DIN 50 602

金相检测方法 用图像列显微检测特种钢的非金属夹杂物

金属相测试方法：显微检测特种钢用标准图像评定包含的非金属含量

内容

页数

• 1 应用范围和目的………………………………….1

• 2 概念……………………………………….2

• 3 方法名称………………………………….3

• 4 检验范围………………………………….3

页数

• 6 图像列版的结构和应用………………….3

• 7 检验过程………………………………….5

• 8 评估……………………………………….6

• 9 检验报告………………………………….8

• 5 取样和样品准备………………………….3

1 应用范围和目的

1.1 在本标准中描述了特种钢对以硫化物和氧化物的非金属夹杂物的检验。这里应用肉眼 和显微方法。显微测试可用金相显微镜和自动器材进行。自动评估图像因器械原因现在还 不能标准化，因为其还没有完成研制。本标准中确定了一种用金相显微镜的显微测试方 法，用一种系统的图像组版，以及按照连接形式、连接大小（长度和宽度即直径）和允许 频繁度（图像列版 1 ）的描写。与一个特定的极限值起的夹杂物含量成比例的参数，可分 别用氧化和硫化部分或作为总值计算。同样也可以计算最大值。

• 1.2 经商定本标准也可用于其他钢。

对于无碳钢和不锈钢，无变化钢要注意其特点（见5.4节）。

• 1.3 标准适用表 1 和图 1 中列举的、改型的截面。对于以板和带形式的平面物和其他小厚度 物件，以及非直线纹路的铸件，要注意特点和协定来取样和评价。

• 1.4 对于硫化物形式夹杂的钢要准备钢铁检验书 1575 ，注意硫化物长度与宽度的比。

• 1.5 对于“自动钢”形状、大小和非金属夹杂物的分布应用钢铁检验书 1572 －自动钢对硫化 物、带图像列¹ ）非金属夹杂物的显微检验。

• 1.6 确定最高含量和判定非金属夹杂物以致部件的可用性不是本标准范围。这根据材料标 准或供货条件。

• 1）联系Stahleisen mbH出版社，

信箱8229，4000 Duesseldorf

2 概念

2.1 非金属夹杂物

按照本标准判定的非金属夹杂物可能有：钢特有的组成部分硫化物或氧化物成分、与 炉、锅和浇铸线路的非金属外层融化物接触、被空气氧化或接触渣子表面，也有脱氧化和 有意加入硫的产物。

非金属夹杂物的种类、大小、形状和量由钢种类、其融化和浇铸过程、脱氧化方法、 浇铸箱或铸坯的尺寸变形度决定。

2.2 显微夹杂物

要有一个打磨的最大面积0.03mm² 。这个面积极限值相当于显微镜中一个3mm宽度的 － 100mm夹杂物长度的100:1放大或 相同夹杂物面积含量下有相应长度-宽度比例的另外 变形度－更小或更大的长度（见6节）。

2.3 肉眼下夹杂物

肉眼可见夹杂物超出显微夹杂物的表面极限值。本标准的图像列版图列8起部分含肉眼 可见夹杂物，并且计算参数可得到总纯净度。

2.4 纯净度

本标准中的纯净度是以硫化物和氧化物形式给出非金属夹杂物含量，相当以下计算方 法中的一种。

• a) 不同夹杂物种类的 最大尺寸值 （方法M）

• b) 材料中非金属夹杂物的 面积比率参数 是1000mm² 面积内与面积成比的大于特定大小的 夹杂物数量的总和。这一参数是物体中这种夹杂物含量的记数（方法K）。

2.5 图像列版

图像列版1是一个按照几何数列2ⁿ 每行非金属夹杂物面积含量组成的图像版，图像接图 像（垂直）地列出钢特定的带面积重叠的夹杂物形式。在相同面积含量下按照长度×宽度 即频率的变化列在夹杂物种类主列附近的行中（平行）。

文字为：打磨面

样品截面厚度

打磨面

样品截面厚度

按表1选择的打磨面

滚轧方向

打磨面 样品截面厚度

按协议的打磨面大小

图1. 由不同尺寸物件上的取样

表1. 不同形状的打磨面位置

尺寸（直径、小边长或壁厚）	样品截面的打磨面位置
至25mm	在整个截面上
大于25mm直到50mm	在整个截面上或从边到长轴
超过50mm	在边和长轴之间的中心或如协定

