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摘 要：介绍GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的浏定标准--评级图显微检验法》新标准的采标程度、范围、原理取样方法、夹杂物的测定及结果表示等内容，并与旧标准进行对比。执行新标准可使我国钢中非金属夹杂物含量的检验评定方法与国际完全接轨。
关健词：非金属夹杂物；检验；评定方法；取样
研究表明，钢中非金属夹杂物对钢的承载能力、塑性、冲击韧性及耐蚀性等都产生不利影响。尤其显著降低钢的疲劳强度，往往作为裂纹源而成为钢产品产生疲劳破坏的原因。因此，一些钢制汽车零部件产品，需要对钢中非金属夹杂物的含量加以限制。
GB/T10561-2005 《钢中非金属夹杂物含量的测定标准--评级图显微检验法》(以下简称“新标准”)等同采用《钢中非金属夹杂物含量的测定--评级图显微检验 法》(ISO4967，1998)，代替原《钢中非金属夹杂物的显微评定方法)))(GB/T10561-1989)(以下简称“旧标准”)，于2005 年5月13日发布，2005年10月1日正式实施。贯彻执行该项新标准，可以使我国钢中非金属夹杂物含量的检验评定方法与国际完全接轨。
1 采标程度
本次修订的“新标准”采用国际标准的程度有所提高，“旧标准”是等效采用国际标准，而“新标准”则是等同采用国际标准。即直接由相应国际标准翻译而来，只做了个别的编辑性修改。与国际标准最大不同点，就是增加了资料性附录NA。该附录给出了制取试样时的注意点等内容。
2 标准名称
本 次修订，标准名称由原来的《钢中非金属夹杂物显微评定方法》修改为《钢中非金属夹杂物含量的测定标准--评级图显微检验法》。修改后的标准名称与相应国际 标准的名称是基本一致的。修改的原因，一是考虑到等同采用国际标准，标准名称也应与相应的国际标准的名称保持一致。二是原标准名称范围过大，没有准确概括 本标准的内容范围。目前，用显微方法评定夹杂物含量，除了用标准评级图评定这一人工方法外，还有自动图像分析法。而“旧标准”规定的仅是标准评级图法。因 此，“新标准”采用国际标准的名称，在原来基础上补充了“标准评级图”几个字。可见，修改后的名称更准确。
3 范围
目 前，钢中非金属夹杂物含量的测定方法普遍采用图谱评定法。如果需要明确夹杂物的尺寸，可以在图谱评定法分析的基础上，进一步采取图像分析法进行计算。“新 标准”分7章和5个附录，规定了用标准图谱评定钢材中非金属夹杂物的原理、取样方法、试样制备、夹杂物含量的测定、检验结果表示方法、试验报告等。同时， 以资料性附录的形式给出了测定非金属夹杂物的图像分析法，供参考使用。
本标准适用于压缩比大于或等于3的轧制或锻制钢材中非金属夹杂物 的评定。但可能不适用于某些类型的钢，如：易切削钢。因为易切削钢由于含硫相对较高，夹杂物的形态、分布及数量等与普通钢夹杂物有一定程度的不同。所以， 采用“新标准”给出的评级图法可能不适用。另外，图谱评定法虽然可以广泛用于对给定用途钢适应性的评估。但是，由于试验人员的影响，即使采用大量试样也很 难再现试验结果。因此，“新标准”增加特别提醒，使用本方法时应十分谨慎。
与“旧标准”相比，一是“新标准”增加了对适用钢材变形程度 的说明。“旧标准”只笼统规定适用于压延变形的钢材，却没有给出变形程度。考虑到变形程度对钢材夹杂物的评定影响很大，“新标准”强调适用于压缩比大于或 等于3的钢材。换言之，对未变形和未经足够变形的钢材就不适用。二是“新标准”的适用范围扩大了。不仅可以用标准评级图法评定3级以下的夹杂物，而且可以 用所给出的图像分析法评定所有级别(包括3级以上)的夹杂物。而“旧标准”却未给出图像分析法，只规定了图谱分析法。三是“新标准”增加了标准图谱可能不 适用于某些钢材的说明：“新标准”明确指出标准图谱可能不适用于易切削钢等类钢材。
