彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測(cè)方法。在取樣方式上，每件試樣從縱截面上取固定長(zhǎng)度制成金相樣，同一爐彈簧鋼中至少?gòu)?件不同盤條上各取一個(gè)樣。在觀測(cè)區(qū)的選定方面，對(duì)夾雜物檢驗(yàn)選擇靠近盤條邊緣的觀測(cè)區(qū)，并對(duì)盤條直徑d≤8mm及8mm<d≤20mm兩種情況加以區(qū)分。每件試樣至少在觀測(cè)區(qū)內(nèi)選擇4個(gè)夾雜物分布最惡劣視場(chǎng)，在金相顯微鏡200X下觀察、采集圖片，采用圖像儀分析視場(chǎng)照片，計(jì)算出夾雜物面積百分比、單位面積顆粒數(shù)、最大夾雜物寬度。本發(fā)明觀測(cè)區(qū)域設(shè)定在影響彈簧疲勞性能最顯著的近表面區(qū)域，每批產(chǎn)品能獲取足夠數(shù)量的視場(chǎng)，可精確測(cè)量夾雜物密集視場(chǎng)中單顆粒的尺寸、數(shù)量、面積百分比，測(cè)量結(jié)果更精確。
【專利說(shuō)明】彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵材料的質(zhì)量檢測(cè)，具體地指一種彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]彈簧鋼廣泛應(yīng)用于車輛懸架減震彈簧、發(fā)動(dòng)機(jī)氣門彈簧等涉及整車安全核心零部件的制造。在工作狀態(tài)下，由于彈簧表面受到的周期性彎曲、扭轉(zhuǎn)等交變應(yīng)力作用最大，分布在此處的夾雜物容易造成應(yīng)力集中，在鋼基處形成微裂紋，并且在最大應(yīng)力作用下不斷擴(kuò)展。因此，近表面夾雜物是導(dǎo)致彈簧疲勞斷裂的重要原因。
[0003]夾雜物對(duì)彈簧鋼的危害主要取決于三方面:種類、數(shù)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(shù)量方面，近表面位置夾雜物的數(shù)量越多，對(duì)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(píng)價(jià)彈簧鋼夾雜物水平，若僅按常規(guī)性檢驗(yàn)的要求進(jìn)行夾雜物評(píng)級(jí)是不夠的，還需特別注意盤條近表面夾雜物的統(tǒng)計(jì)分布。
[0004]“鋼材中非金屬夾雜物的測(cè)量方法”(CN201210066724.7)公開(kāi)了一種鋼材中非金屬夾雜物的測(cè)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(cè)。選取試樣中夾雜物分布密集的典型視場(chǎng)采集圖片，并對(duì)圖片進(jìn)行適當(dāng)處理，依據(jù)圖片成像結(jié)果和所選參數(shù)，由軟件自動(dòng)進(jìn)行評(píng)級(jí)，并打印出檢測(cè)報(bào)表。這種方法不能滿足那些對(duì)夾雜物顆粒大小、分布位置等有特殊要求的鋼種檢驗(yàn)需求，具有一定的局限性；而且對(duì)夾雜物觀測(cè)面積沒(méi)有根據(jù)待檢驗(yàn)鋼材的幾何規(guī)格做出明確規(guī)定。
[0005]“鋼中非金屬夾雜物定量分析方法”(CN200510013187.X)公開(kāi)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(guī)夾雜物分析方法中存在的缺陷，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)金相顯微鏡采集的圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，實(shí)施對(duì)夾雜物的識(shí)別以及參數(shù)測(cè)量，將測(cè)量結(jié)果用定量模型計(jì)算或與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)比分析，給出定量評(píng)定結(jié)果。將本方法與國(guó)標(biāo)GB10561相結(jié)合，可測(cè)出每一類夾雜物的總長(zhǎng)度、平均寬度和每類夾雜物的個(gè)體數(shù)量，作為評(píng)級(jí)的依據(jù)。但是，該方法并未對(duì)非金屬夾雜物顯微觀測(cè)的區(qū)域未做出詳細(xì)的界定，最終得出的結(jié)果不能從全局反映觀測(cè)視場(chǎng)內(nèi)夾雜物顆粒尺寸的統(tǒng)計(jì)學(xué)分布規(guī)律。因此，如果應(yīng)用于對(duì)近表面夾雜物顆粒整體要求較高的彈簧鋼盤條檢驗(yàn)上，具有一定的局限性。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有彈簧鋼盤條夾雜物的檢測(cè)方法存在以下問(wèn)題:
