Неметаллические включения в стали: виды и методы определения по ГОСТ 1778-2022

Металлографические методы определения загрязнённости металлопродукции из стали и сплавов неметаллическими включениями устанавливает ГОСТ 1778-2022 (раздел 1). Он введён в действие в России с 1 июня 2023 года взамен ГОСТ 1778-70. Важная оговорка стандарта: включения характеризуются размером, формой, количеством и распределением, а не химическим составом. Названия шкал — «оксиды», «силикаты», «сульфиды» — сложились исторически, а оценка основана строго на морфологии (раздел 3, примечание).

Виды включений по шкалам ГОСТ 1778-2022

Шкалы и их иллюстрации — таблица 1 и приложение Б, характеристика видов включений — приложение В (п. 6.1.2). Какие виды оценивать и какие нормы применять, устанавливает документация на металлопродукцию (п. 6.1.2.3).

Четыре метода: Ш, К, П и Л

Классификация — по п. 4.1. Какой метод и вариант применять и какие нормы загрязнённости допустимы, указывают документы на конкретную продукцию; рекомендации по выбору метода — в приложении А (п. 4.2). Все методы работают на нетравленых шлифах (пп. 6.1.1, 6.2.1, 6.3.1, 6.4.1).

Метод Ш: оценка в баллах

Шлиф просматривают под микроскопом и сравнивают с эталонными шкалами. Площадь, занятая включениями, растёт от балла к баллу в геометрической прогрессии со знаменателем 2; площадь сульфидных включений на шкалах принята вдвое большей, чем оксидов и силикатов. Деформированную продукцию оценивают на шлифах с продольным направлением волокон, диаметром или толщиной от 6 мм, если документация не требует иного (п. 6.1.1).

• Если загрязнённость нельзя отнести ни к одному из двух соседних баллов, допускается оценка 0,5; 1,5; 2,5 балла и т. д. Загрязнённость выше балла 5 записывают как «более 5» (>5). Балл 0 — включений данного вида нет или их вдвое меньше, чем соответствует баллу 1 (п. 6.1.2.4).
• Несколько видов включений в одном поле зрения оценивают каждый отдельно. Исключения — строчечные оксиды, силикаты, нитриды и карбонитриды, а также точечные оксиды с нитридами и карбонитридами: их оценивают по всей совокупности, а результат указывают по преобладающему виду (п. 6.1.3).
• В вариантах Ш1–Ш3 шлиф смотрят при увеличении 100 с полем зрения 0,75–0,85 мм, в Ш4 — 1,1–1,3 мм; шлиф оценивают по наиболее загрязнённому месту — максимальным баллом (таблица 2). Плавку в варианте Ш1 оценивают средним баллом — средним арифметическим максимальных оценок шлифов по каждому виду включений; балл выше 5 при этом суммируют как 5 (таблица 2, примечание 4).

Методы К, П и Л: подсчёт

Метод К. Включения определённых размеров подсчитывают по всей площади шлифа при увеличении 200; деформированную продукцию оценивают на шлифах с продольным направлением волокон (пп. 6.2.1–6.2.2). Размерные группы — от свыше 1 до 2 делений окулярной шкалы (5–10 мкм) для группы 1 до свыше 5 до 6 делений (25–30 мкм) для группы 5 (таблица 3).

Метод П. Под микроскопом подсчитывают включения определённых размеров и вычисляют их содержание в объёмных процентах; деформированную продукцию смотрят на шлифах с поперечным направлением волокон, допускается и продольное (пп. 6.3.1, 6.3.9). Группы построены по возрастанию площади включений в геометрической прогрессии со знаменателем 2 (таблица 5, примечание 1).

Метод Л. Шлиф расчерчивают параллельными линиями и подсчитывают включения вдоль них; загрязнённость оценивают отдельно по оксидным, сульфидным, нитридным и карбонитридным включениям (пп. 6.4.2, 6.4.4).

Образцы и шлифы

• Метод и число образцов указывают в документах на продукцию; образцов должно быть не менее шести от каждой плавки (п. 5.1). От деформированного металла при контроле на шести шлифах образцы берут от шести единиц продукции (п. 5.2).
• Для шлифов с продольным направлением волокон длину образца выбирают так, чтобы площадь шлифа была не менее 400 мм² (п. 5.5).
• Образцы вырезают способом, не изменяющим структуру металла, с припуском, позволяющим удалить с плоскости шлифа неровности резки и окисленный слой (п. 5.9).
• Шлиф — образец со шлифованной и полированной гладкой плоской поверхностью, отражающей свет (п. 3.1); царапин и посторонних загрязнений на нём быть не должно (п. 5.8).

Шлиф без царапин и загрязнений — прямое требование стандарта (п. 5.8), а оценивают его нетравленым. Шлифовальная бумага, суспензии и сукна — в разделе «Шлифование и полирование», порядок подготовки — в статье «Подготовка металлографического шлифа».

Где определить неметаллические включения

Испытательная лаборатория SPECTR-LAB выполняет определение неметаллических включений в разделе «Металлографический анализ (микроструктура)»; там же — балл зерна, описание структур и глубина обезуглероженного слоя. Стоимость — от 2 890 ₽, срок — 1–3 рабочих дня, результат — протокол с указанием методики, полученных значений и заключением.

Оборудование в каталоге: металлографический микроскоп.

Читайте также: Величина зерна стали по ГОСТ 5639-82: номер зерна и методы определения, Подготовка металлографического шлифа: от резки до финиша и Макрошлиф и микрошлиф: что это и чем они отличаются.

Нормативные документы

• ГОСТ 1778-2022 «Металлопродукция из сталей и сплавов. Металлографические методы определения неметаллических включений» — введён в действие с 1 июня 2023 года взамен ГОСТ 1778-70