4 原理
“新标准”增加了“原理”一章。本章概述了图谱评定法的概念、夹杂物的类型、夹杂物的分级等事项。
1) 图谱评定法的概念
目 前，钢中非金属夹杂物显微评定法有两种。一种是人工的标准图谱评定法；一种是自动图像分析法。标准图谱评定法是普遍采用的方法。分析非金属夹杂物含量时， 将所观察的视场与所给出的图谱进行对比，并分别对每类夹杂物进行评级。这种方法就称为图谱评定法。评级图谱的图片相当于100倍下纵向抛光平面上面积为 0.5mm2的正方形视场。当需要进一步测定夹杂物长度时，采用标准给出的图像分析法进行评定。
2) 夹杂物的类型
“新标准”将夹杂物分为常见的夹杂物、非传统夹杂物以及沉淀相类3种。其中常见的夹杂物，根据夹杂物的形态和分布，分为A,B,C,D,DS等5大类，并分别给出相应的图谱。各类夹杂物的类型与形态见表1。
需 要说明的是：a.形态比的概念。所谓形态比即指夹杂物长度尺寸与宽度尺寸的比值(即：长度/宽度)；b.在“旧标准”基础上，增加了DS类夹杂物的规定， 即单颗粒球状类夹杂物。c.与“旧标准”比增加了对各类夹杂物形态、分布、性质、颜色等的描述，以有助于对不同类夹杂物的识别。
对非传 统类型夹杂物与沉淀相类夹杂物的评定也可通过将其形状与上述5类夹杂物进行比较，并注明其化学特征。例如：球状硫化物可作为D类夹杂物评定。但在试验报告 中应加注一个下标。如：DSuIF表示球状硫化物、DCaS表示球状硫化钙、DRES表示球状稀土硫化物、DUP表示球状复相夹杂物(如硫化钙包裹着氧化 铝)等。而沉淀类夹杂物包括硼化物、碳化物、碳氮化合物或氮化物等，也可以根据它们的形态与上述5类夹杂物进行比较，并按上述方法表示它们的化学特征。对 非传统夹杂物，在试验前可采用大于100倍的放大率进行分析，以确定其化学特征。
3) 夹杂物的系列上述除DS类外，其余4类夹杂物根据夹杂物宽度的不同，分成粗系和细系两个系列。
值得注意的是，在表达粗系、细系划分时，“新标准”不再称按厚度划分，而是改成按宽度划分。这主要是考虑检验面上应按二维平面的物体来描述夹杂物。即用长度、宽度来描述夹杂物的形态更为妥当。因此，“新标准”采用了“宽度”这一用词。
4) 夹杂物的级别
“ 新标准”将每个系列夹杂物分为0.5,1,1.5,2,2.5,3共6个等级。级别的数字越大，表示夹杂物的数量越多或尺寸越大。即表示A,B,C类夹杂 物的长度或串(链)状夹杂物长度是递增的、D类夹杂物的数量是递增的、DS类夹杂物的直径是递增的。夹杂物系列与级别的具体划分界限分别见表2和表3。表 中所列的夹杂物宽度和长度是指放大100倍的数值。
5 取样方法
“新标准”在“取样”一章中，规定了试样的尺寸与抛光面积、取样位置。
1) 试样的尺寸与抛光面积
“新标准”规定的试样尺寸及抛光面积与“旧标准”相同，仍分别为20mm×10mm,200mm2。并在平行于钢材纵轴、位于外表面与中心的中间位置取样。
2) 取样位置以及数量
“ 新标准”按钢棒或钢坯、钢板、其他钢材分别规定钢材的取样位置。其中，具体给出了钢棒或钢坯以及钢板的取样位置。并要求取样数量在具体产品标准或专门协议 中规定。其他钢材的取样方法，按供需双方协议执行。如果没有协议，可按本标准附录NA进行。附录NA具体给出了制取样注意方法以及其他钢材的取样部位与取 样面积，并给出了钢管的取样方法。新旧标准不同点见表4。
需要说明的是，“旧标准”对于直径或边长不大于40mm钢棒或钢坯的取样位置的规定是按双方协议，无协议时，才按标准的规定执行。而按“新标准”规定，不论大于40mm还是小于40mm的钢棒或钢坯，其取样位置均应符合标准规定，这也是新旧标准的一个不同点。
6 试样制备