[0007]I)參照?qǐng)D譜評(píng)級(jí)的方式只能定性的給出測(cè)量結(jié)果；
[0008]2)未將觀測(cè)區(qū)域設(shè)定在影響彈簧疲勞性能最顯著的近表面區(qū)域；
[0009]3)不能精確測(cè)量夾雜物密集視場(chǎng)中單顆粒的尺寸、數(shù)量、面積百分比；
[0010]4)不能根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，對(duì)彈簧鋼盤條夾雜物分布做綜合評(píng)價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的就是要克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測(cè)方法，符合彈簧鋼盤條特殊要求，使測(cè)量結(jié)果能更精確、更詳盡地對(duì)彈簧鋼盤條夾雜物分布做出綜合評(píng)價(jià)。
[0012] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測(cè)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(zhǎng)度方向取固定長(zhǎng)度L的呈半圓柱體的試樣，同一爐次彈簧鋼中至少?gòu)?件不同盤條上各取一個(gè)樣；
[0014]2)制樣:在試樣的過(guò)直徑切割面上，通過(guò)鑲嵌、磨制、拋光后制成金相顯微分析試樣；
[0015]3)選定觀測(cè)區(qū)域:對(duì)于直徑d≤8mm的盤條，從試樣過(guò)直徑切割面的兩端分別向中心方向截取1/4直徑長(zhǎng)度作為觀測(cè)區(qū)域；對(duì)于直徑8mm〈d ≤ 20mm的盤條，從試樣過(guò)直徑切割面的兩端分別向中心方向截取長(zhǎng)度為k作為觀測(cè)區(qū)域；
[0016]4)夾雜物檢測(cè):對(duì)同一爐次彈簧鋼，每件試樣至少?gòu)挠^測(cè)區(qū)域內(nèi)選取4個(gè)夾雜物密集的典型視場(chǎng)，在金相顯微鏡200X放大倍數(shù)下觀察、采集圖片；
[0017]5)將采集的圖片通過(guò)圖像分析儀進(jìn)行定量分析，計(jì)算所有觀測(cè)視場(chǎng)下的夾雜物平均面積百分比、平均單位面積顆粒數(shù)和最大夾雜物寬度，并對(duì)同一爐次彈簧鋼全部觀測(cè)視場(chǎng)中的夾雜物尺寸-數(shù)量進(jìn)行匯總，作分類統(tǒng)計(jì)表，根據(jù)分類統(tǒng)計(jì)表，繪制夾雜物尺寸區(qū)間-顆粒數(shù)的區(qū)間分布圖。
[0018]優(yōu)選的,步驟I)每次取樣時(shí)，固定長(zhǎng)度L=20~30mm。
[0019]優(yōu)選的，步驟2)制樣中，試樣通過(guò)酚醛樹(shù)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(yōu)選的,步驟3)中，對(duì)于直徑8mm〈d ≤ 20mm的盤條,觀測(cè)區(qū)域的截取長(zhǎng)度為k=2~3mm。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于:采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可給出定量測(cè)量結(jié)果，可將觀測(cè)區(qū)域設(shè)定在影響彈簧疲勞性能最顯著的近表面區(qū)域，每批產(chǎn)品在觀測(cè)區(qū)域內(nèi)獲取足夠數(shù)量的視場(chǎng)，可以精確測(cè)量夾雜物密集視場(chǎng)中單顆粒的尺寸、數(shù)量、面積百分比，可以根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，對(duì)彈簧鋼盤條夾雜物分布做綜合評(píng)價(jià)。本發(fā)明夾雜物定量檢驗(yàn)方法符合彈簧鋼盤條的特殊要求，使測(cè)量結(jié)果能更精確。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明取樣方向的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為明直徑d≤8mm的盤條選定觀測(cè)區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為實(shí)施例1中夾雜物尺寸區(qū)間-顆粒數(shù)的區(qū)間分布圖。