如宽平的钢，样品的打磨面应垂直于表面在物体宽的第一个三分之一后在厚度和滚轧方向 上，如钢管在壁厚和滚轧即轴方向（见图1）。如带非直线纹路的锻件要在订货时商定。

3 方法名称

非金属夹杂物的检验名称，按本标准名、方法K、由大小参数4起的夹杂物数： 检验DIN 50602－K4

4 检验范围

4.1 取样判定一个融化物或一个供应件的纯净度没有指定一个单独样品，因此必须检测多 个样品。一般纯净度应检测至少 6 个样品。

4.2 每次订货必须检验，情况是否允许减少样品数至小于 6 个，同时要注意供货大小，有时 还有给出的形状和关系到初始材料的样品位置，偏离“至少 6 个样品”的检验范围要在供货 规定中商定。

4.3 如要检验的材料量有特别，如零件不是出于同一融化物或当每个工件的尺寸相互明显 不同时，在商定检验范围时要注意这些特别。

5 取样和样品准备

• 5.1 取样时要评估的打磨面尽量准确地平行于主延伸方向，并穿过物件轴的旋转对称截 面。这样有利于比较在其长度延伸方向的非金属夹杂物。

5.2 表 1 与图 1 结合后包含圆形和四方形钢、钢管和宽厚比例小的宽平钢的样品归类（取样 位置）规则

5.3 要检验的材料数量的样品打磨面大小（融化物或批号）由不同情况决定，如物件的种 类和截面尺寸，以及评估方法（见 8.2.1 和 8.2.2 节中相关指示）。也应在取样和检验时注意 工作难度。因此按图 1 在尺寸 >50mm 时打磨面大小应商定。例如按 ASTM E 45 或从边到长 轴 12mm × 18mm 相当于 1/2 英寸× 3/4 英寸。如可能一个检验单元的样品打磨面在尺寸上应互 相对应。

5.4 样品打磨时夹杂物不要被拉出或改变其形状，并且没有打磨或打亮介质颗粒压入。有 时要求打磨要硬化。因此样品要小心打磨并尽量短期内打亮。

6 图像列版的结构和应用

• 6.1 图像列版 1

6.1.1 图像列版 1 的检查组成是 4 个图像列（垂直），经常观察的夹杂物特性形式，种类 参数为 1 、 3 、 6 和 8 （基本列）中有大小参数为 0 至 8 的 9 个图像。图像列版 1 的图像比例为 100:1 。分为以下的夹杂物种类：

夹杂物种类 SS 条形硫化夹杂物 夹杂物种类 OA 分解形氧化夹杂物 夹杂物种类 OS 条形氧化夹杂物

夹杂物种类 OG 球形氧化夹杂物

衍生的图像列0、2、4、5、7和9在6.1.2和6.1.3节中描述。

一个图像列的大小参数为0至8 的9个图像中大小参数为0的显示放大为100:1时的最小 可评估显微夹杂物。显示的夹杂物面积含量由图到图成相当几何列2ⁿ 的倍数，这里n表示大 小参数。

夹杂物给出的长度由图到图放大1.5倍，同时增加行的平均宽度，这样可保留提高面积 含量的基本公式。在图像列版1中的图像中长度和在6列中的宽度作了记号以方便测量。在 相同宽度下氧化物的长度在分解形式OA下大于完成的条形，否则同样大小参数的面积含量 会不同。

大小参数9是肉眼下的夹杂物，没有图像显示，因为它们超出了图像界限。

6.1.2 如果同样长度下一个单独的夹杂物只有基本列 1 、 3 即 6 的比较图像的一半宽，面积 含量就只有一半值，大小参数也要小 1 。这由基本列左侧的各图像列（ 0 、 2 、 5 ）显示。同 样也用于评估双倍大面积含量的夹杂物，这时大小参数增大 1 。

6.1.3 如果在视野内可见其它，直至小 2 个大小参数的非金属夹杂物，这时在此范围中的 面积含量同样增大，并大小参数增大 1 ，如个基本列右侧的图像列 4 和 7 所示。硫化物一般 以巢形出现，因此图像上没有单个硫化物。如硫化物单个出现，为了估计长度和面积，最 长夹杂物的大小列在 SS 图像列中，并大小参数减小 1 。

