GB/T 18876.3-2008 应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的标准试验方法 第3部分：钢中碳化物级别的图像分析与体视学测定

ICS77．040．01

H24

囝园

中华人民共和国国家标准

18876．3—2008

GB／T

应用自动图像分析测定钢和其他金属中

金相组织、夹杂物含量

和级别的标准试验方法

第3部分：钢中碳化物级别的

图像分析与体视学测定

Standardfortheconstituentandinclusion

practicedeterminingmetallographical

ofsteelsandothermetalsautomatic

contentanalysis--

byimage

Partthecarbidesinsteelsautomatic

3：Determiningratingbyimageanalysis

and

stereology

2008—1

2008—05-13发布1—01实施

车瞀粥紫瓣警矬瞥霎发布中国国家标准化管理委员会促1”

18876．3—2008

GB／T

刖置

GB／T18876((应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的标准试验方

法》分为如下三部分：

——第1部分：钢和其他金属中夹杂物或第二相组织含量的图像分析与体视学测定；

——第2部分：钢中夹杂物级别的图像分析与体视学测定；

——第3部分：钢中碳化物级别的图像分析与体视学测定。

本部分为GB／T18876的第3部分。

本部分的附录A为规范性附录。

本部分由中国钢铁工业协会提出。

本部分由全国钢标准化技术委员会归口。

本部分起草单位：湖北新冶钢有限公司、北京科技大学、冶金工业信息标准研究院。

本部分参加起草单位：首都钢铁公司、武汉钢铁集团公司、黄石理工学院、东北特殊钢集团公司。

本部分主要起草人：赵咏秋、邵鹏星、刘国权、栾燕、李德胜、周立新。

本部分参加起草人：王社教、尹立新、陈长西、刘继雄、刘胜国、何安敏。

18876．3—2008

GB／T

引言

GB／T18876的本部分描述了钢中碳化物级别的自动图像定量测量方法，适用于按我国标准

GB／T18254--2002进行评级的高碳铬轴承钢中碳化物液析、碳化物带状级别的自动评定。本方法也适

用于按ISO

1520

大于5％的工具钢和轴承钢和按SEP1998进行评级的含碳量(质量分数)约为0．1％～1．2％、合

金元素总含量(质量分数)为5％的特殊钢中碳化物带状级别的自动评定。在有特殊协议的情况下也可

用于其他钢种。

Ⅱ

18876．3—2008

GB／T

应用自动图像分析测定钢和其他金属中

金相组织、夹杂物含量

和级别的标准试验方法

第3部分：钢中碳化物级别的

图像分析与体视学测定

1范围

18254--2002技术标准对铬轴承钢中碳化物液析、碳化物

GB／T18876的本部分规定了依据GB／T

5949：1983对工具钢、轴承

带状的级别进行的自动图像分析测定的各种步骤。同时也描述了应用ISO

钢中碳化物带状级别和按SEP1520--1998对特殊钢中碳化物带状级别进行自动图像测定的方法。

1．1本部分不涉及珠光体、碳化物网状的测定。

1．2本部分仅作为推荐的试验方法，不对任何钢或其他金属的验收合格级别进行规定。

1．3本部分对与应用有关的安全事项并未说明。用户有责任建立正确的安全与健康条例，并在应用本

部分前确定条例规定的适用性。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有

的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。

GB／T18254--2002高碳铬轴承钢

GB／T13298金属显微组织检验方法

GB／T18876．1应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的标准试验

方法第1部分：钢和其他金属中夹杂物或第二相组织含量的图像分析与体视学测定

GB／T18876．2应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的标准试验

方法第2部分：钢中夹杂物级别的图像分析与体视学测定

IsO

5949：1983工具钢和轴承钢用标准图谱评定碳化物分布的显微方法

1520

SEP1998钢中碳化物图谱系列显微检验法

3术语和定义

18876的本部分。

GB／T18876．1和GB／T18876．2确立的以及下列术语和定义适用于GB／T

3．1

碳化物带状

钢在凝固过程中形成的结晶偏析，在热加工过程中形成的或被延伸的与热加工方向平行的碳化物

的富集带。

3．2

碳化物液析

钢在凝固过程中，液相中碳及合金元素富集而产生的亚稳态莱氏体共晶，在热加工过程中时延轧制

方向分布。

注：一般认为是属于三角晶系的碳化物。

1

18876．3—2008

GB／T

4符号

i。——一个视场里条状碳化物液析按总长度计算的级别。

iPBA——一个视场里条状碳化物液析按面积百分数计算的级别。

i。——一个视场里链状碳化物液析按总长度计算的级别。

i。n——一个视场里链状碳化物液析按面积百分数计算的级别。

iz——一个视场里碳化物带状按面积百分数计算的级别。

{moy——被测特征物的平均级别。

