DIN 50602-1985 优质钢非金属夹杂物显微检验及图谱(中文版)

金相检验方法

用图谱对特种钢非金属夹杂的显微试验

DIN 50602

目录

1 应用范围和目的 (1)

2 术语 (1)

3 方法标记 (1)

4 试验范围 (2)

5 取样和试样制备..............................................26 图谱表的结构和使用.. (2)

7 检验步骤 (4)

8 分析 (4)

9 试验报告 (5)

1 应用范围和目的

1.1 本标准规定了对特种钢以硫化物和氧化物形式存在的非金属夹杂的检验。对此采用低倍和显微检验方法。显微检验可在金属显微镜下，或用自动设备进行。在设备一侧对图象进行自动分析，目前还未实现标准化，因为其发展尚为结束。本标准规定了在金属显微镜上进行显微检验的方法，这种方法采用系统结构的图谱、按夹杂的类型、夹杂的大小(长度、宽度或直径)和频次予以规定(图谱1)。自规定的极限大小开始，与夹杂含量成正比的参数值可分别按氧化物和硫化物的成分或作为总值进行计算。同样也规定了对最大量值的测定。

1.2 根据协议，本标准也可用于其它钢。

对于低碳钢和不锈钢，必须注意其特点(见5.4)。

1.3 本标准适用于表1和图1列出的成型异形钢材。对于钢板和钢带和其它厚度较薄的扁平钢材以及具有非线性纹理的锻件，必须注意其特点，对抽样和分析应鉴定协议。

1.4 对受硫化物影响的钢需遵守正在制订中的SEP 1575，注意与长度的比例：硫化物的宽度。

1.5 对于按非金属夹杂的形态、大小和分布对“工具钢”的检验，必须使用SEP 1572，用图谱对工具钢硫化物非金属非夹杂的显微检验1。

1.6 在部件适用性方面，对非金属最高允许含量的规定和评定不是本标准的对象，应依据材料标准或交货条件。

2 术语

2.1 非金属夹杂

按本标准评定的非金属夹杂是钢典型的硫化物或氧化物成分，它是在炼钢时与熔炉、钢水包和铸造时与非金属内衬接触，通过空气和炉渣挡条的氧化而引起的，去氧化和有意添加硫也会形成这样的结果。

1请与钢铁出版社联系，Postfach 8229，4000杜塞尔多夫。

非金属夹杂的种类、大小、形状和数量取决于钢种、熔炼方法和铸造方法、去氧化方法、铸块或铸条的尺寸以及成型的程度。其分布用熔液制成的钢材中也不会是均匀的。

2.2 显微夹杂

在磨片上的最大面积为0.03 mm2。在显微镜下，这个面积的极限值相当于一个长为100 mm、宽为3 mm的夹杂在100:1放大倍率的显微镜下，考虑到相应的长宽比在相同夹杂面积含量下的其它变形程度，长度可略小些或略大些(见第6章)。

2.3 低倍夹杂

低倍夹杂超过显微夹杂的面积极限值。本标准的图谱表包含了部分第8行图谱的低部夹杂，在计算一个参数时，可以标出总纯度。

2.4 纯度

本标准所讲的纯度是根据下列测定方法，对硫化物或氧化物形态非金属夹杂含量的规定。

a) 各种形式夹杂的最大量值(方法M)；

b) 以1000 mm2面积为准，作为与面积成正比、对某一规格以上的夹杂计数，求出总值的组织中非金属夹杂的面积比参数。这一参数是衡量钢材中这种夹杂含量的尺度(方法K)。

2.5 图谱表

图谱表1按几何数系2n，对非金属夹杂的面积含量排列，每行图谱以面积加倍，逐图列出钢中典型的夹杂型式(垂直)。在一行中(水平)相同的面积中除夹杂类型的主系列外，还给出了长度×宽度或频度的变化，作为评定的示例。

3 方法标记

按本标准方法K，对尺寸指数在4以上的夹杂计数，其非金属夹杂试验的标记：

试验DIN 50602—K4

图1：从各种尺寸钢材上的取样

表1：不同尺寸的磨片面的位置

尺寸(直径，较

短边长或壁厚)

试样截中磨片面的位置

< 25 mm 在整个截面上

>25 mm~50 mm 在整个截面上或从边缘到纵向轴> 50 mm 在边缘与纵向轴之间或根据协议宽扁钢的试样磨片面在厚度和轧制方向或轴向中钢材宽度的前1/3，应按垂直于表面(见图1)。对非直线纹理的锻件，在订购时必须鉴定协议。

