国家标准 GB/T39077一2020 经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢中有害相的检测方法 Testmethodsfordeteetingdetrimentalphasesinleanduple% austenitic-ferriticstainlesssteels 2020-09-29发布 2021-04-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花管理委员会国家标准
GB/39077一2020 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由钢铁工业协会提出本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/Tc183)归口本标准起草单位:科学院金属研究所,冶金工业信息标准研究院、永兴特种材料科技股份有限公司、江苏武进不锈股份有限公司、石化工程建设有限公司本标准主要起草人:盖秀颖、架燕、王志楠、张重远、王心禾,吴明华、程健、王金光、杨飞雪、高金柱、于佳音、高江君
GB/39077一2020 经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢中有害相的检测方法范围本标准规定了三种经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢中有害相的检测方法,分别为显微组织检验法、夏比冲击试验法和氧化铁腐蚀试验法本标准适用于经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢在生产、制造过程(如热处理或焊接)中或长期在一定温度下使用析出有害相的检验,不适用于其他原因导致的经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢韧性和耐蚀性降低的状况本标准主要适用的产品牌号参见附录" A 规范性引用标准下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法 GB/T2650焊接接头冲击试验方法 GB/T13298金属显微组织检验方法 GB/T17897金属和合金的腐蚀不锈钢三氯化铁点腐蚀试验方法 GB/T30067金相学术语术语和定义 GB/T30067界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢leanduplexaustenitic-ferriticstainlesssteels -种低成本的奥氏体-铁素体双相不锈钢,其铁素体含量在35%一65%,典型成分为低碳、低钼 Mo2%、高铬(Cr>17%),并添加镍、猛、氮合金元素注，经济型双相不锈钢具有优良韧性,焊接性能、高强度和耐氯化物应力腐蚀 3.2 有害相detrimentalphases 经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢在一定温度下形成的氮化物(CE,N)碳化物(CreC)、X相以及少量的口相等 3.3 ofthedetrimemtalphases 有害相的相界百分含量 h0undarypercentagecontent 有害相的相界面积占总相界面积的百分含量注:P值反映了有害相在相界上的析出程度,直接影响双相不锈钢的韧性和耐蚀性能 3.4 耐点蚀当量pittingresistanceequivalentnumber PREN 综合表征不锈钢耐腐蚀性能的参数,与化学成分有关,用%质量分数)表示
GB/T39077一2020 注:PREN=%Cr十3.3%Mo十16%N 3.5 20Cr型A组20CrtypegroupA 耐点蚀当量PREN在24.0一28.0之间的经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢 3.6 20cr型B组20CrypegroupB 耐点蚀当量PREN在28.030.0之间的经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢(以下简称双相不锈钢) 取样通则 4.1取样位置和数量应按产品标准或供需双方的协议进行如产品标准或协议没有规定,推荐按表1 的规定进行表1试样的取样方向和取样位置取样位置适用产品试样尺寸/mm 试验方法检验方向显微组织检验法横向全壁厚钢板带然沿长度方类无缝钢管、全截面夏比冲击试验法横向厚度的二分之向取样管道和附件横向氧化铁腐蚀试验法全壁厚显微组织检验法横向全壁厚沿长度方焊管及附件全截面夏比冲击试验法横向厚度的二分之向取样全壁厚氯化铁腐蚀试验法横向显微组织检验法横向表面至心部外径或截面厚度夏比冲击试验法纵向厚度的二分之二50 氧化铁腐蚀试验法横向表面至心部沿长度方棒材和锻件向取样显微组织检验法横向表面至心部外径或截面厚度夏比冲击试验法纵向厚度四分之 50 氯化铁腐蚀试验法横向表面至心部显微组织检验法任意方向截面厚度夏比冲击试验法长度方向厚度二分之一 50 叙化铁腐蚀试验法任意方向铸件随炉试件显微组织检验法任意方向截而厚度夏比冲击试验法沿中心的长度方向厚度的中心区域 >50 任意方向氧化铁腐蚀试验法 4.2试样截取应避免对组织产生影响,取样方法应按GB/T13298规定进行如果需要使用气割,应确保检验部位不受热试验方法 5 5.1通则 5.1.1评价双相不锈钢中有害相的试验方法主要有以下三种
