钢材质量检验.docx
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钢材质量检验
包头职业技术学院钢材质量检验课教案No1
授课日期
201103
班级
509331
509332
基本课题第一章概论（6学时）
课题要求1、重点理解掌握钢材的分类编号知识;
2、了解钢材的检验手段及原理;
章节内容（提要）
第一节钢的分类及编号
」、钢的分类
二、钢的编号方法
第二节常用钢材
―、钢材生产知识
二、常用钢材
三、钢材的表面缺陷
第三节钢材的检验
」、检验项目
二、检验标准
作业
（1）钢号识别：
CY3F,Q235-AF,Y25Mn,18CrNiW2,40Cr,40W200
（2）锻造与拉拔的性能区别?
（3）塔形车削发纹检验与断口检验的区别?
教师：
石继东2011年3月日
第一章概论
第一节钢的分类及编号
第三节钢的分类
（1）按化学成分分类
（1）碳素钢
（2）合金钢
（2）按钢的质量分类
1）普通质量钢
2）优质钢
3）高级优质钢
三）按金相组织分类
1）按照平衡状态和退火组织可分为亚共析钢、共析钢、过共析钢和莱氏体钢。
2）按照正火组织可分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。
3）按照热及冷却时有无相变和室温时的金相组织可分为铁素体钢、奥氏体钢和复相钢。
四）按冶炼方法分类
1）按冶炼设备分类，可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。
2）按钢的脱氧程度和浇注制度不同，又可将其分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。
五）按用途分类
1、结构钢
（1）用做工程结构的钢。
（2）用作各种机器零部件的钢。
2、工具钢
3、特殊性能钢
第四节钢的编号方法
（一）
结构钢
1、碳素结构钢
（1）
甲类钢
（2）
乙类钢
（3）
特类钢
2、优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢
3、低合金高强度结构钢
4、合金结构钢和合金弹簧钢
5、其他结构钢
（1）易切削钢
（2）非调质机械结构钢
6、轴承钢
1）
高碳铬轴承钢
2）
渗碳轴承钢
3）
高碳铬不锈轴承钢和高温轴承钢
二）
工具钢
1、碳素工具钢
2、合金工具钢和高速工具钢
（三）特殊性能钢
1、不锈钢和耐热钢
2、电工用硅钢
（1）电工用热轧硅钢
（2）电工用冷轧无取向硅钢和取向硅钢
（3）电讯用取向高磁感硅钢
40W200
练习题：
（1）钢号识别：
CY3F,Q235-AF,Y25Mn,18CrNiW2，40Cr,
（2）镇静钢的含义？
（3）沸腾钢的含义？
第二节常用钢材
钢材生产知识
1、轧制
2、锻造
3、拉拔
二、常用钢材
1）
重轨
2）
轻轨
3）
大型型钢
4）
中型型钢
5）
小型型钢
6）
线材
7）
钢带
8）
中厚钢板
9）
薄钢板
10）
硅钢板
11）
优质型材
12）
无缝钢管
13）
焊接钢管
14）
冷弯型管
15）
其他钢材
16）
金属制品
三、钢材的表面缺陷
一）型钢表面缺陷
1）折叠
2）
3）
划痕
结疤
4）
麻面
5）
凹坑
6）
分层
7）
凸泡和气泡
8）
表面裂纹
9）
裂缝
10）
丿kfe戈Q
烧裂
11）
表面夹杂
12）
耳子
13）
扭转
14）
弯曲
15）
断面形状不正确
16）
角不满
17）
拉穿
二）
线材的表面缺陷
1）
耳子
2）
折叠
3）
结疤
4）
开裂
5）
不圆度和公差出格
三）
管材的表面缺陷
1、无缝钢管的表面缺陷
1）
内折
2）
直道内折
3）
外折
4）
轧折
5）
发纹
6）
撕破
7）
过热及过烧
8）
离层
9）
轧疤
10）
麻面
11）
直道
12）
凹面
13）
凹坑
14）
矫凹
15）
擦伤
16）
弯曲
、焊接钢管的常见表面缺陷
1）
分层
2）
粘疤
3）
孔洞
4）
开焊
5）
局部搭焊
6）焊沟
（7）
塌焊
（8）
管缝错位
练习题：
（1）什么是再结晶退火，
什么时间用？
（2）锻造与拉拔的性能区别？
（3）冷拔工艺要求？
（4）折叠与结疤的区别？
第三节
三、
检验标准
四、
检验项目
（1）
化学成分
（2）
宏观检验
（3）
金相组织检验
（4）
硬度
（5）
拉伸试验
（6）
冲击试验
（7）
工艺性能检验
（8）
物理性能检验
（9）
化学性能试验
（10）
无损检验
（11）
规格尺寸检验
（12）
表面缺陷检验
钢材的检验
练习题：
（1）拉伸试验的指标?
