钢的硫印测试以及影响因素

一、硫在钢中的分布及影响

硫在钢中主要以硫化锰或硫化铁的形式存在,当钢中锰含量(含量均指质量分数,下同)低时,硫即以硫化铁的形式存在。硫化铁与铁形成共晶,共品中硫化铁常呈网状沿晶界分布硫化铁本身很脆,再加之呈网状分布,这样就显著增加钢的脆性。由于铁与硫化铁的共晶温度约为980℃,低于钢的热加工温度,因此在热加工时,铁和硫化铁共晶优先熔化,从而导致脆裂,这种现象称为热脆。当钢中锰含量较高时,因为形成大量的硫化锰,而硫化锰的熔点约为1620℃,比热加工温度高,所以一定量的锰可降低钢的热脆性。

二、硫印的基本原理

硫印试验是印痕法宏观检验的主要方法,它用来检验硫元素在钢中的分布情况。特别是检验新材料或失效构件材料中硫的分布,对进一步分析材料产生缺陷的原因有很大帮助。为了显示硫化物的分布情况,可用稀硫酸与硫化物发生反应而产生硫化氢气体,再使硫化氢气体与印相纸上的说化银作用,生成棕色的硫化银沉淀物。照相纸上显有棕色印痕之处,便是硫化物所在之处。

试样所含硫化物较多时,该化学反应进行较剧烈。照相纸上的印痕颜色深浅和印痕多少是由试样中硫化物的多少决定的。因此,当照相纸上呈现点状的棕色印痕时,则表示试样的硫偏析较为严重、硫含量较多,反之则表示硫偏析较轻且硫含量亦较低。

三、硫印试样的选取与制备

对于锻件,钢中硫化物循加工方向变形分布,此时应选取纵向截面进行硫印检验,以便能反映变形后硫的分布情况。

对于一些大型锻件,由于截面过大,硫印操作发生困难,此时可采取分区进行试验,并分别编上号,以便试验后将硫印相纸拼接起来,这样就可以较全面地真实反映出整个锻件上硫的分布情况。

硫印试样一般用锯床或切片机来截取,如用氧-乙炔火焰切割时,应将切割面刨去30mm-50mm,以消除切取试样时因受热而引起的热影响区,切取后的试样,再用车床,磨床加工,其加工面的表面粗糙度R达到1.6μm~0.8μm为佳。加工好的试样如来不及试验,可在加工面上涂油,以防生锈。若要进行试验,可用汽油或酒精将试样面上的油除去,然后再用蘸有四氯化碳的棉花擦洗试面,直至油污完全除尽

四、影响硫印试验结果的一些因素

(1)试样的表面粗糙度应一致,不然将会影响试验结果准确性

(2) 照相纸上多余的酸液必须滴尽,否则将因过多的酸液使硫印擦拭时产生滑动,影响硫印斑点痕迹的清晰。

(3)试验时,照相纸药面必须与试样表面贴密,不能有气泡或接触不均勾的情况发生。

(4)硫印试验应在暗室内进行,以避免照相纸药面因受到强烈光线的照射而变色发黄