中碳鋼與中碳合金結構鋼，淬火回火金相組織檢驗
發布人：發布時間：2024/9/27
隨著科學技術的進步與發展，金相顯微鏡不論在結構上，還是光學系統上都有很大的改進和提高，GB/T3098.1-2010《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》標準強調對8.8級及以上產品材料要求具有良好的淬透性，GB/T3098.23-2020《緊固件機械性能 M42～M72螺栓、螺釘和螺柱》標準也要求8.8級及以上產品材料必須使用合金鋼，以保證緊固件螺紋截面的芯部在“淬硬”狀態、回火前獲得約90%的馬氏體組織。
為此，金相檢驗在緊固件行業得到快速發展。金相檢驗不僅是借助于金相顯微鏡來研究金屬材料的內部組織，而且還通過肉眼或低倍放大鏡下進行宏觀檢驗。
中碳鋼和中碳合金鋼是一種廣泛應用于汽車、工程機械、高鐵、軌道交通、風電等領域用高強度緊固件的鋼材，一般情況下，其最終熱處理狀態為調質回火索氏體或中溫回火屈氏體，其力學性能很大程度上取決于馬氏體組織的粗細程度。
由于各行業對緊固件的品質要求越來越嚴，作為監控緊固件熱處理品質重要方法之一的金相檢驗標準，也提出了更高的要求，因此，需要建立統一客觀及可量化區別的等級標準,以便于引用。
目前，國內關于中碳鋼和中碳合金鋼淬火回火組織檢驗的標準，有GB/T 13320-2007《鋼質模鍛件金相組織評級圖及評定方法》、GB/T38720-2020《中碳鋼與中碳合金結構鋼淬火金相組織檢驗》和JB/T9129-2000《60Si2Mn鋼螺旋彈簧金相檢驗標準》。
而國外，未見到關于中碳鋼與中碳合金結構淬火金相組織的檢驗與評定的標準。
由此可知，在實際生產中，若依據的標準不同，就會引起不必要的糾紛，因此，有必要對標準進行全面的對比分析，以供選擇合理的評價標準。
標準GB/T13320-2007，適用于碳含量為0.25%～0.60%的碳素結構鋼或合金結構鋼調質狀態的模鍛件金相組織評定。
但是，在實際中許多緊固件件是棒材或線材直接下料加工或鐓鍛成型，熱處理的目的是相同的,故只能借鑒此標準。
而標準JB/T9129-2000為60Si2Mn鋼螺旋彈簧檢驗淬火及中溫回火的顯微組織評定提供了考核依據，也可供其他硅錳鋼、錳鋼螺旋彈簧金相檢驗時參考。
標準 GB/T38720-2020 規范了常用中碳碳素結構鋼與中碳合金結構鋼的材料分類及質量要求、顯微組織檢驗方法、淬火組織等級與顯微組織評定。
標準適用于中碳碳素結構鋼與中碳合金結構鋼制零件淬火、回火后金相組織的檢驗與評定。不適用于脫碳、過燒、等溫淬火等組織的評定。
02
原材料要求
原材料的質量影響，往往不被重視，有時還會使人感到困惑，誤導熱處理工藝的制定。
因此，標準GB/T38720-2020規定了原材料的化學成分、力學性能、一般疏松、中心疏松、偏析及表面質量應符合GB/T699、GB/T3077等規定，常用材料牌號分類及相關標準見表1。
▲ 表 1 常用材料牌號分類及相關標準
原材料的晶粒度按GB/T6394方法測定，要求5級以上；非金屬夾雜物按GB/T10561的方法檢驗，應滿足表2的要求。
▲ 表 2 非金屬夾雜物級別要求
原材料帶狀組織、低倍缺陷按GB/T1979、GB/T13299檢驗，Cr-Mo、Cr-Ni-Mo鋼中的帶狀組織應小于等于3級，其他鋼種應小于等于2級。
現有標準都要求在500倍下隨機觀察5個以上視場,與標準圖譜對比進行評級。
此外，標準GB/T38720-2020從“人、機、料、法、環”五大方面對整個檢驗活動進行了規定，從而確保檢測結果的準確性。
這部分目前有些企業做得不夠完善到位，例如，檢測人員可能沒有經過專業培訓，更沒有相應的上崗證；檢驗過程中產生的廢液沒有經中和處理后集中處置;金相顯微鏡無定期的核查,無法滿足計量溯源性要求等。
而檢驗環境的溫度、濕度、振動、腐蝕等、檢驗人員的資質、技能、檢驗質量等應滿足GB/T34895-2017《熱處理金相檢驗通則》的相關要求；檢驗試樣的取樣、制樣、磨光、組織顯示按GB/T34895的規定執行。
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