（2）什么是宏观检验?
（3）塔形车削发纹检验与断口检验的区别?
包头职业技术学院钢材质量检验课教案No2
授课日期
201103
班级
509331
509332
基本课题第二章钢的化学成分检验（io学时）
课题要求1、重点掌握钢材仪器分析的类型原理;
2、了解火花的构成、形成原因:
章节内容（提要）
第一节化学分析法
重量分析法；滴定分析法
一、碳的测定
二、硫的测定
三、磷的测定
四、硅的测定
五、锰的测定
六、铬和镍的测定
第二节仪器分析
一、光谱分析
二、光电比色分析
三、极谱分析
四、电子探针X射线显微分析
第三节钢材材料的火花鉴别
一、实验设备与操作注意事项
二、火花的组成、形状及形成的原因
作业1、光谱分析的原理?
2、火花的组成?
第二章钢的化学成分检验
第一节化学分析法
重量分析法
滴定分析法
（1）比色法
（2）电导法
一、碳的测定
（一）燃烧---气体容量法
1、燃烧---气体容量法原理
2、试剂与仪器
（1）试剂
（2）仪器
3、操作步骤
（二）燃烧非水滴定法
1、燃烧非水滴定法原理
2、试剂与仪器
（1）试剂
（2）仪器
3、操作步骤
二、硫的测定
（一）燃烧—碘酸钾法
1、燃烧—碘酸钾法原理
2、试剂与仪器
（1）试剂
（2）仪器
1）准备工作
（2）碘酸钾标准溶液浓度标定
（3）测定
（二）氧化铝色层分离硫酸钡重量法
1、氧化铝色层分离硫酸钡重量法原理
2、试剂与仪器
（1）试剂
（2）仪器
3、操作步骤
（1）称样
（2）测定
（3）计算
三、磷的测定
（一）磷钼蓝光度法
1、磷钼蓝光度法原理
2、试剂与仪器
（1）试剂
（2）仪器
3、操作步骤
（二）磷钼酸铵滴定法
1、磷钼酸铵滴定法原理
2、试剂
（1）称样
（2）试样分解
（3）沉淀
（4）滴定
（5）计算
四、硅的测定
（一）硅钼蓝光度法
1、硅钼蓝光度法原理
2、试剂与仪器
（1）试剂
（2）仪器
3、操作步骤
（二）硅氟酸加滴定法—容量法
1、硅氟酸加滴定法原理
2、试剂
3、操作步骤
五、锰的测定
（一）过硫酸铵容量法
1、过硫酸铵容量法原理
2、试剂
3、操作步骤
（1）Na3AsO3---NaNO2标准溶液的标定
（二）过硫酸铵氧化光度法
1、过硫酸铵样内化光度法原理
2、试剂
3、操作步骤
（1）称样
（2）测定
（3）工作曲线的绘制
六、铬和镍的测定
（一）铬
1、银盐—过硫酸铵氧化滴定法
2、二苯偕肼光度法
（二）镍
1、重量法
2、滴定法
3、光度法
练习题;
（1）燃烧非水滴定法原理?
