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鋼材缺陷的識別與檢驗


鋼材的缺陷包括表面質量、內部缺陷和化學成分偏析以及力學性能不合格等幾方面。作為產品標準的要求,對鋼材表面質量有明確規定,即鋼材表面不應有裂紋、氣泡結疤、夾雜、折疊。如表面有上述缺陷,允許清除,清除的深度不得超過鋼材厚度公差之半。清除處應圓滑無棱角。型鋼表面缺陷不得橫向鏟除,其他不影響使用的缺陷允許存在,應保證鋼材的最小厚度。





在新編的國家標準《熱軋鋼板表面質量的一般要求》(GBT14977-2008)中,對熱軋鋼板表面缺陷的種類、缺陷的深度和影響而積、修整的要求及鋼板厚度的限度都有明確規定。首先對典型缺陷定義有以下9種:

(1)軋入氧化鐵皮、凹坑:是軋制表面上的傷痕,由于熱軋和加工前或加工期間氧化鐵皮清除不充分造成。

(2)壓痕(凹陷)和軋痕(凸起):是由于輥或夾持輥破損造成,可按一定距離間隔分布或無規則分布。

(3)劃傷和溝槽:是由于軋件和設備之間相對運動摩擦造成的機械損傷,可能有輕微的商卷,很少含有氧化鐵皮。

(4)重皮:是由于鋼錠表面的冷濺、重皮以及結疤清理不凈,軋制形成的不規則鱗片狀的細小表面缺陷。

(5)氣泡:由于冶煉、澆注過程中脫氧不良造成,位于緊結表面以下。

(6)熱拉裂:表面范圍內可變取向的缺陷,出現在鋼坯加工過程中,與鋼種、坯料的內應力或不利的成型條件有關。

(7)夾雜:表面上的非金屬夾雜物,尺寸和形狀不同,沿軋制方向延伸,隨機分布。

 (8)裂紋:由于軋件在冷卻過程中產生的應力造成的,在表面范圍分布的缺陷。

(9)結疤和疤痕:是重疊的物質,形狀和程度不同的表面重疊部分,不規則地分布在軋件的整個范圍而且僅局部與基體金屬相連。在結疤中有較多的非金屬夾雜物或氧化鐵皮.

其次規定了缺陷的深度和影響面積。缺陷深度從清除氧化鐵皮后的產品表面進行測量,影響面積的確定與缺陷形狀有關,如孤立點缺陷規定為比缺陷外接圓大50mm為半徑,圍繞缺陷畫圓定為影響面積。然后按缺陷的深度和影響面積將缺陷分為A、B、C、D、E;

A級缺陷指表面不允許有氣泡、結疤、裂紋、拉裂、折疊、夾雜和壓入氧化皮,這些五個等級缺陷不論其深度和數量,均需要修整。

B、C、D、E級缺陷均根據鋼板公稱厚度規定有最大允許缺陷深度和相應的影響面積,超過規定需要修整,否則可不予修整。對于修整的要求也有相應的規定,可采用修磨或焊補,修磨的程度要保證產品最小允許厚度等等。

實際使用中,鋼材表面還會有銹蝕、麻點或劃痕等缺陷,故在鋼結構施工及驗收規范中也明確規定,這類缺陷的深度不得大于該鋼材厚度負偏差值的1/2。對于鋼材表面銹蝕程度的判別,遵循現行國家標準《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》的規定,只能有A、B、C三種等級,銹蝕程度最嚴重的D級是不能用于結構構件的。從應用角度,對鋼材內部缺陷最予關注的是夾層和裂紋,產生夾層的原因是非金屬夾雜物的存在或鋼縮孔末完全切除,產品標準中規定鋼材不得有分層。在工程實踐中,為保證重要構件用料的質量,有時就得采用超聲波檢驗的方法,例如要求厚度方向有良好的抗層狀撕裂性能的鋼板,就可以進行逐張檢驗以檢測鋼板內部缺陷,鋼材化學成分偏析嚴重常常會給鋼結構加工制作帶來很大的困難,這種情況一般表現在成品鋼材的某一化學元素含量超過規定的化學成分允許偏差,造成焊接質量惡化,部分部件報廢。

鋼材的力學性能也會有個別指標不合格的現象出現,而且通常是使用單位復驗結果與原質量證明書不符。設計要求承重結構的鋼材應同時保證抗拉強度、伸長率、屈服點和硫、磷、碳含量的合格,需要時還應有冷彎試驗的合格保證。但在工程實踐中,發現某個指標達不到要求的情況也是屢有發生。當力學性能多項不合格,鋼材只能報廢,若僅有個別項達不到要求,或距要求相差甚微,則可結合實際應用條件進行具體分析后降級對待。

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