电力建设金相检验导则Word格式.docx

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第2.0.3条对金相检验工的要求：

一、检验工需经专业理论知识和实际操作技能的培训，考核合格后方能担任相应的金相检验工作和编写试验报告。

二、检验工应了解被检件的材质、焊接工艺和热处理等情况。

三、根据工作项目中所确定的被检部位进行检验。

做到检验及时，操作无误，结论准确。

第2.0.4条在金相检验工作中需接触强酸、剧毒药品、有毒气体，如硝酸、盐酸、王水、氢氟酸、三氧化二铬、乙二胺等，故应加强劳动保护。

第三章检验前的准备

第3.0.1条了解被检件材料的钢号、规格、热处理状态、焊接部位及焊接工艺等，明确试验目的。

第3.0.2条对工程中首次遇到的钢种，必要时可进行热处理工艺性能试验和金相组织评定分析。

第3.0.3条主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道直管段最好截取镶嵌试样，试样编号必须与安装时管道布置编号相对应。

第3.0.4条对需焊后热处理的焊接接头，应在热处理后进行检验。

焊接接头试样的截取，应根据《电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇）SDJ51—82》中的有关规定进行。

第3.0.5条检验前，应根据检验目的、被检材料及试验条件，确定试验方案。

对外界一些影响试验结果的因素，采取相应的措施，以保证分析的准确性。

第四章宏观检验

第一节通则

第4.1.1条宏观检验的目的在于检查管道和部件及其焊接接头的宏观缺陷。

第4.1.2条宏观检验用肉眼或10倍以下的放大镜观察被检件。

宏观金相检验常用酸浸试验。

第二节酸浸试验

第4.2.1条酸浸试验可采用热酸浸蚀或冷酸浸蚀。

第4.2.2条根据检验目的，确定试样截取的部位、检查面及数量。

焊接接头的试样应包括焊缝、热影响区和母材。

第4.2.3条试样的截取可采用手锯、砂轮切割、机械加工或气割等方法。

第4.2.4条试样被检面的光洁度应根据检验目的及要求，选择相应的机械加工方法，必要时可用不同粒度的粗、细砂纸逐级进行磨制。

一般磨到500号水砂纸或01号金相砂纸即可。

第4.2.5条酸浸前，试样被检面须无伤痕及局部凹陷，表面不应有油污存在，必要时可用汽油、酒精、苯清洗。

第4.2.6条根据被检件的化学成分及检验目的，确定浸蚀液的成分、浸蚀温度和浸蚀时间，以能准确显示缺陷为准（常用浸蚀液见附录二）。

第4.2.7条酸浸液应盛于耐酸器皿中，酸浸试验宜在通风橱内进行。

第4.2.8条试样放入酸浸液时，被检面应不与器皿或其他试样接触，并应全部浸入酸浸液中，以保证浸蚀均匀。

浸蚀液可连续使用，但其成分必须能保证试验结果可靠。

第4.2.9条酸浸完毕后，即可用耐酸铁钳或戴耐酸胶皮手套（冷浸时）将试样自浸蚀液中取出，并立即在流动的水中（热水或冷水）冲洗，同时用毛刷将试样表面上的腐蚀产物洗刷掉。