（2）磷钼蓝光度法原理？
仪器分析
（3）过硫酸铵氧化光度法原理？
第二节
一、光谱分析
（一）发射光谱分析
1、摄谱法光谱分析
2、光电直读法光谱分析
（二）原子吸收光谱分析
（三）X射线荧光光谱分析
二、光电比色分析
三、极谱分析
四、电子探针X射线显微分析
第三节钢材材料的火花鉴别
一、实验设备与操作注意事项
（一）实验设备
（二）标准样块
（三）操作注意事项
（1）工作场地应有一定亮度，但又不能太亮，也不能太暗。
（2）试样与砂轮接触应有适当的压力，压力过大砂轮易磨损且火花过密；压力过小，火花的形态又不能完全表现出来。
（3）磨削试样时应使火花束大致向水平方向发射，这有利于观察火花束的各部分。
（4）工作时最好带上护目眼睛，工作量大时还应带上口罩以防飞扬铁末的损害。
二、火花的组成、形状及形成的原因
1、火花的组成和形状
2、火花形成原因
五、碳钢火花特征
包头职业技术学院钢材质量检验课教案No3
授课日期
201104
班级
509331
509332
基本课题第三章钢的宏观检验（10学时）
课题要求1、酸浸实验的原理。
3、钢材塔形发纹酸浸检验的原理。
章节内容（提要）
第一节钢锭的组织及其宏观缺陷
一、镇静钢
二、连铸坯
三、沸腾钢
第二节酸浸实验
一、试样制备
二、试样方法
三、常见宏观组织和缺陷
第三节断口检验
一、取样和试样制备
二、钢材断口组织及断口评定
三、碳素钢和低合金钢断口组织及评定
第四节钢材塔形发纹酸浸检验方法
一、试样制备
二、发纹的显示
三、发纹的检验和结果评定
第五节硫印试验
作业1、气泡类型分别是?
2、断口检验的定义?
3、常见的宏观组织和缺陷都包括那些，共有几种？
教师：
石继东2011年04月日
第三章钢的宏观检验
第一节钢锭的组织及其宏观缺陷
一、镇静钢
1、偏析
2、缩孔
3、疏松
4、气泡
二、沸腾钢
1、坚壳带
2、蜂窝气泡带
3、中心坚固带
4、二次气泡带
5、锭心带
三、连铸坯
1、内部裂纹
1）
中间裂纹
2）
中心线裂纹
3）
对角线裂纹和角部裂纹
4）
矫直与弯曲裂纹
2、中心偏析
3、中心疏松
4、连铸坯中心线附近的V形点状偏析
练习题：
（1）连铸坯产生断面的原因及结构优点？
（2）气泡类型分别是？
第二节酸浸实验
一、试样制备
1、取样
2、检验面的制备
二、试样方法
1、热酸浸蚀试验法
2、冷酸浸蚀试验法3、电解酸蚀法
三、常见宏观组织和缺陷
1、一般疏松
2、中心疏松
3、锭型偏析
4、斑点状偏析
5、白亮带
6、中心偏析
7、帽口偏析
8、皮下气泡
9、残余缩孔
10、翻皮
11、白点
12、轴心晶间裂纹
13、内部气泡
14、异金属夹杂物
15、非金属夹杂物及夹渣
练习题：
（1）白亮带长生的原因及特点？
（2）常见的宏观组织和缺陷都包括那些，共有几种？
第三节断口检验
一、取样和试样制备
二、钢材断口组织及断口评定
1、纤维状断口2、结晶状断口
3、瓷状断口
4、台状断口
5、撕痕状断口
6、层状断口
7、缩孔残余断口
8、白点断口
9、气泡断口
10、内裂断口
11、非金属夹杂物和夹渣断口
12、异金属夹杂物断口
13、黑脆断口
14、石状断口
15、萘状断口
三、碳素钢和低合金钢断口组织及评定
1、纤维状断口
2、结晶状断口
3、发纹断口
4、裂缝断口
5、异金属夹杂断口
6、非金属夹杂及夹渣断口
7、气泡断口
8、缩孔残余断口
练习题：
（1）断口检验的定义？