4 试验范围

4.1 对熔液或一批纯度的测定无法以单个试样表示，因此必须采用多个试样。通常至少需检验6个试样。

4.2 每次订货时必须检查是否允许将试样数量减少到6个以下，这时，必须考虑到供货批的大小，必要时对原料还需考虑试样先前的形状与位置。在交货规范中可商定不是“至少为6个试样”的检验范围。

4.3 当提交的材料量具有特殊性能，例如试件并不来自同一炉或单件的尺寸相差较大，在商定试验范围(见4.2)时需注意这些特点。

5 取样和试样制备

5.1 取样应使得需分析的研磨面尽可能精确地平等与主拉伸方向，旋转对称截面应位于通过钢材轴线的平面上，它是在长度伸长方向中非金属夹杂进行比对的正确条件。

5.2 表1加上图1规定了试样在圆钢和方钢、钢管和宽厚小比例宽扁钢的定位(取样位置)规则。

5.3 一批送交检验的材料(熔液或批的试样研磨片取决于不同的状态，例如钢材的种类和截面尺寸与分析方法(见8.2.1和8.2.2的有关说明)。即使从加工成本的角度看，也应注意取样和检验的费用。因此根据图1，当研磨片的尺寸> 50 mm 时，双方则应鉴定协议。

5.4 对试样研磨时，夹杂不得被断开或使其形状改变。不得压入研磨剂或抛光剂的粒子。必要时需对磨片淬硬。仔细研磨试样，在尽可能短的时间内加以抛光。

6 图谱表的结构和使用

6.1 图谱表1

6.1.1 图谱表1的基础为标号是1、3、6和8(基本系列)最常见形式的夹杂，每个标号各有9张图，其大小标号0 ~ 8。图谱表1的成象比例为100:1。夹杂类型分为以下几种：

SS型夹杂条状硫化物夹杂

OA型夹杂溶解形氧化物夹杂(氧化铝)

OS型夹杂条状氧化物夹杂

OG型夹杂球形氧化物夹杂

在6.1.2和6.1.3中说明了派生图谱0、2、4、5、7和9。

一个图谱中标号0 ~ 8的9张图，0号表示显微夹杂在放大率100:1下为最小，而标号8则表示部分夹杂已处于各类夹杂低倍范围中。所示夹杂质面积以2n 的几何级数逐图依次递增，n 表示量级指数。

主要夹杂的长度按图每张增加1.5倍，同时每行的平均宽度也增加，于量需保证提高面积大小的基本公式。为了便于以图谱1的图进行测量，需注明长度，以及第6行中的宽度。溶解形OA 的氧化物长度大于同等宽度密封OS 条形的氧化物长度，因为在相同量级标号下面积大小是不同的。

标号9留给图中无法显示的低倍夹杂，因为它超出了视图的边界。

6.1.2 如果同等长度的单个夹杂为基本系列1、3或6比对图的一半，则面积值只有一半，标号也就减小1。通过基本系列左侧的各图谱(0、2、5)表示。这一评定过程同样也可适用于面积加倍的更厚的夹杂。这样标号则提高1。

6.1.3 如在视场上可还见到其它2种标号更小的非金属夹杂，则在分圆中的标号应同每基本图谱右侧的图4和图7一样放大。硫化物大都成网状，从而对单个硫化物可不做表示。如果单个硫化物，对长度或面积的估算，就需根据SS 图谱中最长夹杂的尺寸，且标号也减小1。 6.2 图谱表2和3

6.2.1 同等面积的夹杂采用同一标号的原则也同样适用于较薄或较长的夹杂，并应将它标为溶解度高于图谱1。由于在长度伸长方向内的这类夹杂通常超出了显微镜的视场范围(分圆)，故将它放在表2和表3中按以数值表述，用标号不表示长度和宽度的不同组合。

图2中以图形方式列出了数值关系，它尤其适用于对这类夹杂长度和宽度中间值的简单读数。

作为图谱表1补充的图谱表2和图谱表3可用于确定比基本图更薄或更多溶解以及更多聚集的夹杂类型。当出现更厚的夹杂，对其长度先按图谱1的基本系列对应时，也可使用按夹杂面积来确定标号的原则。

表2：对细长非金属夹杂，按其宽度和长度与图谱表1行的对照表(即与标号的对应表)