但注意不要沾污、划伤或用手触摸被检面。

刷洗后还可采用2%NaOH或3%～5%Na2CO3溶液冲洗，最后吹干。

第4.2.10条试样酸浸后，如发现表面因刷洗不净而存有水迹或其他沾污物时，可再放入浸蚀液中略加浸蚀，重新刷洗吹干；

若发现浸蚀过浅时，可继续浸蚀至合乎要求为止；

若发现浸蚀过深，须将试样被检面除去至少1mm，再按上述操作方法重新进行磨制和浸蚀。



第4.2.11条酸浸后的试样应及时检查或拍照，若需暂时放置，则应置于干燥器中，但保存时间不宜过久；

若需保存较长时间，可在被检面上涂油或透明漆，以防生锈，而后放入干燥器中保存。

第4.2.12条酸浸试样的质量评定应按有关标准和技术条件的规定进行。

检查时如发现折叠、裂纹、气孔和未焊透等缺陷，可绘制简图或摄影记录，拍照时应注明放大倍数并测定缺陷的尺寸与位置，以便评定被检件的质量。

第4.2.13条为保证安全，操作人员工作时必须穿好工作服或橡皮围裙，戴好眼镜、口罩、胶皮手套等。

第五章微观检验

第5.1.1条微观金相检验的目的在于分析金属材料的显微组织形态、分布和晶粒大小等，判断和确定金属材料的质量。

第5.1.2条试样的制备是微观检验的重要步骤。

试样制备不好将导致组织失真，影响分析评判工作，故应认真对待。

第5.1.3条在现场，可用携带式大型工件金相检查仪进行检验或采用复型技术；

在试验室，可采用光学显微镜进行检验。

若有条件，还可用电子显微镜进行检验。

第二节试样的截取

第5.2.1条试样截取的方向、部位和数量，应根据检验目的而定。

既要有代表性，又要能表征被检材料的特征。

图5.2.4截取三角试块示意图

1—三角试块；

2—管道；

3—管壁；

4—焊接坡口

第5.2.2条试样的截取应避免因金属材料受热或变形而使试样组织发生变化。

采用气割方法截取的试样，必须把全部热影响区清除。

第5.2.3条被检部位的选择：

一、对锻、轧及经过冷变形的材料，为鉴别非金属夹杂物的类型、级别以及带状组织的级别，一般应截取由表面至中心的纵向试样；

为鉴别试件外壁至内壁的组织变化、夹杂物在截面上的分布情况、脱碳层和表面淬火层的深度等，一般应截取横向试样。

二、焊接接头试样的截取见第3.0.4条和第4.2.2条。

三、对于损坏件，既要包括破损的主要部位，又要包括未损坏部位，以便比较。

第5.2.4条对于主蒸汽、再热蒸汽的直管段，截取试样时，可在管端待焊接部位开坡口前，用手锯截取小三角试块，其大小一般可沿管道圆周宽度及沿管壁厚度方向各取1～1.5cm左右（如图5.2.4所示）。