这章的内容与“旧标准”差别不大，只是从原来的第二章“试样的选取与制备”中分离出来，独立为专门一章。主要增加了推荐使用金刚石磨料对试样进行抛光的内容。“新标准”规定，为了避免夹杂物的剥落、变形或抛光面被污染，采用金刚石磨料抛光是适宜的。
7 夹杂物的测定
本章分观察方法和实际检验两条对夹杂物含量的测定方法做出了规定。“新标准”规定了投影到毛玻璃上观察和用目镜直接观察两种方法。同时，规定了A法(最恶劣视场评定)和B法(逐个视场评定)两种检验评定方法。
1) 关于视场形状与尺寸
采用显微方法进行对比评定时，视场的形状和大小是一个不可忽视的参数，必须在标准中明确规定。按“旧标准”规定，无论投影观察法还是目镜观察法，均采用实际视场直径为0.8mm(实际面积0.5mm2)的圆形视场；而“新标准”则规定，夹杂物评定的视场边长为0.71mm(实际面积0.5mm2) 的正方形视场。“新标准”之所以做这样的改动，主要考虑到虽然采用A法(最恶劣视场评定)时，视场形状的变化不会对夹杂物的评级有很大影响，也许仅对个别 超长尺寸的夹杂物可能会有区别；但用B法(逐个视场评定)时，如要保证进行逐个视场评定而不漏局部的区域，实现逐个视场相接，则正方形视场要优越得多。因 此，“新标准”按相应国际标准，采用面积为0.5mm2的正方形视场。
2) 关于放大倍数
由 于评级图谱和各级别的长度界限值是在100倍下规定的，故“新标准”规定在100倍放大率下进行观察。新、旧标准不同的是，将投影法观察的放大倍数由原来 的100倍修改为(100士2)倍。而将用目镜直接观察所需的放大倍数由原来的90～110倍修改为在显微镜的适当位置放置试验网格，以使检验面内的面积 为0.5mm2。
3) 关于检验评定方法
“新标准”对A法和B法两种检验评定方法 的规定，与“旧标准”基本相同。值得说明的：一是采用B法评定时，应连续地移动视场，保证每个视场相接，而不是随机选择视场；二是在对所观察的视场与标准 图谱进行对比评定时，应使用标准中表1和表2规定的评级界限(即本文给出的表2和表3)以及本标准第2章关于夹杂物形态的描述作为评级图片的说明；三是当 同类的粗大和细小的夹杂物出现在同一视场时(呈同一直线分布或不呈同一直线分布)，均不可分开评定，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夹杂物评定。
“新标准”还对有一定间距的A,B,C类(即串或条状)夹杂物的评定做出了规定：对不在一条直线上的串 (条)状夹杂物，如果两夹杂物之间的纵向距离d≤40mm，横向距离s≤10mm时，则应视为一条夹杂物。此外，“新标准”还增加一条说明，如果一条串 (条)状内夹杂物的宽度不同，则应将该夹杂物的最大宽度视为该串(条)状夹杂物的宽度。
“新标准”对超尺寸夹杂物的评定做出了明确规 定，并在附录B中给出了超尺寸夹杂物的具体评定方法，这也是“旧标准”中所没有的。“新标准”规定，如果夹杂物长度超过视场的边长(0.71mm)、或宽 度(或直径)大于粗系最大值，则应当作超尺寸夹杂物进行评定，并分别记录。但是，这些夹杂物仍应纳人该视场的评级。具体来说，对超尺寸夹杂物的评定，一是 要予以记录，并在试验报告中说明；二是对这些夹杂物在视场中的部分仍应作为评级的一部分。这样就弥补了“旧标准”规定不严密的缺点。
8 结果表示
“ 新标准”按A法和B法分别给出了非金属夹杂物评级结果的表示方法，内容与“旧标准”基本相同。本次修改，主要改变了用B法评定级别时，总级别和平均级别的 表示符号。总级别的表示符号由原来的大写字母“M”修改为小写字母“itot”；平均级别的表示符号由原来的小写字母“m”修改为小写字母“imoy”。
9 试验报告
本次修订，对试验报告应包括的内容做了修改。主要在“旧标准”基础上增加了产品类型和尺寸、 放大倍数、观察的视场数或总检验面积、对非传统类型夹杂物所采用的下标说明、试验员名称等6项。其中，当放大倍数是100倍时，不标注放大倍数；放大倍数 大于100倍时，应在试验报告中注明。
