CSTM-铁路车轮 第3部分：夹杂物扫描电镜原位统计分布分析方法.doc

ICSXX.XXX.XX

XXX

团 体 标 准

T/CSTMXXXXX-201X

铁路车轮第三3部分：夹杂物扫描电镜原位原位统计分布分析方法

EnglishNameoftheStandard(TimesNewRoman，4号，加粗)

Originalpositionstatisticdistributionanalysismethodofinclusionsbyscanningelectronmicroscope,insection3ofinrailwaywheel

201X-XX-XX发布201X-XX-XX实施

中关村材料试验技术联盟

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I

前言

本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由中国材料与试验团体标准委员会综合领域委员会提出。

本标准由中国材料与试验团体标准委员会综合领域委员会归口。

火车车轮车轴是关乎行车安全重要的部件，必须要对其服役适用性进行评价以保障行车安全。车轮钢在冶炼过程中不可避免地会出现大量显微夹杂以及少量宏观夹杂。这些夹杂物的存在破坏了材料物理上的连续性，尤其是轮辋部位的脆性夹杂物在轮轨力作用下容易从基体剥离或破碎，形成轮辋内部裂纹，最终引起踏面疲劳剥落，这个危险区域主要存在于距离踏面40mm，距离轮缘50-90mm的较大范围，因此有必要对这个关键区域进行全面的夹杂物分析表征。

目前火车车轮夹杂物的评价主要是采用国家标准《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》，规定的取样分析面积为160-200平方毫米，在这个小区域内对各类夹杂物进行评级，无法获得准确的各类夹杂物位置、数量、尺寸、体积分数等定量统计信息，存在表征信息不够全面的特点，无法代表车轮轮辋关键区域的夹杂物的定量分布情况，因此有必要建立一个大尺寸范围车轮夹杂物的定量统计分布分析标准，实现车轮轮辋部位夹杂物的全面客观评价。

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火车铁路车轮夹杂物扫描电镜原位统计分布分析方法

范围

本标准介绍了扫描电镜和X射线能谱相结合的方法对铁路车轮大尺寸范围内的火车车轮中的夹杂物进行原位定量统计分布的分析的方法,分析区域不小于30mm35mm*30mm35mm。

本标准适用于火车铁路车轮以及其他中低合金钢的夹杂物评价。

规范性引用文件

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，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T30834-2014钢中非金属夹杂物的评定和统计扫描电镜法

GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法

GB/T18876.1-2002应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的表征试验方法第一部分1部分：钢和其他金属中夹杂物或第二相组织含量的图像分析与体视学测定

GB/T18876.2-2006应用自动图像分析测定钢和其他金属中金相组织、夹杂物含量和级别的标准试验方法第2部分：钢中夹杂物级别的图像分析与体视学测定

GB/T17359-2012微束分析能谱法定量分析

GB/T13298-2015金属显微组织检验方法

GB/T30067-2013金相学术语GB/T27788微束分析扫描电镜图像放大倍率校准准则

原理

利用扫描电镜在合适放大倍数下采集背散射电子图像，通过设置合适的灰度阈值识别夹杂物，获得夹杂物颗粒的数量和位置参数，根据夹杂物对应的图像像素数量和分布来确定夹杂物尺寸参数。采用X射线能谱分析夹杂物颗粒的化学组成其含量，根据夹杂物元素组成来确定其类型。并根据测得的夹杂物颗粒的位置、组成、数量和尺寸等信息进行定量统计分布解析，获得夹杂物的定量表征参量。

术语和定义

GB/T30067-2013、GB/T30834-2014、GB/T18876.1-2002界定的以及下列术语和定义适用于本文件

原位统计分布分析

在对确选定的样品分析面区域内对样品进行背散射电子图像自动采集，通过阈值分割、X射线能谱分析获得分析面上所有夹杂物的位置、数量、尺寸形貌和成分信息，采用数理统计方法进行解析，实现对材料分析面内原始位置上的夹杂物类型、尺寸、数量和面积分数等的定量统计分布分析。

夹杂物成分

利用扫描电镜能谱仪测量得到的夹杂物内各元素的质量分数,用于夹杂物分类定义。

4.3化学分类

根据定义条件及夹杂物成分检