第三节试样的镶嵌

第5.3.1条试样尺寸过小或需检查试样边缘的情况时，可采用镶嵌的方法。

第5.3.2条试样的镶嵌可采用机械镶嵌法、热压镶嵌法、冷凝镶嵌法。

究竟采用哪种方法，可视具体情况和条件而定。

第5.3.3条机械镶嵌法：

将试样镶入钢圈或钢夹内，并用螺钉固定后进行磨制和抛光。

钢圈或钢夹的硬度应接近于试样的硬度。

安装试样时，必须使试样与夹具紧密接触。

第5.3.4条热压镶嵌法：

镶嵌必须在镶嵌机上进行，可用电木粉、透明电木粉或其他塑料粉作为镶嵌剂。

按有关操作步骤及镶嵌剂的特性施加一定的压力，加热至一定的温度，并保持一定的时间。

所加热的温度不得改变试样的原始组织。

对温度和压力敏感的材料，不能采用热压镶嵌法。

第5.3.5条冷凝镶嵌法：

此法系在室温下进行，可用牙托粉或环氧树脂作粘结剂，牙托水或乙二胺作固化剂，两者以适当的比例混合搅拌后，注入放有试样的托模中，让其自然硬化。

第四节试样的磨制

第5.4.1条截取后的试样，先在粗砂轮上磨平，需观察边缘的试样要保持完整的边缘；

不观察边缘的试样应将其棱角、尖角、毛边等磨掉，以免在下道工序进行时将砂纸或抛光布划破。

待磨痕均匀一致后，即移至细砂轮上磨制。

第5.4.2条磨平试样时，用力应均匀且压力不宜过大，并随时用水冷却，以保证试样的组织不因受热而发生变化。

对较软的金属试样，可用平锉刀轻轻锉平，不允许在砂轮机上磨平，以避免试样产生塑性变形。

第5.4.3条试样经砂轮磨好、洗净、吹干后，随即依次在由粗到细的各号砂纸上磨制。

常用的方法是手工研磨和机械研磨。

如无特殊要求，一般磨到04号金相砂纸即可。

当采用电解或化学抛光时，试样经500号水砂纸或01～02号金相砂纸磨制后就可进行抛光。

第5.4.4条磨制试样时，每换一次砂纸，试样宜转90°

角，使新磨痕与旧磨痕成垂直方向，直至旧磨痕完全消失，新磨痕均匀一致时为止。

每调换一张砂纸时，须将砂纸轻轻抖动，并将试样洗净。

机械磨光时，要洗净磨盘，以免将粗砂粒带到细砂纸上，造成较深的磨痕。

第5.4.5条磨制试样时，被检面须与砂纸相互平行，手握试样务求平稳，用力均匀，压力适中，在每张砂纸上磨制的时间不宜过长。

第5.4.6条手工研磨法：

将砂纸或砂布平铺在玻璃板或平的金属板上，使试样与砂纸面完全接触，并以均匀的压力向前推进。

回程时将试样提起。

切忌将试样在砂纸上来回磨制。

对于需检查夹杂物、石墨等的试样用力要轻，且新磨痕最好与上道磨痕保持30°

～50°

的夹角，以免把夹杂物磨掉。

第5.4.7条机械研磨法：

将不同粒度的砂纸（水砂纸或金相砂纸）分别置于预磨机的磨盘上，依次研磨。

磨制时，试样应在磨盘中心和外缘之间缓缓推动。

为保证磨光质量，可用特制的水砂纸，并在磨制过程中不断用水冷却，避免试样发热，并冲刷掉金属和磨料粉屑。

第5.4.8条试样经磨制后即可进行抛光。

抛光的方法分为机械抛光、电解抛光和化学抛光。

三种方法可单独使用，也可综合使用，如化学机械抛光、电解机械抛光等。

采用综合抛光法往往比单独使用一种方法效果更好。

第5.4.9条机械抛光法：

此法是用磨料、抛光织物与磨面的切削作用，把试样磨面抛成近似光滑镜面。

一、磨料：

粗抛光可用碳化硅（SiC）、氧化铝（Al2O3）、金刚砂研磨膏，磨料粒度为M30～M16（35～15μm）。

精抛光可用氧化铬（Cr2O3）、氧化铝（Al2O3）、氧化镁（MgO）、金刚砂研磨膏，磨料粒度为M14～M5（15～5μm）。

粉状磨料使用前需经水选，用其悬浮液。

二、抛光织物：

粗抛光时用细帆布、华达呢、毛呢等；

精抛光时用丝绒等。

抛光织物使用前要沸煮，使用后要洗净晾干。

三、操作方法：

1.经过细磨的试样，用清水洗净后移至装有呢、绒等织物的抛光盘上。

