкрНДІМет» УкрДНТЦ «Енергосталь», ВАТ «Металургійний комбінат «Азовсталь»
РОЗРОБНИКИ: !. Михайлова, канд. техн, наук (науковий керівник); О. Удовенко
2 ПРИЙНЯТО ТА НАДАНО ЧИННОСТІ: наказ Держспоживстандарту України від 1 лютого 2011 р. № 35
З УВЕДЕНО ВПЕРШЕ
Право власності на цей документ належить державі.
Відтворювати, тиражувати та розповсюджувати його повністю чи частково
на будь-яких носіях інформації без офіційного дозволу заборонено.
Стосовно врегулювання прав власності треба звертатися до Держсложивстандарту України
Держспоживстандарт України, 2014
ЗМІСТ
с.
Сфера застосування 1
Нормативні посилання 1
Терміни та визначення понять 1
Готування зразків для випробовування 2
Обладнання 2
Випробовування 2
Опрацьовування результатів 4
Протокол випробування 4
Додаток А Шкала смугастості феритно-бейнітної структури 6
Додаток Б Стандартна методика оцінювання ступеня смугастості або орієнтації мікроструктур 9
Додаток В Бібліографія 16ДСТУ 7214:2011
НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ
ПРОКАТ ЛИСТОВИЙ ІЗ НИЗЬКОЛЕГОВАНОЇ СТАЛІ
Металографічний метод оцінювання мікроструктури
ПРОКАТ ЛИСТОВОЙ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ
Металлографические методы оценивания микроструктуры
LOU-ALLOY STEEL SHEET PRODUCTS
Metallographic analysis of microstructure
Чинний від 2012-01-01
СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ
Цей стандарт установлює металографічні методи оцінювання смугастості феритно-пер- літної та феритно-бейнітної структури листового прокату з низьколегованих сталей.
Металографічні методи оцінювання смугастості поділяють на такі:
метод 1: візуальне порівняння мікроструктури, що видима під мікроскопом, з еталонними шкалами і визначання бала смугастості;
метод 2: оцінювання смугастості як ступеня орієнтації площинно орієнтованих систем поверхонь методом спрямованих січних, за допомогою підрахування всіх точок перетинання ліній випробної сітки із межовими лініями структури і визначанням ступеня площинної орієнтації апл;
метод 3: оцінювання смугастості за допомогою підрахування кількості характерних перетинань і характерних перехоплень межових ліній структури лініями випробної сітки з визначанням індексу анізотропії А, і ступеня орієнтації частково орієнтованих лінійних структурних елементів на двовимірній площині шліфа О12
Метод 3 відповідає ASTM Е1268-01 і його застосовують під час контролювання продукції, яку постачають на експорт за межі СНД (див. додаток Б). При цьому арбітражні методи треба визначити у договорах на постачання продукції.
Застосовування методів для випробовування листового прокату, а також норми смугастості встановлюють у стандартах або інших нормативних документах і технічній документації на конкретну продукцію, затверджених у встановленому порядку.
НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ
У цьому стандарті є посилання на такі нормативні документи:
ДСТУ ISO 4885-2002 Продукція чорної металургії. Термічне оброблення. Словник термінів (ISO 4885:1996, IDT)
ГОСТ 5640-68 Сталь. Металлографический метод оценки микроструктуры листов и лент (Сталь. Металографічний метод оцінювання мікроструктури листів та стрічок).
З ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ
Нижче подано терміни, вжиті в цьому стандарті, та визначення позначених ними понять.
Видання офіційнепитома поверхня
Площа межових поверхонь фаз двофазної або багатофазної структури або межових поверхонь зерен однофазної структури в одиниці об’єму сплаву
орієнтована структура
Структура, в якій межові поверхні зерен або фаз частково або повністю паралельні визначеній пінії (лінійно орієнтована система) або площині (площинно орієнтована система), названа віссю або площиною орієнтації (структура анізотропна)
ступінь площинної орієнтації
Відношення площі орієнтованих межових поверхонь до площі всіх межових поверхонь, виражене у відсотках
ізометричні поверхні
Поверхні зерен або фаз в ізотропній (неорієнтованій) структурі.