GB/39077一2020 显微组织检验法:用于检测双相不锈钢中有害相的存在及其析出量的评定方法 a b 夏比冲击试验法;用于检测双相不锈钢中有害相的存在及其对冲击性能的影响氯化铁腐蚀试验法:用于检测双相不锈钢中有害相的存在及其对耐蚀性能的影响 c 5.1.2三种试验方法只是用来检测有害相的存在及其对双相不锈钢冲击性能和耐蚀性能的影响,不能具体确定有害相的具体结构显微组织检验方法适用于各种场合和各种形状的样品,尤其适用于特殊型材和在役部件性能的评价 5.2显微组织检验法 5.2.1试样制备试样的检验面应不小于400mm 试样的制备、浸蚀应按GB/T13298的规定进行试样宜采用电解浸蚀,推荐的浸蚀剂和电解参数见表2 5.2.2放大倍数放大倍数为500倍,必要时可结合1000倍评定表2电解浸蚀试剂及电解参数序号浸蚀剂成分电解参数说明草般10g 电压;5V 适合观察有害相的分布位置水90ml 时间:30s 氢氧化钠10g 电压:l0V 适合观察有害相,同时铁索体被染色时间:20 水90mL 5.2.3检测方法 5.2.3.1 比较法 5.2.3.1.1在检验面上选取最严重的视场与附录B中的评级图比较,评定有害相的析出量有害相评级图谱分为I和两个系列 20Cr型A组选用I系列图谱,20Cr型B组选用系列图谱当有害相析出量介于两个评定图谱之间时,选择最接近的图谱评定 5.2.3.1.2对于焊接件,焊缝填充金属的化学成分与母材相同时,参照母材的耐点蚀当量对应的评级图进行评定;如果焊缝填充金属是双相不锈钢,但化学成分与母材不一致,应计算焊缝金属的耐点蚀当量选择与其对应的评级图进行评定;如果焊缝填充金属不是双相不锈钢,附录B不适用该类焊缝有害相析出量的评价 5.2.3.2定量计算法在检验面上随机选取五个视场测量,每个视场面积应不小于0.0065mm*,取其平均值作为测量结果有害相的相界百分含量P按式(1)计算浸蚀出的李晶界不参与计算,应扣除仲裁时应用定量计算法 S P ×100% S 式中: P 有害相的相界百分含量;
GB/T39077一2020 有害相的相界占视场总面积的百分比视场中总相界占视场总面积的百分比 5.3夏比冲击试验法 5.3.1试样制备 5.3.1.1试样制备按GB/T229的规定进行当产品形状不具备做全尺寸夏比冲击试样时,经供需双方同意,可取小尺寸冲击试样 5.3.1.2对于焊接结构或其他形状不一的产品,应特别注意V型缺口的位置焊接结构的V型口位置应符合GB/T2650规定进行 5.3.2试验设备与试验温度试验设备应符合GB/T229的规定,试验温度为室温(23C士5C). 5.3.3结果判定与复验 5.3.3.1除非产品标准或协议另有规定外,全尺寸冲击试验结果应符合表3的规定表3夏比冲击试验方法的验收标准" 类型适用牌号试验温度最小冲击吸收能量KV/J 03Cr21NilMoCuN 20Cr型A组 70 022Cr20Mn5NilN 23C士5 022Cr23Ni4MoCuN 20Cr型B组 >l00 022Cr23Ni3MoN 小尺寸试样的最小冲击吸收能量由供需双方协商确定 5.3.3.2 -组试样的平均值不应低于表3中的规定,但允许一个试样值低于表中的规定值,且不得低于相应规定值的70%,视为合格;如果一组试样试验结果的平均值低于表3的规定值,应加倍取样重复次试验,复验结果均高于规定值的下限,视为合格 5.3.3.3允许生产厂对冲击试验值不符合表3的双相不锈钢进行重新固溶处理,并重做试验 5.3.3.4有害相的相界百分含量与夏比冲击吸收能量有一定的对应关系,附录C举例说明了这种对应关系 5.4氯化铁腐蚀试验法 5.4.1概述由于焊接件试验的结果依赖于焊缝填充金属的化学成分,在测试前供需双方应对验收标准应达成 -致 5.4.2试样制备 5.4.2.1试样截取后,应通过打磨或机械加工的方式充分去除因高温产生影响的组织去除试样的尖角毛刺,确保试样边棱、尖角平滑过渡,所有样品表面均应光滑 5.4.2.2试样各表面粗糙度应保持一致，且Ra不低于0.8Mm 加工过程应冷却,以避免表面过热 5.4.2.3对于管件产品,内表面应保持原始表面,但切断面和外表面应均匀光滑,表面粗糙度Ra不低