抛光时，试样平稳放在旋转的抛光盘上，并均匀地滴洒抛光悬浮液，抛光到试样磨面的磨痕完全去除而表面象镜面时为止。

2.抛光时，用力要适度，抛光织物的湿度要适中，一般以将试样从抛光盘上取下观察时，表面水膜在两、三秒钟内能完全蒸发为宜。

试样的转动方向应与抛光盘的转动方向相反。

抛光时间不宜过长，避免磨面产生凹坑、夹杂物脱落等。

对于较软的材料，以低速抛光为宜。

3.抛光完毕即用水冲洗，并用脱脂棉浸取或滴管吸取无水酒精洒洗，最后用热风吹干，使试样表面不致有水迹或污物残留。

4.抛光时，若发现试样表面有较粗的磨痕不易去掉，或经抛光后发现有凹坑等情形而影响试验结果时，应重新磨制并抛光。

第5.4.10条电解抛光法：

此法系利用电化学溶解原理平整试样表面，使之光洁无痕。

其优点是无扰乱层，抛光速度快，省时间，尤其适用于软金属及易变形金属。

但对不同的材料要摸索可行的具体规范，对夹杂物多或有偏析的材料易产生局部强烈腐蚀，形成凹坑，故使用时应注意。

具体操作过程及规范选择可查阅有关资料（常用的电解抛光液见附录三）。

第5.4.11条化学抛光法：

此法是将试样浸在一定成分的化学试剂中，靠化学试剂对试样表面不均匀部分的溶解而得到光亮的抛光表面。

其特点类似于电解抛光法（常用的化学抛光液见附录四）。

第5.4.12条现场检验中，当被检部位不允许截取试样时，可按下列步骤进行：

一、先用锉刀或手提砂轮机进行打磨，将金属表面的氧化皮去除，至露出金属光泽为止；

对焊接接头，则须去除加强层高度，然后进行磨制。

二、试样的磨制可用以下两种方法进行：

第一种方法：

将各号砂纸依次紧贴锉刀面，用手握紧，单向研磨。

第二种方法：

事先加工专用夹持砂纸的夹具，形状和尺寸可参照图5.4.12。

将各号砂纸裁成3cm左右宽的条带，依次装在夹具的窄缝里。

磨制时，将夹具装在手枪式电钻上，然后进行研磨。

图5.4.12夹持砂纸的专用夹具示意图

三、试样的抛光可根据具体情况采用电解抛光或机械抛光。

当选用机械抛光时，可按本条第二款进行，将砂纸换成抛光织物并蘸取抛光液进行抛光。

第五节试样的浸蚀

第5.5.1条经精抛并经显微镜检查合格的试样，即可浸入盛于玻璃皿中的浸蚀剂中进行浸蚀，操作时试样需不断轻微地晃动，但抛光面不得与器皿底面接触。

也可用蘸有浸蚀剂的棉球轻轻擦拭或用吸管滴蚀试样抛光表面。

所用浸蚀剂不可放置过久，应保持清洁新鲜（常用浸蚀剂见附录二）。

第5.5.2条浸蚀时间视金属材料的性质、浸蚀液的浓度、温度、检验目的及显微检验的放大倍数而定，以能在显微镜下清晰显示金属组织的细节为宜。

不宜用过度的浸蚀来增加组织的衬度。

高倍观察时，浸蚀程度比低倍观察时略浅一些。

第5.5.3条浸蚀完毕后，立即取出，并迅速用水冲洗。

然后再用无水酒精洒洗，热风吹干。

第5.5.4条经过浸蚀后，若发现试样浸蚀面有金属扰乱现象，原组织不能显示时，可重新轻抛后再行浸蚀。

一般重复数次，扰乱层即可除去。

当扰乱现象过于严重或用此法不能全部消除时，则试样须重新磨制。

第5.5.5条若浸蚀程度不足时，视具体情况可继续进行浸蚀，或重新抛光后再行浸蚀。

若浸蚀过度时，一般可重新抛光后再行浸蚀。

当浸蚀过度严重时，则须用砂纸重新磨制，并经抛光后再行浸蚀。

第5.5.6条浸蚀好的试样应保持清洁，浸蚀面不能用手触摸，不得与其他物件碰撞，并立即观察拍照。

若需暂时搁置，试样应放入干燥器内，防止沾污、氧化。

第5.5.7条制备好的试样应无磨痕、凹坑、麻点、水迹等；

无假象；

夹杂物不脱落；

组织清晰、有代表性。

第六节复型金相法

第5.6.1条复型金相法常用于现场的非破坏检验。

当工件处于振动或部位窄小时，可用复型金相法。

制取的复型易长期保存，且能在试验室用显微镜进行观察分析和拍照。

用大工件金相检查仪与复型金相法配合使用效果更好。