夹金属夹杂的平均真实宽度(b)，µm 平均真实长度(l )，mm 行代号

(n)：标号

0.52) 1 2 3 5 7 10

面积(A)1)(放

大率100:1)

mm 2 0

1

2 0.20 0.40 0.80 0.10 0.20 0.40 0.50 3.0 0.10 0.20 0.0

3 6.0 0.06 3.1 0.12 3.2 0.02 0.0

4 6.1 0.08 6.2 0.014 0.028 0.058

0.01 0.02 0.04 1 2 4 3

4 5 1.60 3.20 6.40 0.80 1.60 3.20 0.40 0.80 1.60 0.25 0.50 1.00 0.16 3.3 0.32 0. 0.11 6.3 0.22 3.4 0.44

0.08 0.16 6.4

0.32 3.5 8 16 32 6 7 8 6.40 3.20 6.40 2.00 4.00 8.00 1.28 2.56 5.12 0.88 1.76 3.52 0. 1.28 2.56 128 256 框内的数对说明图谱表1中相应图的示例。 1) (这里)A = 2n 。

2) 由于接近了光学分辨率的极限，在这个数量级上要精确地求出夹杂的真实宽度已无意义。

表3：表2中规定的非金属夹杂平均长度之范围 夹金属夹杂的平均真实宽度(b)，µm ，平均真实长度(l )，mm

0.51)

1 2 3 5 7 10 行号(n)：

标号

> ~ > ~ > ~ > ~ > ~ > ~ > ~ 0 1 2 0.15 0.29 0.56 0.29 0.56 1.10 0.0650.15 0.29 0.15 0.29 0.56 0.033 0.065 0.15 0.0650.150.290.0220.0450.090.0450.090.150.0150.030.060.030.060.120.010 0.02 0.04 0.02 0.04 0.08 0.0065

0.0150.0290.0150.0290.0513 4 5 1.10 2.20 4.40 2.20 4.40 8.80 0.56 1.10 2.20 1.10 2.20 4.40 0.29 0.56 1.10 0.561.102.200.150.350.660.350.661.400.120.220.440.220.440.880.08 0.16 0.32 0.16 0.32 0.60 0.0510.11 0.22 0.110.220.446 7 8 4.40 8.80 2.20 4.40 4.408.80 1.402.805.60 2.805.6011.200.881.663.32 1.663.326.0.60 1.20 2.40 1.20 2.40 4.80 0.44

0.88

1.66 0.881.663.32

1) 由于接近了光学分辨率的极限，在这个数量级上要精确地求出夹杂的真实宽度已无意义。

图2：表2和表3夹杂的真实宽度、真实长度和标号之间的关系

使用图谱表2和3时，对图谱表1(100:1)的基本系列必须采用200:1的显示比。

6.2.2 图谱2的两个系列(OA及OS和SS)包括了对测定这类夹杂宽度的一些图片。这里并非给出每一个长度，因此必须进行测量，再按表2和表3或图2的规定，对应到某一个标号。

6.2.3 图谱表3的左边系列给出了不同溶解形的OA夹杂。对应的数值表明，当折散度增大时，与总长度对应标号应减小的量(见

7.2.3并遵守7.2.4)。对行宽按图谱表2进行评定。

图谱表3的右系列用于对常见夹杂的对位，与基本系列的单个夹杂相比，这种对应关系不仅是指数量和相互的距离，而且还需注意所有非金属夹杂的面积以及总的长度。对应值说明当频次越多时，标号应提高多少。

6.2.4 对于球形夹杂的对应，如图谱表1中未表示，即出现的夹杂太小、太大或密集度高，同样应根据夹杂的总面积采用对应原则。

6.3 为了醒目起见和节省劳力，在操作时可以从图谱表1中只取基本系列1、3、6和8，配上用于厚度较小、溶解度较高及频次较多夹杂的图谱表2和图谱表3进行检验，可只限于其图片，因为派出图0、2、4、5、7和9系列也可以只作为评定示例，而不是采用“一个”标号，例如对于夹杂的相同长度的伸长。

7 检验步骤

7.1 用倍率100:1的显微镜观察研磨试样。这一放大倍率等于图谱表1的成象比2。

7.2 在一个观察区内对非金属夹杂定级时，先确

2本标准所附的图谱表1包括了对原表缩小约1:3比例的图谱，因此，它只能反映结构。对分析而言，则必须使用比例为1:1的图谱表。该图谱表的联系地址：Beuth出版社，布尔格拉芬街4-10，1000柏林30。定图谱表1的相应图，再按图谱表2和3国符合的相应图加以补充。对此可以根据主要夹杂的长度测量或长度估计。

7.2.1 进行分析必须特别注意，图谱表1图系9 ~ 6对标号6、7和8具有单独的视场，标识非金属夹杂的主要长度多少会超出视场圆直径。在这种情况下，观察到的非金属夹杂应按图中所列的长度标注确定，如无其它协议，则对更大长度(厚度相等或更大)的夹杂统一表为9号。