GB/39077一2020 于0.84nm 5.4.2.4异型产品如钢筋等,由于实际形状的特殊原因,试样应保持原始表面,但切割面应均匀光滑,表面粗糙度Ra不低于0.8Am. 5.4.2.5试样的抛光表面不应采用硝酸、柠檬酸或磷酸等化学钝化剂处理,也不能采用硝酸、氢氟酸混合液或其他酸液酸洗处理 5.4.2.6试样应用水冲洗清洗干净,再用酒精或丙酮冲洗后吹干试样称重精度应不低于0.0001g 试验前,试样应放在干燥的器皿中保存 5.4.3试验装置及腐蚀溶液配制 5.4.3.1试验装置 5.4.3.1.11000ml玻璃烧杯或1000ml长形或锥形烧瓶或其他合适容器 5.4.3.1.2恒温水浴或盐浴槽 5.4.3.2腐蚀溶液配制 5.4.3.2.155.1g三氧化铁溶剂(FeCI6HO)和6.6g硝酸钠(NaNO))溶解在600ml燕僧水中质量接近5%的FeCl和1%的NaNO.),用玻璃纤维或滤纸过滤,除去未溶解的颗粒 5.4.3.2.2溶液体积不少于150ml或按每平方厘米试样表面20ml溶液进行计算,取其中较大者 5.4.4试验方法 5.4.4.1试验方法按GB/T17897的规定进行试验温度为25C士1C 5.4.4.2试验结束时,取出试样用软棕毛刷在自来水中将腐蚀物彻底清除,然后浸人丙酮或酒精中清洗再取出吹干如果腐蚀严重可用超声波清理 5.4.5试验结果 5.4.5.1测量试样尺寸并且计算裸露面的总面积,按式(2)计算腐蚀速率,表示单位时间内的平均腐蚀程度 -m2×1000 77 2 mdd一 S×t 式中: mdd -腐蚀速率,单位为毫克每平方分米夭[mg/dmd)]; 试验前试样的质量.单位为克(e) 77 试验后试样的质量,单位为克(g); 1？试样总面积,单位为平方分米(dm'); 试验时间,单位为天(d) 5.4.5.2试验结果的判定 5.4.5.2.1除非产品标准或协议另有规定,取3个试样的平均值作为测量结果测量结果应符合表4 的规定,允许一个试样的测量值低于表4的规定,但不得低于表4规定值的70% 5.4.5.2.2如果试样腐蚀率高于表4的规定值,则应在同一批双相不锈钢上截取双倍试样进行复验,其平均值不超过允许的最大值,复验视为合格
GB/T39077一2020 表4氯化铁腐蚀试验法的验收标准类型适用牌号试验温度最大腐蚀速率 03Cr21Mn5NilMoCuN 20Cr型A组 022Cr20Mn5Ni1N 25士1C 10mdd 022Cr23Ni4MoCuN 20Cr型B组 022Cr23Ni3MolMoN 5.4.5.2.3当试验温度高于25C士1C时,试样的腐蚀速率大于表4的允许值时,应在试验温度重新做如果符合表4的规定,则视为合格试验 5.4.5.2.4供方可将腐蚀试验不合格的双相不锈钢重新进行固溶处理,并重做试验试验报告 6.1试验报告应包括下列内容钢的牌号和炉号; a 取样部位; b 热处理状态 c 选用的试验方法; d e 试验结果表述; 本标准编号 D 6.2除6.1规定的内容以外,试验报告还应包括下列内容之选用显微组织检验法时,试验结果中至少应包括浸蚀方法、观察倍数,有害相的相界面积百分 a 含量及至少一张具有代表性的有害相显微组织照片; b 选用夏比冲击试验法时,试验结果中应包括试验温度和测得的冲击吸收能量值,并按照表3指定的验收标准判定试验结果合格与否; 选用氯化铁腐蚀试验法时,试验结果中应包括试验温度,试验持续的时间,测定试样的重量损失和腐蚀速率(用“mdd”表示) 根据腐蚀速率测量结果按照表4指定的验收标准判定试验结果合格与否对不合格的试样,应详细记录试样腐蚀区域的位置(如某个面,某边棱或两者都记录),并应记录其他不可预见的腐蚀行为
GB/39077一2020 录附 A 资料性附录经济型奥氏体-铁素体型双相不锈钢的牌号 A.1本标准给出了经济型奥氏体-铁素体型双相不锈钢的牌号及化学成分,见表A.1 表A.1经济型奥氏体-铁素体型双相不锈钢牌号及化学成分化学成分质量分数/% 牌号 P si C Mo Mn Ni 20Cr型A组 21.0~ 1.35 0.20~ 0.10 4.0 0.1l 03Cr21Mn5NilMoCuN S0.04 0,04 S0.03 1.0 6,0 22.0 1.7 0.8 0.25 0,80 4.6 19.5 1.0 0.05 022Cr20Mn5NilN 0,03 0,04 0.03 1,0 0.06 1.0 21.5 0.17 6.0 3.0 20Cr型B组 21.53.0~ 0,05~0,.05~0.05一 022Cr23Ni4MoCuN s0.,03 2.5 s0.04 0.03 <1.0 24.5 5.5 0.60 0.20 0.60 19.5 1.5 0,14 3.0 022Cr23Ni3MoN <1.0 S0.03 2.0 S0.03 S0,02 22.5 4.0 2.0 0.20 国内外牌号对照见表A.2. 表A.2国内外牌号对照表 ST 序号 Iso牌号 1牌" 牌号 IM5NIMcN S32101 03Cr21 1.4462 1.4482 S32001 022Cr20Mn5NiN 1.4362 S32304 022Cr23Ni4MoCuN 32003 022Cr23Ni3MoN