第5.6.2条被检部位表面试样的制备按第5.4.1条～第5.5.7条的有关内容进行。

第5.6.3条复型材料可用1～2mm厚的有机玻璃片，也可用醋酸纤维或硝酸纤维薄膜（AC纸）。

有机溶剂可用氯仿、丙酮、醋酸乙脂等。

第5.6.4条先将薄膜按所需大小截成小块。

操作时，在已制备好的试样表面上滴加适量的有机溶剂，并迅速覆盖有机玻璃片或薄膜，用手指或胶皮轻轻压紧，使其间的气泡逸出。

待其充分干燥后，即可取下，进行观察、拍照。

第5.6.5条为了增加组织衬度，被检表面浸蚀可略深一些，或在有机溶剂中加入适量着色剂。

第七节金相显微镜的使用与维护

第5.7.1条金相显微镜是用于鉴别和分析各种金属材料显微组织及缺陷的精密贵重仪器，不得任意拆卸，操作者应熟悉和掌握仪器的结构和性能。

第5.7.2条显微镜应安放在温度20℃左右，相对湿度小于60%，无阳光暴晒，无灰尘，无挥发性、腐蚀性介质的环境中，并置于稳固的桌面或基座上，以减少振动。

第5.7.3条使用显微镜应注意以下几点：

一、观察试样前，试样须洗净吹干，手亦应清洁干净，防止水滴沾污镜头。

二、取用镜头时，应特别小心，手指不得触摸透镜表面，轻拿轻放，不得碰撞，用毕放回原处。

三、观察时，当物镜与试样表面接近时，应用微调旋钮调节，以避免物镜镜头与试样表面接触。

四、使用油镜头时，所用的折光油应符合标准，油量不宜过多或过少，用毕即以二甲苯（禁止用酒精）将镜头擦拭干净，待干燥后放回原处。

五、镜头应保存在专用的干燥器内，并经常检查有无霉斑。

六、若镜头表面有灰尘时，可用洗耳球吹去，或用脱脂细软毛笔拂拭干净。

七、若镜头表面有油污时，可用擦镜头纸蘸取少许清洁剂（光学镜头防霉去污清洁剂）、二甲苯或乙醚轻轻擦拭干净。

八、使用完毕后，应用防尘罩将显微镜罩住。

第八节微观检验

第5.8.1条微观检验包括浸蚀前的检验及浸蚀后的检验。

浸蚀前主要检查试样有无裂纹、非金属夹杂物及制样过程中所引起的缺陷；

浸蚀后主要检验试样的显微组织。

第5.8.2条观察时，一般先用显微镜的75～100倍观察低倍组织全貌。

需观察细微组织时，再选用适宜的高倍率。

第5.8.3条管道和部件的微观检验：

一、鉴别材料中非金属夹杂物、显微裂纹的类型，观察其形态和分布，测量其数量和大小。

二、鉴别被检件显微组织的组成，各种组织的形貌、分布和数量。

对晶粒度、带状组织、非金属夹杂物、魏氏组织、球化组织、脱碳层等作出评定。

三、鉴别组织特征，判定热处理工艺状态，必要时为重新制定热处理工艺提供依据。

第5.8.4条焊接接头的微观检验：

一、了解和掌握金属材料在焊接过程中组织变化的规律，为制定合理的焊接和热处理工艺提供依据。

二、鉴别焊接接头各区域的组织特征及焊接缺陷等。

第5.8.5条焊缝组织的分析：

一、焊缝组织具有联生结晶和长大的特点，常见的焊缝组织有柱状晶、树枝晶、等轴晶等。

同样成分的焊缝，由于结晶组织形态不同，性能差别很大。

二、多层焊时，由于后面的焊层对前面的焊层进行了再加热而发生相变重结晶，导致焊缝区各部位组织形态的差异。

三、焊接过程是连续快速冷却的过程，超过一定的冷却速度后，会得到非平衡组织——贝氏体和马氏体。

第5.8.6条热影响区组织的分析：

一、焊接接头热影响区主要分为：

局部熔化区、过热区（粗晶区）、正火或重结晶区（细晶区）、不完全正火或不完全重结晶区。

各区域的组织形态和特征取决于焊接热循环峰值温度、加热速度、高温停留时间和随后的冷却速度。

部分熔化区和过热区是组织和性能变化最大的区域，为焊接接头金相检验的分析重点。

二、部分熔化区：

此区较窄，邻接熔合线，由于严重过热，晶粒大，化学成分不均匀性严重，导致性能恶化，是焊接接头中最薄弱的区域。

三、过热区：

此区的明显特点是晶粒最粗大，其组织形貌与部分熔化区基本相同，是再热裂纹的敏感区。

四、重结晶区：