7.2.2 如在一个观察区内，可以明确区分不同类型的夹杂，只有分别出现在不同观察区内时再可做处理。

7.2.3 在SS、OS型条型夹杂先后排成一条线的夹杂，且分辨率低时，当二个夹杂的距离小于两个夹杂中较小的那个夹杂的长度的情况下，才可将OA视为是关联的。同时测量距离。点状夹杂不计入这类总长度。

7.2.4 对于OA型夹杂，图谱表3(左系列)规定了构成按面积决定标号的分辨程序的评定规则。如这样一行夹杂粒子的平均距离大于图谱系3左上图所示的点状夹杂的距离，则按OG型夹杂进行分析。此图原则表明，按氧化物面积计，松散的一行必须有更低的标号。通常对这些范围的做法是，对K4值不做记录，但仍需对K1值加以关注。

7.3 在试样上通常研究总的研磨面。只有在采用方法K(见专用的8.2.2.3节)进行观察时，在必要时应由双方鉴定协议，并规定在交货条件中。

8 分析

8.1 基本说明

8.1.1 对观察的非金属夹杂(按下列顺序并加一点分隔)，对相应图谱(夹杂种类和外形)分别用型号和按第6章与第7章确定的、图谱表1中的标号表示，例如：1.2、5.3、6.5。

对量级不允许采用分数(例如2.5；41/2)。8.1.2 对试验结果的注录和分析可以采用样张(例如根据表4、7和8中的样张)

8.2 分析方法

在8.2.1和8.2.2中规定了两种不同的分析方法。应使用两种方法中的哪一种，应在有关交货条件中规定。

8.2.1 M法

8.2.1.1 使用这种方法时应确定，交送检验的材料中不同种类和外形的夹杂最大为多少3。

抽样应根据5.2和5.3的规定。如商定的尺寸为12 mm × 18 mm，则需分析的研磨面约为200 mm2。

3见2.4条。

这种分析方法可用于大多数情况，例如用于特种结构钢。 8.2.1.2 在每个试样上，将整个试样用于对某些研磨面的分析，图谱表1的每一图系(必要时利用

图谱表2和图谱表3)来确定，出现的非金属夹杂

标号最大是多少；从分析的研磨片按每个图谱确

定的最大标号中求出算术平均值。这些平均值作

为在上述条件下，送交试验材料的“纯度”代号。非金属夹杂出现的频次不包括在这种分析方法

内。因此，它也无法反映非金属夹杂含量的比对

值。

8.2.1.3 表4给出了一种分析方法试验结果的说

明示例，在这种方法中，图谱表1派生图系的值

与基本图系1、3、6和8的值，按6.3规定的方

法，同四种型式的夹杂汇编在一起。薄型或聚集

形的等面积夹杂具有相同的标号，因此可一同记

在夹杂名称的下面。

8.2.1.4 使用M 法时，对于3号以下硫化物非金

属夹杂的试验可商定通用类型的分度尺；例如使

用只注明夹杂物含量某一“背景”的比对图，在订购时需另行商定。 表4：按M 法最大标号分析时对检验结果的表示示例 磨片号

每个磨片和图谱表需考虑图系 测定的最大标号 1 2 3 4 5 3 5 4 4 3 4 4 3 2

2

4 5 6 4 4 3 3 4 4 3 2 4 3

1 3 7 8 9 4 5 3 3 4 5 3 3 4 4

3

2

平均值 3.9 4.0 3.3 2.6

8.2.2 K 法

8.2.2.1 在某些情况下，可能测定自某一规定的

量以上的所有非金属夹杂物。通过一个汇总的、

表示夹杂面积的参数K 4来表示一炉的纯度。采用

这种分析方法时，每个试样研磨片的大小至少为

100 mm 2。取样位置和研磨片的面积按5.2和5.3

的说明。

8.2.2.2 每次分析时需决定，从哪个标号开始起采集非金属夹杂。这些(最低)标号主要根据加工方法(尤其是熔炼)以及有关材料的用途及尺寸而定。 根据经验和维护情况，在鉴定分析方法的协议时，应尽可能依据表5所包括的规范。 8.2.2.3 如无其它协议，每次需分析总的分析研 4

见2.4条。

磨片。对硫化物和氧化物夹杂应分别计数，并按表7和表8的示例予以说明。如果只对每一个规定的测量视或测量场范围检验需分析的磨片面

积(仅作为例外)，这些测量场或测量场范围就必须符合统计试验的条件。 8.2.2.4 K 法分析计算图 对本标准规定的、用于推导总参数的计算表之前提和考虑是为了简化计算而得出数量最多

