彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測方法。在取樣方式上,每件試樣從縱截面上取固定長度制成金相樣,同一爐彈簧鋼中至少從5件不同盤條上各取一個樣。在觀測區的選定方面,對夾雜物檢驗選擇靠近盤條邊緣的觀測區,并對盤條直徑d≤8mm及8mm<d≤20mm兩種情況加以區分。每件試樣至少在觀測區內選擇4個夾雜物分布最惡劣視場,在金相顯微鏡200X下觀察、采集圖片,采用圖像儀分析視場照片,計算出夾雜物面積百分比、單位面積顆粒數、最大夾雜物寬度。本發明觀測區域設定在影響彈簧疲勞性能最顯著的近表面區域,每批產品能獲取足夠數量的視場,可精確測量夾雜物密集視場中單顆粒的尺寸、數量、面積百分比,測量結果更精確。
【專利說明】彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼鐵材料的質量檢測,具體地指一種彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測方法。
【背景技術】
[0002]彈簧鋼廣泛應用于車輛懸架減震彈簧、發動機氣門彈簧等涉及整車安全核心零部件的制造。在工作狀態下,由于彈簧表面受到的周期性彎曲、扭轉等交變應力作用最大,分布在此處的夾雜物容易造成應力集中,在鋼基處形成微裂紋,并且在最大應力作用下不斷擴展。因此,近表面夾雜物是導致彈簧疲勞斷裂的重要原因。
[0003]夾雜物對彈簧鋼的危害主要取決于三方面:種類、數量與尺寸。在夾雜物種類方面,以脆性Al2O3夾雜或大尺寸不變形(D類或Ds類)夾雜物危害最大。數量方面,近表面位置夾雜物的數量越多,對彈簧鋼的危害作用也越大。尺寸方面,大顆粒夾雜物的危害性相比小顆粒要大得多。綜合評價彈簧鋼夾雜物水平,若僅按常規性檢驗的要求進行夾雜物評級是不夠的,還需特別注意盤條近表面夾雜物的統計分布。
[0004]“鋼材中非金屬夾雜物的測量方法”(CN201210066724.7)公開了一種鋼材中非金屬夾雜物的測量方法,包括以下步驟:(I)取樣;(2)鑲嵌;(3)研磨;(4)拋光;(5)清洗;(6)腐蝕;(7)顯微金相檢測。選取試樣中夾雜物分布密集的典型視場采集圖片,并對圖片進行適當處理,依據圖片成像結果和所選參數,由軟件自動進行評級,并打印出檢測報表。這種方法不能滿足那些對夾雜物顆粒大小、分布位置等有特殊要求的鋼種檢驗需求,具有一定的局限性;而且對夾雜物觀測面積沒有根據待檢驗鋼材的幾何規格做出明確規定。
[0005]“鋼中非金屬夾雜物定量分析方法”(CN200510013187.X)公開了一種鋼中非金屬夾雜物定量分析的方法。該方法克服了常規夾雜物分析方法中存在的缺陷,通過計算機對金相顯微鏡采集的圖片數據進行圖像處理,實施對夾雜物的識別以及參數測量,將測量結果用定量模型計算或與標準圖譜對比分析,給出定量評定結果。將本方法與國標GB10561相結合,可測出每一類夾雜物的總長度、平均寬度和每類夾雜物的個體數量,作為評級的依據。但是,該方法并未對非金屬夾雜物顯微觀測的區域未做出詳細的界定,最終得出的結果不能從全局反映觀測視場內夾雜物顆粒尺寸的統計學分布規律。因此,如果應用于對近表面夾雜物顆粒整體要求較高的彈簧鋼盤條檢驗上,具有一定的局限性。
[0006]綜上所述,現有彈簧鋼盤條夾雜物的檢測方法存在以下問題:
[0007]I)參照圖譜評級的方式只能定性的給出測量結果;
[0008]2)未將觀測區域設定在影響彈簧疲勞性能最顯著的近表面區域;
[0009]3)不能精確測量夾雜物密集視場中單顆粒的尺寸、數量、面積百分比;
[0010]4)不能根據統計學原理,對彈簧鋼盤條夾雜物分布做綜合評價。
【發明內容】
[0011]本發明的目的就是要克服現有技術所存在的不足,提供一種彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測方法,符合彈簧鋼盤條特殊要求,使測量結果能更精確、更詳盡地對彈簧鋼盤條夾雜物分布做出綜合評價。
[0012] 為實現上述目的,本發明彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測方法,包括以下步驟:
[0013]1)取樣:在彈簧鋼盤條上沿直徑面和軋制長度方向取固定長度L的呈半圓柱體的試樣,同一爐次彈簧鋼中至少從5件不同盤條上各取一個樣;
[0014]2)制樣:在試樣的過直徑切割面上,通過鑲嵌、磨制、拋光后制成金相顯微分析試樣;
[0015]3)選定觀測區域:對于直徑d≤8mm的盤條,從試樣過直徑切割面的兩端分別向中心方向截取1/4直徑長度作為觀測區域;對于直徑8mm〈d ≤ 20mm的盤條,從試樣過直徑切割面的兩端分別向中心方向截取長度為k作為觀測區域;
[0016]4)夾雜物檢測:對同一爐次彈簧鋼,每件試樣至少從觀測區域內選取4個夾雜物密集的典型視場,在金相顯微鏡200X放大倍數下觀察、采集圖片;
[0017]5)將采集的圖片通過圖像分析儀進行定量分析,計算所有觀測視場下的夾雜物平均面積百分比、平均單位面積顆粒數和最大夾雜物寬度,并對同一爐次彈簧鋼全部觀測視場中的夾雜物尺寸-數量進行匯總,作分類統計表,根據分類統計表,繪制夾雜物尺寸區間-顆粒數的區間分布圖。