此区域晶粒细小而均匀，是焊接接头中组织和常温机械性能最好的区域。

五、不完全重结晶区：

此区位于A1～A3温度区间，具有部分铁素体溶解到奥氏体中去的特点，冷却时奥氏体发生分解，而原来未转变的铁素体仍保留下来。

对某些低合金钢，由于这部分奥氏体中碳和合金元素含量较高，快速冷却后可能转变为高碳马氏体，得到马氏体和铁素体的混合组织。

这种组织性能不好。

第5.8.7条基体组织的分析：

一、分析内容见第5.8.3条。

二、对异种钢焊接接头，焊缝两侧的母材及热影响区均须检验。

第5.8.8条焊接接头裂纹的分析：

焊接过程中由于冶金和力学因素的共同作用，焊接接头各个部位在不同的温度区间，不同时间和条件下，可能产生各种类型的焊接裂纹。

一、通过观察裂纹的源点、形态和扩展特征，确定裂纹的类型，分析裂纹产生的原因。

二、常见裂纹的部位、分类如图5.8.8所示。

图5.8.8焊接接头常见裂纹的分布、形态示意图

a—纵向裂纹；

b—横向裂纹；

c—星形裂纹；

1—焊缝中的纵向裂纹；

2—焊缝中的横向裂纹；

3—根部裂纹；

4—焊趾裂纹；

5—焊道下裂纹；

6—弧坑裂纹

三、根据形成裂纹的温度范围可分为热裂纹和冷裂纹。

热裂纹有以下类型：

结晶裂纹、液化裂纹、高温低塑性裂纹及再热裂纹。

常见的冷裂纹有氢致延迟裂纹。

1.结晶裂纹：

焊接熔池凝固结晶时，在液相与固相并存的温度区间，由于结晶偏析和收缩应力应变的作用，焊缝金属沿一次结晶晶界形成的裂纹。

此类裂纹只发生在焊缝中（包括弧坑）。

2.液化裂纹：

焊接过程中，在焊接热循环峰值温度作用下，在多层焊缝的层间金属与母材近缝区金属中，由于晶间金属受热重新熔化，在一定的收缩应力作用下，沿奥氏体晶界开裂的现象。

有的文献称为“热撕裂”。

3.高温低塑性裂纹：

在液相结晶完成以后，焊接接头金属从材料的塑性恢复温度开始冷却，对于某些材料，当冷却到一定的温度范围时，由于应变速率和某些冶金因素的相互作用，引起塑性下降，导致焊接接头金属沿晶界开裂。

一般发生在比液化裂纹的部位距熔合线更远一些的热影响区。

4.再热裂纹：

焊接后，在消除残余应力热处理或不经任何热处理的焊件，处于一定温度下服役的过程中，在一定条件下产生的沿奥氏体晶界发展的裂纹。

5.延迟裂纹：

焊接接头中，由于塑性储备、应力状态以及焊缝金属中氢含量的综合作用，在焊接以后经过几秒到数月之久孕育期而产生的冷裂纹，具有穿晶或穿晶与沿晶混合的特征。

第九节金相摄影

第5.9.1条金相摄影可分为宏观摄影和微观摄影。

宏观摄影放大倍数一般为1～10倍，微观摄影放大倍数一般为100～1000倍。

第5.9.2条宏观摄影是指拍摄被检件的形貌或局部宏观细节，要求主题鲜明、轮廓清晰、富有立体感、没有多余的阴影等。

底片的质量主要与摄影视场和背景的选择、灯光配置、曝光条件、暗室处理等因素有关。

若拍摄物为断口，由于表面凹凸不平，对焦时宜将光圈开大，对准细节。

拍摄时，缩小光圈以增大景深，其效果更好。

第5.9.3条微观摄影：

一、微观摄影是用以拍摄被检件中显微组织和缺陷的特征。

要求主题有代表性或典型性，逼真、清晰。

二、镜头的选择视所需放大倍数而定，一般为充分利用显微镜物镜的分辨率，总放大倍数不应大于物镜数值孔径（N·

A）的1000倍。

尽可能选用较小倍数的摄影镜头和较大长度的暗箱，使影像能得到较好的平坦度。

三、照相使用的光源需调整适宜，所发出的光线需稳定和有足够的强度。

拍摄时应调节光源与聚光镜的位置，使光束恰好能射入垂直照明器入口中心，使所得到的影像亮度强弱均匀一致。

四、根据检验目的和物镜的种类选择合适的滤光片。

若物镜为消色差镜头时，用黄绿色滤光片；

若为全消色差物镜时，则用黄、绿、蓝色滤光片均可。

五、在低倍率（小于100倍）情况下，可用显微镜的三棱镜反射，以增加