标号4的系数为1。对按几何级数2n-4所到其它量级编号系数需做修约，在计算时只作加倍或减半(必要时移动小数点)。得出的计算偏差在离散程度之内，从这一情况可以看出，非金属夹杂在钢中的分布并不是均匀的。此时对更大的夹杂物应加严评定。 表6是用于计算的系数。 在计算总参数时可按如下处理(参见表7和表8的示例)：每种类型夹杂(SS 、OS 、OS 、OG)的数量和观察到非金属夹杂的每一标号需乘以各自的系数(f g ，见表6)，通常再按硫化物和总氧化物分别与积相加。然后再对试验单位的总试样加上以这样方式得到的单个研磨片的“第一个中间和”，于是便对所有的试样得出“第二个中间

和，单位：mm 2”。按照以下公式将此结果换算成

1000 mm 2

的研磨面积：

)

(1000

2

mm 试样总研磨面第二中间和⋅ = 总参数 以此方式可分别计算硫化物(S:)和氧化物(O:)的“总参数”。经商定，可通过相加在一起成为一个“全总参数”。 这两个总参数或全总参数表示了受分析的试验单位的纯度。在这两种情况下得到的数值应

尽可能为整数，必要时需进行修约。 得到的纯度参数分别加了字母K ，对得出最小的夹杂标号，必要时通过夹杂类型的字母代号来表示，从而避免不得内容的结果相互混淆与比对。 书写方式为(按表7)： K4 = 66 (S:26；O:40) 表7和表8分别给出了分析示例，包括对分析条件的完整说明。 9 试验报告 a) 钢种和炉液标识； b) 取样的钢材外形与尺寸； c) 所用2.4条中所指的方法，必要时指明

特点； d) 分析结果，且根据协议： − M 法 包括中间过程(示例见表3)或只注明最

−K法

标明最小考虑的标号，或包括中间结果在内(示例见表7和表8)，或按8.2.2.4规定的书写方法，只优先使用最终结果(S和O的总参数或全部参数)

表5：K法分析导则

材料和熔炼方法的类型分析时需考虑

的标号范围

代号*）相应分析示例

空气熔炼的特种钢，如滚动轴承钢以及尺寸≥ 30 mm、

具有特殊质量要求的结构钢和工具钢。

≥ 4 K4 表7

真空熔炼或在真空下或按电渣法熔炼的特种钢或合金≥ 1 K1 表8

*) 代号K后的数字表明在分析图谱表1有关标号时的最小值(见第3章)。

表6：K法分析用系数f g

标号(n) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 (9)**)

系数F=2n-41/16 1/8 1/4 1/2 1 2 4 8 16 32 分析所用系数f g*)0.05 0.1 0.2 0.5 1 2 5 10 20 50 *) g表示：经修约

**) 见7.2.1.

引用标准和其它资料

ASTM E45-81 钢中夹杂物含量的测定5

SEP 1572 用图谱法对易切削钢硫化物非金属夹杂物的显微检验1

其它标准

DIN 50600 金属材料检验金相结构图成象比例和格式

说明

本标准是由钢铁标准委员会(FES)材料检验标准委员会NMP 131/FES“金相检验”联合委员会与

德国冶金工程师协会(VDEh)共同制订的。本标准依据了SEP 1570-71“用图谱对特种钢非金属夹杂物

的显微检验”和该标准的附录1“细长特种钢非金属夹杂物的显微检验”。

国际标准化组织(ISO)曾出版了国际标准ISO 4967:1979“钢的非金属夹杂含量的测定；标准评级

图谱显微检验法”6

德国未采用该国际标准，主要还是由于它包括了标记体系，而德国未采用。对此本标准是采用了SEP 1570(1971)及其附录(1977)。

5联系地址：DIN国外标准销售处，布尔格拉芬街4-10，1000柏林30。

6联系地址：Beuth出版社，布尔格拉芬街4-10，1000柏林30。

图谱1：按DIN 50602特种钢非金属夹杂试验图系，放大倍率30:1

分析时必须使用100:1放大率的原图。原图的购买地址：Beuth出版社，布尔格拉芬街4-10，1000柏林30。

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图谱2：夹杂按宽度对应的图系，放大倍率200:1 图谱3：OA型(左排)松动夹杂行和一个观察区中出现的SS、OS和OA型夹

杂和规格参数的对应图系，放大倍率200:1

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