A——一个视场里碳化物液析或带状的面积百分数。

L——一个视场里某一类碳化物的总长度。

Ⅳ——能测到特征物的视场数，或试样数。

i。——一个试样中某一类碳化物的级别总量。

5试验方法概述

将碳化物液析和碳化物带状的金相试样制备好后，放在高质量的金相显微镜下观察。用合适的图

mm

像采集系统摄取明场图像后传送到图像分析仪显示屏。选择测试视场为显微测试框实际直径0．80

的圆形框(放大到100倍时直径为80mm的圆形框)，碳化物液析和碳化物带状均选择放大100倍进行

铡试。通过比较组织与基体之间的灰度差来完成组织的鉴别和检测，通过测量的各参数值计算各视场

上各类组织的级别在移到下一个相邻视场之前对其进行分类和评估，以此类推直到覆盖160mm2的总

检测面积。

6意义和用途

6．1本部分规定了钢中碳化物液析、碳化物带状级别的自动图像分析程序以及测定值的表述指南。

6．2制定本部分的目的是提供各钢种中各类碳化物级别以整数级或半级数据递增的自动定量评定方

法，也可记录具有小数数据的连续级别值，或两者都包括。该试验方法也可通过生产商与购买商之间的

协议修改成为仅记录在一定级别水平之上的碳化物。但是，应用中应以供求双方的协议为依据。

6．3该方法也可以确定各种类型碳化物最严重级别，或记载最严重级别的视场数。也可依据用户需要

记载统计级别数据。这些修改的试验报告必须通过供求双方协商决定。

6．4除按GB／T18254--2002评级外，其他基础体视学测量(例如：碳化物的体积分数、单位面积内碳

化物的计数、间距等)可以单独测定，如果需要增加信息，可以添加到试验报告里去。然而，本部分不描

述这些参数的测量。

6．5本部分不涉及碳化物成分。可以采用其他分析方法(如电子探针、能谱仪等)确定碳化物成分。

7装置

7．1一台高质量的正置式或倒置式金相显微镜，并配备合适的低倍明场物镜和手动或自动载物台，用

于碳化物成像。

7，2要求带有高灵敏度图像采集装置的自动图像分析仪在较低的倍率下可以对碳化物颗粒进行分离。

7．2．1图像分析仪应该能够区分链状、条状碳化物液析和碳化物带状，并具备一定图像处理功能以便

测量链状碳化物每个视场的总长度和碳化物带状的视场面积百分数。能够通过一定程序识别和删除人

为缺陷。

7．2．2图像分析仪必须配备有足够存贮能力的计算机，具有级别评定功能，能在计算级别之后存储被

测量的视场数目和碳化物类型。

7，3必须控制试验设备所处的环境。计算机设备必须控制环境温度和湿度。空气必须相对清洁。分

析过程中试样表面存留灰尘会影响评定结果。

2

18876．3—2008

GB／T

8取样

8．15949：1983或

取样方法和取样数量按产品标准规定执行，也可根据合同或协议选择按ISO

SEP

1520一1998标准执行。

8．2要将抛光表面的宽度方向与热加工轴线平行。试验试样不能在改变了碳化物真实方向或大小的

剪切区切取。所取试样必须对该批材料具有代表性。碳化物不均匀性检验一般与夹杂物检验共料。

9试样制备

9．1轴承钢碳化物带状的检验一般与夹杂物检验共料，经淬火的试样磨制前必须经回火处理，一般应

符合产品标准的规定。奥氏体化温度、保温时间应依据试样截面尺寸、大小而定，并足以保证该试样完

rain。

全奥氏体化。试样热处理制度一般按产品标准执行，推荐每毫米厚度(或直径)保温时间为1．5

9．2试样制备按GB／T13298标准规定执行。必须小心控制金相试样的制备过程使之达到适合图像

分析仪要求的表面质量。抛光过程必须使金相抛光表面无人为缺陷、外来物质或划痕。必须避免因产

生过多的浮凸、凹坑、脱落和拖尾而改变碳化物的真实形貌。研磨后必须认真清洗干净。在有特殊协议

的情况下，也可采用电解抛光，推荐使用自动磨料抛光机。

9．3检验碳化物液析和碳化物带状的试样经磨制抛光后，用4％硝酸酒精溶液浸蚀呈深灰色后用水冲

洗并立即用酒精清洗吹干，注意腐蚀颜色深浅合适并保持一致。要求显示碳化物颗粒清晰，保持试样表

面干燥无灰尘或水迹。

10校准与标准化

10．1载物台的测微尺和量尺应经国家认可的计量中心(或计量标准实验室)校准。通常按制造厂建议

的程序用载物台的测微尺和量尺测定系统的放大倍率并对其进行校准。例如，将量尺与测微尺在监视

器上的放大像重叠，用量尺测量测微尺上两个定点之间的表观(tt大)距离。放大距离除以真实距离就

确定了屏幕的放大倍率。通过监视器上已知的一个水平或垂直尺寸的像素点数量来确定像素点的尺

寸。将监视器上显示的已知长度的标尺或标记除以像素的数耳来确定不同放大倍率下的像素尺寸。并

非所有测量系统都使用方型像素。可以在水平和垂直两个方向确定像素尺寸。并非所有测量系统都使

用方型像素。非方型像素的校正方法请查阅相关指南手船。

10．2按照制造厂的建议调节显微镜光源，并正确设定图像采集系统的照度水平。

10．3对于带有256灰度等级的现代图像分析仪，亮度要按10．2所述进行设定，通常采用测定各种碳

化物的灰度反射直方图来辅助确定正确临界设定值。临界值数据并不是绝对的，它们会随钢种、碳化物

种类和图像仪的不同而变化。区分碳化物的门槛值设定之后，使用闪变方法在数个视场的活图像和检

测的图像之间将逻辑开关前后切换，以确保设定值的正确性。在碳化物带状的颗粒大小较悬殊的情况

下，灰度门槛值不能同时反映不同大小的碳化物的正确尺寸，此时，灰度门槛值的选择应以保证较大颗

粒碳化物不致扩大为原则，较小颗粒碳化物以不予检测的方式排除干扰。

11步骤

11．1将试样放在显微镜载物台上并使试样表面