10 附录
1) 附录的名称与性质
“新标准”给出了一个规范性附录和4个资料性附录共计5个附录。各附录的名称及其性质见表5。而“旧标准”只给出了评级图(规范性附录)和某一个视场的评定举例(资料性附录))2个附录。
2) 附录A一评级图
本附录是规范性附录，也是本标准的主要内容之一。使用该附录给出的评级图谱时，可根据夹杂物宽度尺寸，选择图片系列。然后，将视场中夹杂物的类型和数量，与该系列的各级标准图片相对比，确定夹杂物级别。
新、 旧标准关于夹杂物评级图谱的规定主要不同点是：将原来给出的JK评级图和ASTM评级图两套图谱修改为一套ISO图谱；将图谱的形状由原来直径为80mm 的圆形改为边长为71mm的正方形；将原来的5个级别修改为6个级别，各级别对应的夹杂物总长度有所不同；增加了单颗粒球状类夹杂物图谱。因此，新、旧图 谱已不等效。
关于增加的DS图谱即单颗粒球状夹杂物图谱，无粗系与细系之分。该图谱共分6个级别，图片放大倍数为100倍。图谱级别与夹杂物最小直径的对应关系见表6。
3) 其他附录
附 录B以举例的形式说明了评定夹杂物级别的方法以及评定超长夹杂物的方法。该附录“旧标准”中也有。但主要不同点在于“新标准”增加了评定超大夹杂物的实 例。“新标准”在增加的这一部分内容中，分别列举了超长夹杂物的评定实例和超宽或超直径夹杂物的评定实例，以此说明超尺寸的串(条)状夹杂物级别的评定方 法。
附录C是新增加的附录。该附录作为检验结果的典型举例，说明了如何按视场表示夹杂物的类型检验结果(“新标准”要求至少检验100 个视场)。进而根据这个检验结果，说明如何表示不同级别和类型夹杂物的视场总数，并给出了用B法检验夹杂物时，总级别数和平均级别数的计算示例，给出了各 级别夹杂物的权重因数及纯洁度级别计算公式等。其中，权重因数及纯洁度级别是新给出的两个重要概念。
权重因数这一概念在《钢中非金属夹 杂物含量的测定--标准评级图显微检验法》(ISO4967，1998)版本中才出现，以前的版本没有。提出权重因数的概念是为了根据实际测得的夹杂物级 别来计算钢材总的纯洁度级别，进而比较或衡量钢材的纯洁度。标准给出的权重因数见表7。
钢的纯洁度级别计算公式为：
Ci=[∑fi×ni]1000/S
式中fi--权重因数；
Ni--级别视场总数；
S--试样的总检验面积，单位为mm2。
值得指出的是，“新标准”没有说明是按各类、各系列夹杂物分别计算总纯洁度级别，还是应包括各类、各系列夹杂物合并计算。对于此问题，在实际操作时，可由供需双方协议约定。
附 录D也是新增加的附录。该附录以公式和图示的形式给出了评级图片级别与夹杂物测定值的关系，也称为图像分析法。可以用于由夹杂物的测量值计算或查出夹杂物 的级别数；或由夹杂物的级别数计算或查出夹杂物的测量值，适用于任何级别的夹杂物。例如，要评定3级以上的夹杂物级别，用标准图谱就无法评级，而用本附录 给出的公式或图示评定就很方便。
附录NA也是新增加的附录，而且相应的国际标准也无此附录。该附录给出了制取试样的常识性规定以及其他产品取样方法。标准规定，当产品厚度、直径或壁厚较小时，应从同一试样上截取足够数量的试样，以保证检验面积为200mm2，并将试样视为1支试样；当取样数达10个长10mm的试样UA(作为1支试样)时，检验面不足200mm2是允许的。此外，本附录还给出了钢管的取样方法，“新标准”给出的钢管取样方法，与“旧标准”相同。
本文摘自：胡艳萍、王开远，“浅析《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》(GB/T10561-2005)新标准”
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