Терміни «смугаста мікроструктура» і «бейнітна структура» та відповідні їм визначення понять наведено у ДСТУ ISO 4885.
ГОТУВАННЯ ЗРАЗКІВ ДЛЯ ВИПРОБОВУВАННЯ
Оцінювання мікроструктури виконують на мікрошліфах. Розміри мікрошліфів визначають з урахуванням того, що ширина зразка має дорівнювати товщині листа, якщо вона не більше ніж ЗО мм, а довжина становити не менше ніж 40 мм. За товщини прокату більше ніж ЗО мм зразок має мати розміри ЗО мм х 40 мм. Зразки для мікрошліфів вирізують холодним механічним способом так, щоб їхня площина збігалася з напрямком волокон (зразки повинні бути поздовжніми). Місце вирізування і кількість зразків від партії повинні бути установлені відповідними стандартами і нормативними документами на продукцію.
Спосіб виготовлення мікрошліфів спеціально не регламентовано. Для видалення накле- паного шару від механічної обробки виконують повторне полірування.
Виявлення структури металу здійснюють травленням полірованої поверхні мікрошліфа одним з таких реактивів:
4-відсотковий розчин азотної кислоти в етиловому спирті;
4-відсотковий розчин пікринової кислоти в етиловому спирті.
Оцінювання мікроструктури виконують на поздовжніх зразках по всій товщині листа, не враховуючи поверхневого шару завглибшки від 9 % до 10 % товщини листа з обох поверхонь і вісну зону.
ОБЛАДНАННЯ
Для досліджування мікроструктури використовують металографічний мікроскоп під час роботи у відбитому світлі у світлому полі.
ВИПРОБОВУВАННЯ
Метод 1: візуальне порівняння мікроструктури, що видима під мікроскопом, з еталонними шкалами і визначання бала смугастості.
Ідентифікацію і оцінювання смугастості в низьколегованих сталях з феритно-перлітною структурою виконують за шкалою З ГОСТ 5640 (таблиця 3 додатка 1 і шкала 3 додатка 2).
Ідентифікацію і оцінювання смугастості низьколегованих сталей з феритно-бейнітною структурою виконують за шкалою цього стандарту (таблиця 1 і додаток А). Стандартний розмір фотоеталона шкали додатка А становить 90 мм х 120 мм.
Визначення смугастості методом порівняння з еталонними шкалами цього стандарту виконують за збільшення мікроскопа 200х.
Шкала для оцінювання смугастості в структурі низьколегованих сталей з феритно- бейнітною структурою побудована за принципом зростання кількості бейнітних смуг з урахуванням рівновісності й ступеня щільності феритних смуг.
Ряд А призначений для оцінювання смугастості в сталі з вмістом вуглецю до 0,15 %.
Ряд Б призначений для оцінювання смугастості в сталі з вмістом вуглецю від 0,15 % до 0,30 %.
У таблиці 1 наведено описи мікроструктур за балами цієї шкали.
Оцінювання смугастості здійснюють за допомогою порівняння мікроструктури випробного зразка з еталонами відповідних шкал. За результат оцінювання беруть найбільший бал смугастості, який спостерігають не менше ніж у трьох місцях по всій товщині листа без урахування поверхневого шару завглибшки від 9 % до 10 % товщини листа з обох поверхонь та вісної зони.
Розбіжність між результатами паралельного оцінювання смугастості методом порівняння має становити не більше ніж один бал.
