Исследование карбидной неоднородности в инструментальной стали ледебуритного (карбидного) класса.
Карбидная неоднородность – один из важнейших показателей качества проката и поковок из сталей Х12, Х12МФ, Х12В, определяющий как технологические, так и эксплуатационные свойства. В процессе разработки новой шкалы для контроля карбидной неоднородности (взамен шкалы №2 ГОСТ 5950) исследовали грубую карбидную строчку (ликвационную полосу) в контрольном образце стали Х12МФ, вырезанном из кованой полосы сечением 135×420 мм2 для сдаточного контроля по ГОСТ 5950 и шкале фирмы «BOHLER».
Задачи
1. Получить изображение (общий вид) ликвационной полосы эвтектических карбидов, проходящей через весь контрольный образец.
2. Получить стандартное изображение наихудшего места на шлифе для оценки карбидной неоднородности по ГОСТ 5950 и шкале фирмы «BOHLER».
3. Измерить длину, ширину и другие параметры ликвационной полосы.
4. Определить долю (%) площади, занимаемой эвтектическими карбидами в ликвационной полосе и в прилегающих к ней участках шлифа.
5. Определить долю (%) площади, занимаемой карбидами на эталоне 4го балла шкалы № 2 ГОСТ 5950 и эталона № 16 шкалы фирмы «BOHLER».
Решение
1. Получение с помощью анализатора изображений (АИ) «ВидеоТесТ-Размер», состоящего из металлографического микроскопа Axiovert 40MAT, цифровой черно-белой камеры высокого разрешения, компьютера с периферийными устройствами и программного обеспечения «ВидеоТесТ-Размер», серию последовательных снимков участков ликвационной полосы эвтектических карбидов. Используемый объектив микроскопа – 5х. Сшивка полученных изображений в одно результирующее изображение, т.е. получение общего вида ликвационной полосы.
2. Измерение длины, ширины, периметра и площади полосы с помощью АИ «ВидеоТесТ-Размер».
3. Выбор на шлифе (с объективом микроскопа 10х) наихудшего места в карбидной полосе и ввод изображения этого места в программное обеспечение «ВидеоТесТ-Размер».
4. Визуальное сравнение изображения наихудшего места на шлифе с предварительно введенными в программу эталонными изображениями шкал ГОСТ 5950 и «BOHLER». Выбор эталонов (баллов шкалы) с аналогичным характером распределения эвтектических карбидов в металлической матрице: 4й балл по ГОСТ 5950 и № 16 по шкале фирмы «BOHLER».
5. Измерение ширины ликвационной полосы с помощью анализатора изображений «ВидеоТесТ-Металл», состоящего из металлографического микроскопа Axiovert 40MAT, цифровой черно-белой камеры высокого разрешения, компьютера с периферийными устройствами и программного обеспечения «ВидеоТесТ-Металл», методика «Толщина слоя».
6. Определение доли (%) площади, занимаемой карбидами в полосе и вне ее, используя методику «Соотношение фаз» программного обеспечения «ВидеоТесТ-Металл».
7. Определение доли (%) площади, занимаемой карбидами на эталонах 4го балла шкалы ГОСТ 5950 и № 16 шкалы фирмы «BOHLER», используя методику «Соотношение фаз» программного обеспечения «ВидеоТесТ-Металл».
Исследование выполнено инженером-технологом Слободенюком С.А. и сотрудниками института «УкрНИИспецсталь» (Украина, г.Запорожье) — ведущим научным сотрудником к.т.н. Яценко Р. В. и младшим научным сотрудником Яценко М.Ю.
Результаты исследования:
Общий вид ликвационной полосы эвтектических карбидов в стали Х12МФ. Объектив микроскопа – 5х. Изображение получено с помощью функции «Сшивка» программного обеспечения «ВидеоТесТ-Размер».
| Эталонное изображение 4го балла шкалы ГОСТ 5950. Объектив микроскопа – 10х. | Изображение наихудшего места на шлифе стали Х12МФ. Объектив микроскопа – 10х. | Эталонное изображение № 16 шкалы фирмы «BOHLER». Объектив микроскопа – 10х. |
 |
 |
 |
• Параметры ликвационной полосы, измеренные с помощью АИ «ВидеоТесТ-Размер»: длина – 6,954 мм, ширина – 0, 540 мм, площадь – 2,875 мм2, периметр – 14,752 мм.
Ширина ликвационной полосы, измеренная с помощью АИ «ВидеоТесТ-Металл»: средняя – 0,429 мм, минимальная – 0,329 мм, максимальная – 0,542 мм.
• Доля (%) площади, занимаемой карбидами: в ликвационной полосе – 24,675%, вне полосы – от 3,720 до 12,865%.
• Доля (%) площади, занимаемой карбидами: на эталоне 4го балла шкалы ГОСТ 5950 – 5,24%, на эталоне № 16 шкалы фирмы «BOHLER» – 5,92%.
Выводы:
Ликвационная полоса эвтектических карбидов в исследованном контрольном образце стали Х12МФ по своим количественным параметрам значительно превышает соответствующие эталоны стандарта ГОСТ 5950 и шкалы фирмы «BOHLER», что подтверждает правильность решения об отправке в брак данной партии металлопродукции. Исследованный образец стали Х12МФ и полученные изображения грубой ликвационной полосы эвтектических карбидов могут быть использованы как иллюстрация недопустимых видов карбидной неоднородности в прокате и поковках ледебуритных сталей.