浅析测量审核钢中非金属夹杂物含量的测定

(上海市质量监督检验技术研究院 上海 200072)

一、前言

测量审核是实验室对材料进行测试，然后将测试结果与参考值进行比较的过程。当测试结果与参考值越接近，说明能力越强，反之则越差。钢中非金属夹杂物含量的测定是材料微观结构及物理性能领域中必不可少的测量审核项目。

钢中非金属夹杂物测量审核的测试项目包括各类夹杂物测量结果和夹杂物评定级别。由于测试人员差异的技术水平、操作过程、主观经验等会对结果产生影响，即使重复测试也很难再现试验结果，因此使用了显微照片作为样品。非金属夹杂物测量依据GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验方法，只有正确理解和使用标准，才能满意通过测量项目及准确检测钢中非金属夹杂物含量。

二、钢中非金属夹杂物含量的测定项目

图1 某机构组织的非技术夹杂物含量的测定测量审核图像

图1为某机构组织的非金属夹杂物含量的测定测量审核，只要求按形态区分出A、B、D、DS四类夹杂物进行测量。要求按粗系或细系给出各类夹杂物的测量数据和夹杂物的评定级别。

本次测量审核使用的试样为专家制作的显微照片，以总长度的稳健平均值作为指定值，稳健标准差作为能力评定标准差，进行稳健统计技术处理，计算实验室结果的Z比分数(Z值)。

三、夹杂物的评定过程

将显微照片导入金相分析软件，对图像标尺进行标定，确定显微照片测量准确。选取尽可能包含全部夹杂物，边长为0.71mm(实际面积为0.5mm2)的正方形视场进行测定。

B类：图像中下方，有两条长串状夹杂物，排成一行的黑色颗粒，其特征符合B类氧化铝夹杂物特征，测量最大夹杂物宽度为4um，属于细系。两条夹杂物之间的纵向距离为45um，横向距离为33um，不应视为同一串夹杂物。经测量左侧夹杂物长为195um，右侧夹杂物长为251um。B类细系总长度为446um，评定级别为2.0级。

D类：图像左上方和中部各出现一个圆形黑色颗粒，无规则分布，其特征符合D类球状氧化夹杂物特征，测量最大直径处分别为11um、7um。D类粗系1个，0.5级，细系1个0.5级。

DS类：图像右上方有一个圆球状单颗粒，测量最大直径处为26um，其特征符合DS类单颗粒球状夹杂物特征。DS直径26um，1级。

四、夹杂物评定结果分析

表1 夹杂物正确分类评级结果和总长度稳健平均值

正确区分A类和B类夹杂物，对B类夹杂物类别和系列的评定并不难。本图像中并未出现灰色单个长条状A类夹杂物，而难点在于对B类细系夹杂物总长度的测量和评级。一是正确将两串夹杂物长度测量后，将两串夹杂物长度相加为B类细系总长度。二是测量两串夹杂物的横向距离和纵向距离应同时满足要求，才能视为一串夹杂物。笔者假设错误对B类细系夹杂物评定，两串视为一串夹杂物，这时夹杂物总长度为491um，带入Z值计算公式得Z=1.8，小于评定级别2.0级。虽然结果同样符合评定原则，结果为满意。但是这种评定方法本身是错误的，应杜绝。

D类夹杂物最主要的特征在于无规则分布地不变形颗粒，带角或圆形，黑色或带蓝色的。主要难点在于D类夹杂物评级的依据和系列的区分。一是D类夹杂物评级依据为D类夹杂物的数量而不是总长度或直径。二是在同一视场中同时出现同类粗系和细系夹杂物时，夹杂物的评定方法，这一情况在GB/T10561-2005中并未给出具体说明。经查找相关文献，冶金工业信息标准研究院与原冶金部多次下发了该标准过渡办法和实施办法。其中说明了当同类粗大的或细小的夹杂物在同一视场中同时出现时(同一直线或不同直线分布)，均不得分开评定，其级别应将两系列(粗系、细系)夹杂物的长度或数量相加后按占优势的那种系列夹杂物评定。大部分测量审核项目要求粗系与细系不分开测量与评级。但是在本次测量审核项目中，专家老师解释该图片为多张照片叠加而成，D类粗系和细系夹杂物并非在同一个视场中。因此应按照D类粗系和细系分开进行评定。

DS类夹杂物和D类夹杂物很相似，都是圆形，但很容易区分。D类夹杂物粗系最大宽度为13um，DS类夹杂物直径≥13um，所以尺寸大于13um的单颗粒球状夹杂物为DS类夹杂物，而不能评为D类超尺寸夹杂物。DS类夹杂物并无细系粗系之分，仅按照夹杂物最大直径进行评级。专家给出的正确评级中，DS类夹杂物为1、1.5级，是考虑到DS类夹杂物1.5级下限直径为27um，与笔者测量26um十分接近，考虑到测量等误差，专家给出了一定量的范围。

五、建议

1.非金属夹杂物测量审核项目与实际检测过程有所不同，样品为显微形态图像，在检测前应仔细阅读测量审核指导书，尽量采用推荐的方法进行测试，并按照指导书中的要求进行检测。

2.专家给出的稳健标准差过大，应考虑到测试人员错把两条(串)夹杂物视为一条(串)夹杂物的情况，根据计算稳健标准差应≤20um。

3.在检测过程中遇到在同一视场中同时出现同类粗系和细系夹杂物时，应按照指导书中的要求进行检测。当未明确说明时，可采用GB/T10561中A法或B法进行检测，并在检测方法中注明。希望标准再次修订时能明确规定。

4.检测结果应按照指导书中的要求进行修约。当遇到无该类夹杂物或达不到评级界限最小值，填报结果为“—”而非“0”。如有超尺寸，应标出具体尺寸数据。