第四节钢材塔形发纹酸浸检验方法
一、试样制备
二、发纹的显示
三、发纹的检验和结果评定练习题：
（1）发纹检验项目包括那些？
第五节硫印试验
第四章金相检验
第一节金相试样的制备
一、取样和镶样
二、试样的研磨
（1）机械抛光
（2）化学抛光
（3）电解抛光
三、金相组织显示练习题;
（1）细磨的目的，要求？
（2）浸蚀步骤？
第二节金相显微结构
一、金像显微镜的基本原理
二、显微镜的鉴别率、景深和像差
1、显微镜的鉴别率
2、景深
三、金相显微镜的构造
1、照明系统
2、光学系统
3、机械系统
四、显微镜的使用
五、测微目镜的校正
金像摄影与暗室操作
第三节
一、金像摄影装置
二、底片的选择
（1）感色性
（2）感光速度
（3）分辨率
（4）伸缩性
（5）反差性
三、显微摄影技术要点
1、对试样的要求
2、目镜和物镜的选择
3、底片的曝光
四、暗室操作技术
1、显影
（1）显影液
（2）显影操作
2
、定影
（1）定影液
2）定影操作
3、印相与放大
（1）相纸选择
（2）印相操作
（3）放大
第四节脱碳层深度测定
使用金相法时，脱碳层判定的根据：
（1）全脱碳层
（2）部分脱碳层
（3）总脱碳层
使用金相法测定脱碳层深度提出几点注意事项：
（1）试样的抛光面应为横截面，并必须垂直于钢材表面。
（2）取样时要注意到容易发生脱碳的部位。
（3）GB／T224—1987方法标准中规定，对每一试样，在最深均匀脱碳区的一个显微镜市场内，随即进行最少五次测量，取平均值作为总脱碳层深度。
（4）小试样要检测整个周边；对于大试样，为保证取样具有代表性，可截取试样同一截面的几个部分，以保证检测周长不小于35mm.
（5）试样的腐蚀，可以较检验一般金相组织时深一些。
（6）测定脱碳层，一般是在100倍金相显微镜下进行的，必要时也可选用其他倍数。
第五节晶粒度检验
一、奥氏体晶粒显示的方法
1、渗碳法
2、氧化法3、网状铁素体法
4、网状渗碳体法5、网状珠光体法
6、晶粒边界腐蚀法
二、晶粒度的测定
1、比较法
2、面积法
3、截点法
第六节钢中非金属夹杂物的检验
一、钢中非金属夹杂物的种类和特征
（1）外来夹杂物
（2）内生夹杂物
二、夹杂的金相鉴定方法
（1）制备试样
（2）明场观察
（3）暗场观察
（4）偏光观察
三、夹杂物的评级
第七节钢中化学成分偏析的检验
一、亚共析钢的带状组织
1、概述
2、评级原则
二、工具钢的碳化物不均匀度
1、概述
2、评级原则
三、网状碳化物
1、概述
2、评级原则
A碳素工具钢
B合金工具钢
C铬轴承钢
四、球化组织
1、概述
2、评级原则
A碳素工具钢球化组织
B合金工具钢球化组织
五、带状碳化物
1、概述
2、评级原则
六、碳化物液析
1、概述
2、评级原则
七、石墨碳
1、概述
2、评级原则
八a—相
1、概述
2、试样制定和a-相的显示
3、a-相的测定和评级
第五章力学性能检验
第一节硬度试验
一、布氏硬度
二、洛氏硬度
三、维氏硬度
四、显微硬度
五、肖氏硬度
六、里氏硬度
（1）D型冲击装置
（2）DC型冲击装置
（3）D+15型冲击装置
（4）C型冲击装置
（5）G型冲击装置
（6）E型冲击装置
第二节拉伸试验
一、拉伸试样的制备
1、取样部位
2、拉伸试样
（1）棒材试样
（2）板材试样
二、钢材硬度指标
1、规定非比例伸长应力2、规定总伸长应力
3、规定残余伸长应力
4、屈服点
5、抗拉强度
三、钢材塑性指标