Таблиця 1 — Шкала смугастості феритно-бейнітної структури
|
Номер бала |
Опис мікроструктури |
|
|
Ряд А |
Ряд Б |
|
|
0 |
Рівновісні й деформовані зерна фериту і невелика кількість бейніту з повною відсутністю смугастості |
Рівномірна феритно-бейнітна структура з повною відсутністю смугастості |
|
1 |
Загальне орієнтування структури в напрямку деформації без чітко виражених смуг і одна-дві смуги бейнітної структури, що проходять через все поле зору |
Загальне орієнтування структури в напрямку деформації без чітко виражених смуг і одна-дві смуги бейнітної структури, що проходять через все поле зору |
|
2 |
Одна-дві розірвані смути деформованих зерен фериту й дві-п’ять смуг бейнітної структури, що проходять через все поле зору, на фоні рівновісних і деформованих зерен фериту, що не утворюють смуги |
Одна-дві розірвані смуги деформованих зерен фериту, що чергуються з бейнітними смугами на фоні рівновісних зерен фериту, що не утворюють смуги |
|
3 |
Декілька смуг з бейнітною структурою й кілька смуг деформованих і рівновісних зерен фериту на фоні рівновісних і деформованих зерен, що не утворюють смуги |
Чергування феритних смуг, що утворені з деформованих і рівновісних феритних зерен і смуг з бейнітною структурою |
|
4 |
Чергування смуг з бейнітною структурою й смуг з деформованих і рівновісних зерен фериту |
Рівномірне чергування феритних і бейнітних смуг, що складаються переважно з деформованих зерен |
6.2 Метод 2: оцінювання смугастості як ступеня орієнтації площинно орієнтованих систем поверхонь методом спрямованих січних.
Поверхні меж зерен або фаз у листовому прокаті орієнтовані двояко: паралельно площині деформації — площинно орієнтовані поверхні зерен або фаз і такі, що орієнтовані безладно відносно площини деформації — ізометричні поверхні.
Метод полягає у підраховуванні точок перетинань ліній випробної сітки із межовими лініями структури — межами зерен або фаз, які утворюють смуги, паралельні площині деформації, з визначанням ступеня площинної орієнтації апл.
Зразок, підготовлений відповідно до вимог розділу 4, розміщають на столику мікроскопа, вибирають необхідне збільшення в інтервалі від 100х до 200х і досліджують мікроструктуру. Зразок розміщують так, щоб напрямок деформації на проекційному екрані розташовувався горизонтально. Досліджувану зону обирають довільним переміщенням столика мікроскопа так, щоб спостереження кожного нового поля зору здійснювати без додаткового налаштування столика.
Випробовують способом накладання випробної сітки, яка складається з багатьох близько розташованих паралельних ліній-січних відомої довжини на проектоване на екран зображення мікроструктури або на мікрофотознімок. істинна сумарна довжина ліній випробної сітки повинна становити не менше ніж 500 мкм.
Примітка, істинна довжина — це довжина ліній випробної сітки, у міліметрах, поділена на збільшення мікроскопа.
Вимірювання проводять за паралельного і перпендикулярного розташування січних ліній сітки відносно напрямку деформації.Випробну сітку розташовують паралельно площині деформації, вибирають фазу для підраховування. Підраховують всі точки перетинання ліній випробної сітки із межовими лініями структури (межами зерен, фаз або смуг). Число тц, що дорівнює середній кількості перетинань, визначають за формулою:
(1)
де Xu— загальна кількість підрахованих точок (перетинань) паралельно площині деформації;
L — істинна сумарна довжина випробної лінії сітки, тобто сумарна довжина випробних ліній, поділена на збільшення мікроскопа.
Випробну сітку розташовують перпендикулярно до площини деформації і підраховують всі точки перетинання ліній випробної сітки із межами зерен, фаз або смуг. Середню кількість перетинань rnL обчислюють за формулою:
(2)
де Х±— загальна кількість підрахованих точок (перетинань) перпендикулярно до площини деформації.
Вимірювання піц і т L повторюють у кількох, наприклад у п’яти, полях зору. Якщо стан смугастості істотно змінюється по перерізу листа, то вимірювання окремо проводять у підпо- верхневій і вісній зонах листа або в інших місцях, установлених у стандартах на продукцію.
Ступінь площинної орієнтації апл визначають за формулою:
(т.. -т,,)
«
(3)
ПЛ= 7-^-4'100%.Для випробовування смугастих мікроструктур можна використовувати напівавтоматичний або автоматичний аналізатор зображення.
Для оцінювання смугастості у двофазній або багатофазній структурі визначають, яка фаза є смугастою. Якщо обидві фази є смугастими і немає явно вираженої матричної фази, для підраховування вибирають одну з фаз. У загальному випадку обрахуванню підлягає фаза, що робить основний внесок в анізотропію властивостей. Досліджувані поля зору повинні бути рівномірно розташовані по всій площі шліфа.