[0018]優選的,步驟I)每次取樣時,固定長度L=20~30mm。
[0019]優選的,步驟2)制樣中,試樣通過酚醛樹脂熱鑲嵌、不同粒度金相砂紙磨制、
2.5 u m金剛石拋光劑拋光后制成金相顯微分析試樣。
[0020]優選的,步驟3)中,對于直徑8mm〈d ≤ 20mm的盤條,觀測區域的截取長度為k=2~3mm。
[0021]本發明的有益效果在于:采用本發明的技術方案,可給出定量測量結果,可將觀測區域設定在影響彈簧疲勞性能最顯著的近表面區域,每批產品在觀測區域內獲取足夠數量的視場,可以精確測量夾雜物密集視場中單顆粒的尺寸、數量、面積百分比,可以根據統計學原理,對彈簧鋼盤條夾雜物分布做綜合評價。本發明夾雜物定量檢驗方法符合彈簧鋼盤條的特殊要求,使測量結果能更精確。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明取樣方向的結構示意圖。
[0023]圖2為明直徑d≤8mm的盤條選定觀測區的結構示意圖。
[0024]圖3為實施例1中夾雜物尺寸區間-顆粒數的區間分布圖。
[0025]圖4為直徑8mm〈d ≤ 20mm的盤條選定觀測區的結構不意圖。
[0026]圖5為實施例2中夾雜物尺寸區間-顆粒數的區間分布圖。
【具體實施方式】
[0027]為了更好地解釋本發明,以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明,但它們不對本發明構成限定。
[0028]實施例1
[0029]I)取樣:通過線切割的方式,在彈簧鋼盤條上過直徑面并沿軋制方向取長度L=20mm呈半圓柱體的試樣,如圖1所示,同一爐次彈簧鋼從6件不同盤條上各取I個樣;
[0030]2)制樣:在試樣的過直徑切割面上,通過酚醛樹脂熱鑲嵌、不同粒度金相砂紙磨制、2.5 ii m金剛石拋光劑拋光后制成金相顯微分析試樣,在制樣過程中,避免試樣邊緣待檢測部位留存劃痕、污染物等影響觀測結果的因子。
[0031]3)選定觀測區:對于直徑d < 8mm的盤條,從試樣過直徑切割面的兩端分別向中心方向截取1/4直徑長度作為觀測區域,如圖2的陰影部分所示;
[0032]4)夾雜物檢測:對同一爐次彈簧鋼,每件試樣從觀測區域內選取4個夾雜物密集的典型視場,在金相顯微鏡200X放大倍數下觀察、采集圖片;
[0033]5)將采集的圖片通過圖像分析儀進行定量分析,對同一爐次彈簧鋼全部觀測視場(N=24)中的夾雜物尺寸-數量進行匯總,作分類統計表,如見表1所示,根據分類統計表,繪制夾雜物尺寸區間-顆粒數的區間分布圖,如圖3所示;
[0034]表1夾雜物尺寸分段統計表
【權利要求】
1.一種彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測方法,其特征在于,包括以下步驟: 1)取樣:在彈簧鋼盤條上沿直徑面和軋制長度方向取固定長度L的呈半圓柱體的試樣,同一爐次彈簧鋼中至少從5件不同盤條上各取一個樣; 2)制樣:在試樣的過直徑切割面上,通過鑲嵌、磨制、拋光后制成金相顯微分析試樣; 3)選定觀測區域:對于直徑d< 8mm的盤條,從試樣過直徑切割面的兩端分別向中心方向截取1/4直徑長度作為觀測區域;對于直徑8mm〈d< 20mm的盤條,從試樣過直徑切割面的兩端分別向中心方向截取長度為k作為觀測區域; 4)夾雜物檢測:對同一爐次彈簧鋼,每件試樣至少從觀測區域內選取4個夾雜物密集的典型視場,在金相顯微鏡200X放大倍數下觀察、采集圖片; 5)將采集的圖片通過圖像分析儀進行定量分析,計算所有觀測視場下的夾雜物平均面積百分比、平均單位面積顆粒數和最大夾雜物寬度,并對同一爐次彈簧鋼全部觀測視場中的夾雜物尺寸-數量進行匯總,作分類統計表,根據分類統計表,繪制夾雜物尺寸區間-顆粒數的區間分布圖。
2.根據權利要求1所述的彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測方法,其特征在于:步驟I)每次取樣時,固定長度L=20?30mm。
3.根據權利要求1所述的彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測方法,其特征在于:步驟2)制樣中,試樣通過酚醛樹脂熱鑲嵌、不同粒度金相砂紙磨制、2.5 u m金剛石拋光劑拋光后制成金相顯微分析試樣。
4.根據權利要求1所述的彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測方法,其特征在于:步驟3)中,對于直徑8mm〈d ( 20mm的盤條,觀測區域的截取長度為k=2?3mm。
【文檔編號】G01N1/28GK103616387SQ201310681251
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】吳超, 孫宜強, 羅德信, 仇東麗, 魯修宇, 夏艷花, 桂江兵 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司