1、伸长率
2、断面收缩率
四、强度和塑性的测定
1、规定非比例伸长应力的测定
2、规定总伸长应力的测定
3、规定残余伸长应力的测定
4、屈服点、上屈服点、下屈服点的测定
（1）图解法
（2）指针法
5、抗拉强度的测定
6、伸长率的测定
（1）屈服点伸长率的测定
（2）最大力下的总伸长率和最大力下的非比例伸长率的测定。
1）直测法
2）移位法
7、断面收缩率的测定
第三节金属高温拉伸试验
一、高温短时拉伸试验
1、试样
2、试样加热和温度测量
3、性能测定
二、高温蠕变试验
（一）蠕变速度
（二）蠕变强度
（三）蠕变试验方法
1、试样
2、试样设备
3、试样操作
三、高温持久强度试验
（一）试样和试验方法
1、试样
2、试样方法
（二）持久强度的评定
（1）由金属材料的检验规程规定，给出其材料的试验温度和应力
（2）持久强度极限。
（三）持久强度性能指标表示方法
1、持久强度极限
2、持久断后伸长率
3、持久断面收缩率
第四节冲击试验
一、冲击试样
二、室温冲击试验
三、低温冲击试验
四、高温冲击试验
五、多次冲击试验
工艺性能检验
钢的淬透性试验
焊接性能试验
第六章
第一节
一、工具钢淬透性试验方法
二、钢的末端淬火试验
第二节
一、钢的抗裂倾向试验方法
1、Y形坡口对接裂缝试验
（1）试样
（2）试验方法
（3）结果评定
2、刚性固定对接裂缝试验
（1）试样
（2）试验方法
（3）检查结果
3、十字形接头裂缝试验
（1）试样
（2）试验方法
（3）检查
、焊接接头试验方法
1、试样
2、试验方法
3、结果评定
（1）试样的抗拉强度
（2）弯曲试样
（3）试样的冲击
（4）宏观金相检验标准
（5）微观金相检验的合格标准
第三节金属切削性能试验
一、试样要求
二、试验方法
三、结果评定
第四节磨损试验
一、试样要求
二、试验方法
三、磨损值的测定
第五节金属弯曲试验
一、试样要求
二、试验方法
三、结果评定
第六节金属反复弯曲试验
、试样要求
二、试验方法
第七节金属线材反复弯曲试验
三、结果评定
一、试样要求
二、试验方法
三、结果评定
第八节金属线材扭转试验
一、试样要求
二、试验方法
三、结果评定
第九节金属线材缠绕试验
一、试样要求
二、试验方法
（1）自身缠绕
（2）芯棒缠绕
（3）缠绕松解
（4）缠绕、松解再缠绕
（5）缠绕拉伸
三、结果评定
第十节金属项锻试验
、试样要求
、冷顶锻试验
、热顶锻试验
四、结果评定
第十一节金属杯突试验
一、试样要求
二、试验方法
三、结果评定
第十二节金属管材工艺性能试验
一、金属管液压试验
1、试样要求
2、试验方法
3、结果评定
二、金属管扩口试验
1、试样要求
2、试验方法
3、结果评定
三、金属管缩口试验
1、试样要求
2、试验方法
3、结果评定
四、金属管弯曲试验
1、试样要求
2试验方法
3、结果评定
五、金属管卷边试验
1、试样要求2、试验方法
3、结果评定
六、金属管压扁试验
1、试样要求
2、试验方法
3、结果评定
物理性能检验
密度测定
第七章
第一节
一、密度的测定公式
二、高精度密度测量公式
三、密度测量方法
膨胀系数测定
第二节
一、概述
二、膨胀系数的测量方法
（一）简易机械式膨胀仪
（二）光学热膨胀仪
1、普通光学膨胀仪
2、示差光学膨胀仪
三、膨胀分析法的应用1、钢在加热及冷却过程中临界点的测定2、测定钢的过冷奥氏体等温转变曲线
电阻率测定
第三节
热分析法