GB/T39077一2020 附录 B 规范性附录) 有害相的评级图显微组织的腐蚀程度与操作者的经验有较大关系经验丰富的操作人员能够很好地保证试验结 B.1 果的稳定性 B.2有害相的评价主要考虑有害相在相界上所占的百分比虽然铁素体相内也会有析出,但相界上析出的有害相对冲击性能影响更为明显,因此,定量计算时是以相界上有害相占相界的百分含量为主,忽略铁素体相内析出的有害相 B.3图B.1和图B.2为经济型奥氏体-铁素体型双相不锈钢中有害相的相界分割示意图 10 图B.1经济型奥氏体-铁素体型双相不锈钢中有害相(黑色相界)形貌图B.2二值分割后的析出有害相的相界(绿色相界)和未析出有害相的相界(红色相界
GB/39077一2020 B.4图B.3为I系列有害相的评级图，图B.4为系列有害相的评级图当P<2%,有害相极少或不存在 to0 10um 20m P2%,500× P2%.1000x a b 20m 10m P=10%,500× P=10%,1000× 图B.3有害相I系列评级图(20Cr型A组
GB/T39077?2020 20um 10um P=20%,500 f)P=20%,1000x 20um 10 m P=30%,500x h P=30%,1000 g ?B.3( 10
GB/39077?2020 20m m P=40%,500x P=40%,1000x 20 10 mm m k P=50%,500 D P=50%,1000x ?B.3( 11
GB/T39077?2020 20um 10um P=60%,500x P=60%,1000 m 20m 10m p O P=70%,500x P=70%,1000x ?B.3( 12
GB/39077一2020 20m 10m b P<2%,1000× P<2%,500× a 20 m 0m P=10%,500x d "=10%,1000x 图B.4有害相I系列评级图20Cr型B组 13
GB/T39077?2020 20m 10m P=20%.500x P=20%.1000 20um 10 m P=30%,500 P=30%,1000 g h ?B.4( 14
GB/39077?2020 20um 10m P=40%,500x j =40%,1000x 20m m k P=50%,500x P=50%,1000x ?B.4() 15
GB/T39077?2020 m 0m P=60%,500 P=60%,1000 m 20um 10m P=70%,500 P=70%,1000 0 ?B.4( 16
GB/39077一2020 附录 C 资料性附录有害相的相界百分含量与夏比冲击吸收能量对应关系示例 C.1图C,1为20Cr型A组中022CrMo5Ni1N板材(厚度10nmm)显微组织中存在的有害相有害相的相界百分含量尸为10%,对应的夏比冲击吸收能量KV，为70J 20um 图c.1022Cr\M05Ni1N板材(厚度10mm)中的有害相 C.2图C.2为20Cr型B组中022Cr23Ni4MoCuN板材厚度10mm)显微组织中存在的有害相有害相的相界百分含量尸为40%,对应的夏比冲击吸收能量kV 为100J 20pm 图c.2022Cr23Ni4MoCuIN板材厚度10mm)中的有害相 17

经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢中有害相的检测方法GB/T39077-2020

一、标准概述

GB/T39077-2020是我国钢铁行业常用的标准，主要适用于经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢中有害相的检测。该标准详细规定了有害相的定义、检测方法及要求等内容。

二、有害相的定义

经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢中的有害相包括沉淀相、尖晶石相、M23C6相等。这些相会严重影响钢材的性能，导致脆化、损伤等问题。

三、检测方法

GB/T39077-2020标准中，针对有害相的检测提出了多项具体措施。其中，采用金相显微镜进行观察和分析是最为常见的一种方法。此外，还可以采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜等高精度检测设备，对样品进行分析检测。

四、检测要求

根据GB/T39077-2020标准，有害相检测应当符合一定的要求。例如，应当保证检测设备的精度和可靠性，同时在样品制备、试验环境等方面也应当严格控制。

五、总结

GB/T39077-2020标准的发布，将有助于提高我国经济型奥氏体-铁素体双相不锈钢的生产质量和产品安全性。在实际应用中，我们需要严格按照标准要求选择、使用和检测这类不锈钢材料，并在生产过程中加强质量监控，确保产品质量达到规定标准。