6.2 图像列版 2 和 3

6.2.1 同样大小参数用于夹杂物的同样面积含量的原则也用于薄的、更强延伸的夹杂物和 那些比图像列版 1 中更高分解度的夹杂物。这些夹杂物在其长度延伸上通常跑出显微镜的 图像界限（范围），因此在表 2 和 3 中按数目描述，给出不同长度和宽度组合的大小参数。 图2 显示这些数目上的关联。可特别用于这些夹杂物的长度和宽度的平均值的方便读 取。

补充图像列版1 的图像列版2 和3 可帮助将，比基本列中的图像更稀疏和更强烈分解 的，以及更强积累的夹杂物形状，归类为一个更小或更大的大小参数。大小参数符合夹杂 物面积含量的原则也用于出现厚的夹杂物时，其长度归类先按图像列版1 的基本列。

使用图像列版2和3要注意图像比例（200:1）到图像列版1（100:1）的归类。

表2. 图示为窄的拉长非金属夹杂物按其宽度和长度归类于图像列版 1 的行中（即归类于大 小参数）

行(n)的参			非金属夹	杂物的平均	真实宽度（	b）以μm		面积含量A1
数：	0.52)	1	2	3	5	7	10	()) 放大10012
大小参数			平	均真实长度	（l）以m	m		(:)mm
0	0.20	0.10	0.05 3.0	0.03 6.0	0.02	0.014	0.01	1
1	0.40	0.20	0.10	0.06 3.1	0.04 6.1	0.028	0.02	2
2	0.80	0.40	0.20	0.12 3.2	0.08 6.2	0.056	0.04	4
3	1.60	0.80	0.40	0.25	0.16 3.3	0.11 6.3	0.08	8
4	3.20	1.60	0.80	0.50	0.32	0.22 3.4	0.16 6.4	16
5	6.40	3.20	1.60	1.00	0.64	0.44	0.32 3.5	32
6		6.40	3.20	2.00	1.28	0.88	0.64	64

7 6.40	4.00	2.56	1.76	1.28	128
8	8.00	5.12	3.52	2.56	256
在框中的	数字对给出	图像列版1中	对应图像	的例子

1）适用（这里也） A = 2n 。

2）因为接近光学分解能力的极限，在这个大小范围内精确地给出夹杂物真实宽度已没有意义。

表3. 表 2 中给出的非金属夹杂物平均长度范围

行(n)的参 数： 大小参数	0.5	1)	1		非金属 2 平	夹杂物 均真	的平均 3 实长度	真实 范围（	宽度（ l）以	b）以 5 mm	μm 7		1	0
	大于	至	大于	至	大于	至	大于	至	大于	至	大于	至	大于	至
0	0.15	0.29	0.065	0.15	0.033	0.065	0.022	0.045	0.015	0.03	0.010	0.02	0.0065	0.015
1	0.29	0.56	0.15	0.29	0.065	0.15	0.045	0.09	0.03	0.06	0.02	0.04	0.015	0.029
2	0.56	1.10	0.29	0.56	0.15	0.29	0.09	0.15	0.06	0.12	0.04	0.08	0.029	0.051
3	1.10	2.20	0.56	1.10	0.29	0.56	0.15	0.35	0.12	0.22	0.08	0.16	0.051	0.11
4	2.20	4.40	1.10	2.20	0.56	1.10	0.35	0.66	0.22	0.44	0.16	0.32	0.11	0.22
5	4.40	8.80	2.20	4.40	1.10	2.20	0.66	1.40	0.44	0.88	0.32	0.60	0.22	0.44
6			4.40	8.80	2.20	4.40	1.40	2.80	0.88	1.66	0.60	1.20	0.44	0.88
7					4.40	8.80	2.80	5.60	1.66	3.32	1.20	2.40	0.88	1.66
8							5.60	11.20	3.32	6.64	2.40	4.80	1.66	3.32

1）因为接近光学分解能力的极限，在这个大小范围内精确地给出夹杂物真实宽度已没有意义。

（图见原件，文字为：）

大小参数

真实宽度

真实长度

图2. 按表2和3的夹杂物真实宽度、真实长度和大小参数间的关系

6.2.2 图像列版 2 含两列（ OA 即 OS 和 SS ）可视帮助来判定这些夹杂物的宽度。这里没有 表示各个长度，必须测量并按表 2 和 3 即图 2 中的所给归类于一个大小参数。