热点势测定
一、概述
二、电阻率的测定
（一）伏安法
（二）电位差计法
（三）电桥法1、单电桥法
2、双电桥法
三、电阻分析法的应用
（一）淬火钢回火时组织转变分析
（二）过冷奥氏体分解的研究
第四节
一、热分析简介
二、热分析法的应用1、绘制合金状态图2、临界点热效应的测定
3、马氏体转变点Ms的测定
4、等温转变曲线的测定
5、连续冷却转变曲线的测定
第五节
一、金属的热电现象
（一）塞贝克效应
（二）珀尔贴效应
（三）塞贝克效应的物理意义
三、热电势的测定
1、电位差计算
2、示差测量法
四、利用热电势分析马氏体分解
第六节磁性能测定
一、基本概念
（一）磁场和磁感应强度
（二）磁介质和磁导率
（三）顺磁质、抗磁质和铁磁质
（四）磁场强度
（五）磁化强度和磁化率
（六）磁化曲线和磁滞回线
二、磁性能测定方法
（一）直流冲击测定法
（二）铁心损耗及交流磁感应测定法
（三）弱磁材料磁化率及磁导率测定法
（四）电工钢片中频磁性能测定法
（五）热磁仪测量法
（六）感应式热磁仪法
第八章钢的化学性能检验
第一节晶间腐蚀试验
一、晶间腐蚀
1、奥氏体不锈钢的晶间腐蚀
2、铁素体不锈钢的晶间腐蚀
二、晶间腐蚀试验方法
1、草酸电解浸蚀试验
（1）试验溶液
（2）试验程序
（3）试验结果评定
2、铜屑、硫酸铜和硫酸沸腾试验（T法）
（1）试验溶液
（2）试验程序
（3）结果评定
第二节抗氧化性能试验
一、试样
二、试验方法
三、结果评定
第三节大气腐蚀试验
一、大气暴露腐蚀试验
（一）试样要求
（二）试验方法
（三）结果评定
二、大气加速腐蚀试验
（一）试样要求
（二）试验方法
第四节全浸、间浸腐蚀试验
、试样要求二、试验方法
三、结果评定
无损检验
超声波深伤
第九章第一节一、超声波及获得方法二、超声波的基本性质
（一）超声波的频率与波长
（二）超声波的波型
1、纵波
2、横波
3、表面波
4、板波
（四）超声波的反射率和折射率
（五）超声波的直线性与指向性
（六）超声波的绕射与干涉
（七）超声波的衰减与吸收
三、超声波探伤原理
四、超声波探伤方法
（一）穿透法和脉冲反射法
（1）垂直探伤法
（2）斜角探伤法
3）表面波探伤法
4）板波探伤法
（二）直接接触法与液浸法
（1）直接接触法
（2）液浸法
五、超声波探伤在钢材质量检验中的应用
（一）低倍组织超声波预检
（二）碳素钢拉伸试验无损预检法
（三）板材超声波检测
六、超声波探伤设备
（一）超声波探伤仪
1、按超声波的连续性分类
（1）脉冲波探伤仪
（2）连续波探伤仪
（3）调频波探伤仪
2、按照缺陷显示方式分类
（1）A型显示探伤仪
（2）B型显示探伤仪
（3）C型显示探伤仪
3、按超声波的通道分类
（1）单通道探伤仪
（2）多通道探伤仪
（二）探头
1）直探头
2）斜探头
3）双晶探头
4）水晶探头
三）试块
第二节
磁力探伤
一、磁力探伤原理
二、磁力探伤方法
（一）工件磁化方法
（二）磁粉、磁悬浮液
（三）检验方法
三、退磁方法
四、结果评定
（1）裂缝状磁痕
（2）独立分散状缺陷磁痕
（3）连续状缺陷磁痕
（4）分散装缺陷磁痕
第三节
射线探伤
、射线探伤原理
、射线探伤设备
一）X射线探伤设备
（二）r射线探伤设备
、射线检验方法
一）照相法
二）荧光显示法
三）电视观察法
四）电离
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