用格栅法测CPR1000不锈钢泵壳中的铁素体含量

乙继海

(中国第一重型机械股份公司铸锻钢事业部，黑龙江161042)

随着我国核电事业的不断发展，各项检验工艺规程也在不断完善。我们根据AFNOR标准NF A05-165编写了新的CPR1000水压试验不锈钢泵壳组织铁素体含量金相检验工艺规程，并通过了东方阿海珐不锈钢主泵泵壳的制造资质及国家核安全局的认可。

1 格栅法检验的原理

根据铁素体的含量范围，选用不同规格的格栅片。根据铁素体分布的规律，将格栅片按要求放在显微组织剖面上。对落在铁素体上的格栅点进行统计，再根据公式计算出铁素体的含量。

2 格栅法检验的要点

在新的工艺规程中，采用格栅法测定铁素体含量。我们从国外订购了4组正方形格栅片及显微镜附件，专门用于研究制订CPR1000主泵泵壳铁素体含量检验规程。格栅法检测的要点是：

(1)铁素体含量应由在零件加工表面或试样上所进行的一组若干次测量的平均值来确定。对于试样，如果可能，应在两个相互垂直的平面上进行测量。

(2)本方法应按AFNOR标准NF A05-165进行，所用放大倍数在(300～800)倍之间。选择的放大倍数应使铁素体相中的平均切割段近似等于晶格间距的一半。并且放大率应该尽可能的高，以避免格栅毗邻的两个点属于相同的粒子。

(3)将试样置于金相显微镜明场下观察，可以选用较低的放大倍率全面观察整个检验面，以便选取整个面上铁素体含量的视场。检测时，观测场数目取决于希望得到的测量偏差和体积尺寸的大小。为了保证得到一个可以接受的统计值，相对精度应为10%。在沿垂直平面所切割的两个截面上用草酸浸泡后进行测量。每个平面上的观察区域数量最少为30 个。在试样表面上将区域进行有规律的分配，确定观测场的间隔，它们不能有区域的重叠。铁素体不均匀时，沿水平和垂直方向进行测量，取平均值作为该试样平均格栅。当铁素体在视场内呈明显的方向性分布时，将格栅与此方向成45°角进行测量即可。

(4)可使用格栅点总数目PT=25，将其覆盖在待测图像上。数出落在每个观测点α相上的格栅点数Pi。每一个观测点的格栅点数与格栅点的总数目的百分比为c，求出体积百分数为VV。对每个观测场，都要在成分中标出点(pi)的数目。任何低于成分界限的点，都应该被算为1/2点。为了尽量缩小偏差，将我们不能判定在内部还是外部的所有可疑点都考虑为1/2。

3 格栅法检验实例

(1)取样部位、数量应满足产品标准或技术条件规定的要求。

(2)试样应在冷状态下用机械方法切取，无过热，检验面为15 mm×15 mm。

(3)抛光好的试样无划痕、锈蚀及斑点，检验面确定无误后，进行检验。

(4)用10%铬酸水溶液，电解腐蚀或其他方法腐蚀试样。

(5)被测试样的铁素体含量在10%～20%范围内。格栅点总数目PT=25，观测点数目n=30，放大倍率为400倍，观测结果见表1。

(6)计算结果

表1 观测结果Table 1 The observations results

对于每个观测点，根据式(1)来计算成分PP(i)里包含点的比例：

(1)

(2)

根据式(3)计算与算术平均值有关的标准偏差σ：

(3)

根据式(4)计算体积分数VV：

(4)

式(4)中，C.1为95%概率的置信区间。

将表1观测结果代入公式中计算可得：

4 结语

格栅法检测铁素体含量的特点是测量偏差小，铁素体含量平均值稳定，可用于铸件、锻件、焊接件等不锈钢产品。对在每个平面上得到的置信区间都应进行计算。如果两个置信区间彼此重叠，则其铁素体含量的平均值和置信区间应根据两组值进行确定，否则应记录两个方向的铁素体含量和置信区间。在新工艺规程中，采用格栅法测定铁素体含量，应按AFNOR标准NF A05-165进行。国内现使用的标准评级图比较法、金相割线法存在精确度低、误差大等缺陷，很难精确定量。从金相检验实例看，采用格栅法检验CPR1000不锈钢泵壳铁素体含量，各项参数满足技术要求。