Макро- и микроструктура являются важными качественными характеристиками металла, существенно влияющими на различные свойства стали.

Контроль качества металла

Отдельные качественные характеристики (макроструктура и неметаллические включения) могут оцениваться в заготовке или в сорте, или дважды с целью предварительной оценки металла в заготовке с последующим дифференцированным назначением металла для передела на сорт.

Количество и место отбора контрольных проб определяются требованиями стандартов, технических условий или заводскими инструкциями.
Макроструктура конструкционной стали контролируется в пробах А и Н одного слитка последнего сифона или в пробах А одного слитка первого и последнего сифонов плавки. Обычно пробы отбираются от заготовки или крупного сорта, где сохраняется еще политерная клеймовка проката. Пробы проката из круга или квадрата сечением более 140 мм предварительно перековываются на сечение 100x100 мм и от последнего отбираются контрольные пробы. Такая операция существенно снижает трудоемкость изготовления макрошлифов.
Пробы конструкционной стали, отобранные от горячего проката (на пилах, ножницах, прессах, станках абразивной резки), проходят замедленное охлаждение подобно прокату во избежание образования флокенов. При порезке проб недопустимо сильное охлаждение их водой, чтобы не получить ложные дефекты.

Непрерывно-литые заготовки, как правило, имеют большую стабильность механических свойств. Металл электрорафинирующих переплавов, в частности ЭШП и ВДП, обладает более высокими и стабильными механическими свойствами. Это объясняется высокой чистотой стали по содержанию газов, неметаллических включений и вредных примесей, а также более плотной и однородной макроструктурой, минимальной ликвацией. В металле ЭШП и ВДП по сравнению с металлом открытой дуговой выплавки (ОДВ) намного ниже анизотропность свойств.
Сталь 18Х2Н4ВА электрошлакового переплава по сравнению с обычной имеет пониженную склонность к обратимой и необратимой отпускной хрупкости и более высокую ударную вязкость как за счет увеличения работы развития трещины, так и за счет повышения работы зарождения трещины. Металл электрорафинирующих переплавов имеет более высокие показатели выносливости, в частности, предела выносливости при обычной (многоцикловой) усталости или долговечности (циклы до разрушения), при малоцикловой, контактной и некоторых других видах усталости.

Механические свойства контролируются практически во всех конструкционных сталях. Для механических испытаний отбираются пробы, заготовки и образцы по ГОСТ 7564-73. Как правило, отбираются пробы металла, прошедшего все стадии деформации и термической обработки. С целью ускорения аттестации металла допускается, в виде исключения, отбор проб металла до термической обработки при условии, что необходимая термическая обработка будет произведена в лаборатории. В этом случае однозначность результатов, испытаний должна быть подтверждена заводскими сравнительными исследованиями. Поэтому термообработка металла для механических испытаний может проводиться по двум методическим вариантам: термическая обработка (обычно закалка и отпуск) заготовки и термическая обработка проб.

Мелкие дефекты, допускаемые по НТД, влияют, в ряде случаев, незначительно на качественные показатели металла. К таким дефектам можно отнести небольшое развитие центральной пористости, некоторые виды ликвации, мелкие дефекты поверхности, незначительную степень обезуглероживания и т. п. Однако в определенных эксплуатационных условиях и мелкие дефекты могут существенно влиять на служебные свойства изделий. Поэтому дальнейшее улучшение эксплуатационных свойств металла непосредственно связано с полным исключением наиболее опасных и сведением к минимуму менее опасных (мелких) дефектов.

Высокие качественные показатели металла обеспечиваются необходимым уровнем разработки и исполнения технологии, которая не допускает появления дефектов. В свою очередь, для изучения качества металла должны быть разработаны и применены такие методы контроля, которые своевременно и с высокой степенью надежности отбраковали бы металл с дефектами. Это особенно важно для металлопродукции, которая идет на изделия, использующие максимальные свойства металла и эксплуатируемые в тяжелых условиях. Металлопродукция для таких изделий должна проходить 100 %-ный контроль еще на стадии производства металла в условиях металлургического завода, что могут обеспечить только неразрушающие методы контроля.

Неразрушающие методы контроля основаны на изучении изменений физических характеристик металла, что позволяет обнаружить нарушения однородности структуры металла, выходящие за допустимые пределы. При распространении дефекта по всему объему или по всей длине изделия проводится сравнение с эталонным изделием, имеющим высокие качественные показатели.

В отечественной и зарубежной практике неразрушающий контроль (дефектоскопия) проводится различными методами, основанными на измерении изменений распространения проникающих излучений (электромагнитных и упругих колебаний различной частоты), электрических и магнитных полей в материалах, а также капиллярности, свето- и цветоконтрастности.

Счетчик