6.2.3 图像列版 3 的右列用于经常出现的夹杂物的归类，与一个基本列的单独夹杂物相 比，不仅要注意数量和相互距离，还要注意所有非金属夹杂物的面积，还有其总延伸长 度，增加频率时所属的数目给出要增大多少大小参数。

• 6.2.4 球形夹杂物归类时，只要它没有在图像列版 1 中，很小、很大或很频繁出现的夹杂 物，同样基于按夹杂物总长归类的原则。

• 6.3 为了较好的可视性和节省工作，足够的练习下，检验时可以只使用图像列版 1 中的基本 列 1 、 3 、 6 和 8 ，对较小的夹杂物厚度、强的分解度和较高的频率可用图像列版 2 和 3 ，即限 于其图形，因为衍生的图像列 0 、 2 、 4 、 5 、 7 和 9 也只显示由“一个”大小参数的偏离的评估 例子，例如夹杂物的同样延长。

7 检验过程

• 7.1 打磨样品用放大 100:1 的显微镜观察。这个放大比同样是图像列版 1² ）的图示比例。

观察即可用视力也可用投影到投影屏上的打磨图。观察区必须有图像列版 1 的比较图 同样大小（尽可能直径 80mm ；直径 75 至 80mm 的区也允许）。相应的是通过视力圈或投 影屏限制观察区于这一大小。要观察很薄的夹杂物相应地在 200:1 的放大下工作。这一放大 比例与图像列版 2 和 3 的图示比例一致。

• 2）本标准所附的图像列版1含相对原始版缩小比例为约1:3的图像。它只能给出一个结构的 概图。对实际评估要用比例为1:1的图像列版，可出自出版社Beuth Verlag GmbH, Burggrafen-strasse 4-10, 1000 Berlin 30。

7.2 在归类一个观察区的非金属夹杂物时，根据图像列版 1 中的图像，有时补充图像列版 2 和 3 中与观察对应的相关图像。这里相应地由可衡量的夹杂物的长度测量或估计出发。

7.2.1 评估时要特别注意，图像列版 1 图像列 0 到 6 中大小参数为 6 、 7 和 8 的直径。观察的 非金属夹杂物的归类在这种情况下根据图像下的长度数值。如没有其他协定，更大长度的 夹杂物（同样和更大厚度时）统一用参数 9 。

7.2.2 如在一个观察区内不同种类和形状的夹杂物根据图像列版可很清晰地区分开，那么 应作为分别在不同观察区中出现来处理。

7.2.3 在 SS 、 OS 种类夹杂物线性连续出现的一条线上，在小的分解度下，如 2 个夹杂物 间的距离小于两者中的小的长度， OA 也被视作连在一起。这个距离也要测量。点形夹杂物 不被视为这个总长的组成部分。

7.2.4 对夹杂物种类 OA ，图像列版 3 （左列）给出了与面积对应的大小参数形成的分解度 评估规则。如这样的夹杂物列中的颗粒平均距离大于图像列版 3 左上图显示的点形夹杂物 的距离，这就要按照夹杂物种类 OG 来评估。原则上图形应显示对应氧化物面积含量的宽 松列，必须含低的大小参数，这通常回落一个范围，例如在 K4 值上不再记录，但在 K1 值上 还要注意。

7.3 一般对样品要检查整个评估的打磨面。只在方法 K （特别见 8.2.2.3 节）中有例外出现， 到时必须特别商定并在相关的供货条件中确定。

8 评估

8.1 原则性指示

8.1.1 观察到的非金属夹杂物－在以下列举中用点区分开－分别用对应图像列的种类 参数（夹杂物种类和形状）和根据 6 和 7 节得到的图像列版 1 的大小参数来命名，例如

1.2 、 6.3 、 6.5 。

用分数给大小归类命名（例如2.5；4 1/2）是不允许的。

• 8.1.2 填写检验结果和其评估要相应地应用模式（例如按表 4 、 7 和 8 中的模式）。

8.2 评估方法

在8.2.1和8.2.2中描写了两种不同的评估方法。用两种方法中的哪一种，在相关供货条 件中确定。