[0025]圖4為直徑8mm〈d ≤ 20mm的盤條選定觀測(cè)區(qū)的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0026]圖5為實(shí)施例2中夾雜物尺寸區(qū)間-顆粒數(shù)的區(qū)間分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了更好地解釋本發(fā)明，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但它們不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限定。
[0028]實(shí)施例1
[0029]I)取樣:通過(guò)線切割的方式，在彈簧鋼盤條上過(guò)直徑面并沿軋制方向取長(zhǎng)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(gè)樣；
[0030]2)制樣:在試樣的過(guò)直徑切割面上，通過(guò)酚醛樹(shù)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(guò)程中,避免試樣邊緣待檢測(cè)部位留存劃痕、污染物等影響觀測(cè)結(jié)果的因子。
[0031]3)選定觀測(cè)區(qū):對(duì)于直徑d < 8mm的盤條，從試樣過(guò)直徑切割面的兩端分別向中心方向截取1/4直徑長(zhǎng)度作為觀測(cè)區(qū)域，如圖2的陰影部分所示；
[0032]4)夾雜物檢測(cè):對(duì)同一爐次彈簧鋼，每件試樣從觀測(cè)區(qū)域內(nèi)選取4個(gè)夾雜物密集的典型視場(chǎng)，在金相顯微鏡200X放大倍數(shù)下觀察、采集圖片；
[0033]5)將采集的圖片通過(guò)圖像分析儀進(jìn)行定量分析，對(duì)同一爐次彈簧鋼全部觀測(cè)視場(chǎng)(N=24)中的夾雜物尺寸-數(shù)量進(jìn)行匯總，作分類統(tǒng)計(jì)表，如見(jiàn)表1所示，根據(jù)分類統(tǒng)計(jì)表，繪制夾雜物尺寸區(qū)間-顆粒數(shù)的區(qū)間分布圖，如圖3所示；
[0034]表1夾雜物尺寸分段統(tǒng)計(jì)表
【權(quán)利要求】
1.一種彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測(cè)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(zhǎng)度方向取固定長(zhǎng)度L的呈半圓柱體的試樣，同一爐次彈簧鋼中至少?gòu)?件不同盤條上各取一個(gè)樣； 2)制樣:在試樣的過(guò)直徑切割面上，通過(guò)鑲嵌、磨制、拋光后制成金相顯微分析試樣； 3)選定觀測(cè)區(qū)域:對(duì)于直徑d< 8mm的盤條，從試樣過(guò)直徑切割面的兩端分別向中心方向截取1/4直徑長(zhǎng)度作為觀測(cè)區(qū)域；對(duì)于直徑8mm〈d< 20mm的盤條，從試樣過(guò)直徑切割面的兩端分別向中心方向截取長(zhǎng)度為k作為觀測(cè)區(qū)域； 4)夾雜物檢測(cè):對(duì)同一爐次彈簧鋼，每件試樣至少?gòu)挠^測(cè)區(qū)域內(nèi)選取4個(gè)夾雜物密集的典型視場(chǎng)，在金相顯微鏡200X放大倍數(shù)下觀察、采集圖片； 5)將采集的圖片通過(guò)圖像分析儀進(jìn)行定量分析，計(jì)算所有觀測(cè)視場(chǎng)下的夾雜物平均面積百分比、平均單位面積顆粒數(shù)和最大夾雜物寬度，并對(duì)同一爐次彈簧鋼全部觀測(cè)視場(chǎng)中的夾雜物尺寸-數(shù)量進(jìn)行匯總，作分類統(tǒng)計(jì)表，根據(jù)分類統(tǒng)計(jì)表，繪制夾雜物尺寸區(qū)間-顆粒數(shù)的區(qū)間分布圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測(cè)方法，其特征在于:步驟I)每次取樣時(shí)，固定長(zhǎng)度L=20?30mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測(cè)方法，其特征在于:步驟2)制樣中，試樣通過(guò)酚醛樹(shù)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(jù)權(quán)利要求1所述的彈簧鋼盤條夾雜物定量檢測(cè)方法，其特征在于:步驟3)中，對(duì)于直徑8mm〈d ( 20mm的盤條,觀測(cè)區(qū)域的截取長(zhǎng)度為k=2?3mm。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK103616387SQ201310681251
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】吳超, 孫宜強(qiáng), 羅德信, 仇東麗, 魯修宇, 夏艷花, 桂江兵 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司