一、硫在鋼中的分布及影響

硫在鋼中主要以硫化錳或硫化鐵的形式存在,當鋼中錳含量(含量均指質量分數,下同)低時,硫即以硫化鐵的形式存在。硫化鐵與鐵形成共晶,共品中硫化鐵常呈網狀沿晶界分布硫化鐵本身很脆,再加之呈網狀分布,這樣就顯著增加鋼的脆性。由于鐵與硫化鐵的共晶溫度約為980℃,低于鋼的熱加工溫度,因此在熱加工時,鐵和硫化鐵共晶優先熔化,從而導致脆裂,這種現象稱為熱脆。當鋼中錳含量較高時,因為形成大量的硫化錳,而硫化錳的熔點約為1620℃,比熱加工溫度高,所以一定量的錳可降低鋼的熱脆性。

二、硫印的基本原理

硫印試驗是印痕法宏觀檢驗的主要方法,它用來檢驗硫元素在鋼中的分布情況。特別是檢驗新材料或失效構件材料中硫的分布,對進一步分析材料產生缺陷的原因有很大幫助。為了顯示硫化物的分布情況,可用稀硫酸與硫化物發生反應而產生硫化氫氣體,再使硫化氫氣體與印相紙上的說化銀作用,生成棕色的硫化銀沉淀物。照相紙上顯有棕色印痕之處,便是硫化物所在之處。

試樣所含硫化物較多時,該化學反應進行較劇烈。照相紙上的印痕顏色深淺和印痕多少是由試樣中硫化物的多少決定的。因此,當照相紙上呈現點狀的棕色印痕時,則表示試樣的硫偏析較為嚴重、硫含量較多,反之則表示硫偏析較輕且硫含量亦較低。

三、硫印試樣的選取與制備

對于鍛件,鋼中硫化物循加工方向變形分布,此時應選取縱向截面進行硫印檢驗,以便能反映變形后硫的分布情況。

對于一些大型鍛件,由于截面過大,硫印操作發生困難,此時可采取分區進行試驗,并分別編上號,以便試驗后將硫印相紙拼接起來,這樣就可以較全面地真實反映出整個鍛件上硫的分布情況。

硫印試樣一般用鋸床或切片機來截取,如用氧-乙炔火焰切割時,應將切割面刨去30mm-50mm,以消除切取試樣時因受熱而引起的熱影響區,切取后的試樣,再用車床,磨床加工,其加工面的表面粗糙度R達到1.6μm~0.8μm為佳。加工好的試樣如來不及試驗,可在加工面上涂油,以防生銹。若要進行試驗,可用汽油或酒精將試樣面上的油除去,然后再用蘸有四氯化碳的棉花擦洗試面,直至油污完全除盡

四、影響硫印試驗結果的一些因素

(1)試樣的表面粗糙度應一致,不然將會影響試驗結果準確性

(2) 照相紙上多余的酸液必須滴盡,否則將因過多的酸液使硫印擦拭時產生滑動,影響硫印斑點痕跡的清晰。

(3)試驗時,照相紙藥面必須與試樣表面貼密,不能有氣泡或接觸不均勾的情況發生。

(4)硫印試驗應在暗室內進行,以避免照相紙藥面因受到強烈光線的照射而變色發黃