測量奧氏體和雙相鐵素體奧氏體不銹鋼焊接金屬中δ鐵素體含量的磁性儀器校準程序AWS A4.2M:2006 (ISO 8249: 2000 MOD)（中文翻譯版）

AWS A4.2M:2006 (ISO 8249: 2000 MOD)

測量奧氏體和雙相鐵素體奧氏體不銹鋼焊接金屬中δ鐵素體含量的磁性儀器校準程序（僅供參考）

 

摘要

許多商用儀器都規定了校準程序，這些儀器可以提供奧氏體不銹鋼焊接金屬鐵素體含量的可重復測量。某些儀器可以進一步校準，用于測量雙相鐵素體-奧氏體不銹鋼焊接金屬的鐵素體含量。使用主要標準（美國國家標準與技術研究所的非磁性涂層厚度標準）校準是適當儀器的首選方法?；蛘?，這些和其他儀器可以像二級標準一樣用焊接金屬進行校準。

規定了校準后測量的再現性。介紹了鐵素體含量精確測定中存在的問題。

 

美國焊接協會標準使用說明

美國焊接學會（AWS）的所有標準（規范、規范、推薦規程、方法、分類和指南）都是根據美國國家標準協會（ANSI）的規則制定的自愿共識標準。當AWS美國國家標準被納入或成為聯邦或州法律法規或其他政府機構法規所包含文件的一部分時，其規定具有法規的全部法律權威。在這種情況下，這些AWS標準的任何變更必須經過具有法定管轄權的政府機構的批準，才能成為這些法律法規的一部分。在任何情況下，這些標準都具有合同或其他引用AWS標準的文件的全部法律權威。如果存在這種合同關系，則對AWS標準要求的變更或偏離必須經締約方同意。

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在發布和提供本標準時，AWS不承諾為任何個人或實體或代表任何個人或實體提供專業或其他服務。美國焊接學會也不承諾履行任何個人或實體對其他人的任何義務。任何使用這些文件的人都應依靠他或她自己的獨立判斷，或在適當的情況下，尋求有能力的專業人員的建議，以確定在任何特定情況下合理謹慎的行使。

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最后，AWS不監控、監督或強制遵守本標準，也無權這樣做。

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對本標準任何技術要求的官方解釋只能通過向美國焊接協會技術服務部總經理（地址：550 N. W. LeJeune Road，Miami，FL 33126）發送書面請求獲得（見附錄E）。對有關AWS標準的技術咨詢，可以對AWS標準提出口頭意見。然而，這些意見僅代表給予它們的特定個人的個人意見。這些個人不代表美國焊接學會發言，也不構成美國焊接學會的官方或非官方意見或解釋。此外，口頭意見是非正式的，不應替代官方解釋。

本標準隨時由AWS A5填充金屬和相關材料委員會修訂。必須每五年審查一次，如果沒有修訂，則必須予以重申或撤回。需要評論（建議、添加或刪除）和任何可能用于改進本標準的相關數據，并應提交給AWS總部。AWS A5填充金屬和相關材料委員會將仔細考慮這些意見，并將委員會對這些意見的答復告知意見的作者。請來賓出席AWS A5填充金屬及相關材料委員會的所有會議，以口頭方式表達他們的意見。技術活動委員會的業務規則規定了對有關所有這些意見的不利決定提出上訴的程序。這些規則的副本可從美國焊接協會獲得，地址：550 N. W. LeJeune Road，Miami，FL 33126。

 

前言

本前言不屬于AWS A4.2M: 2006（ISO 8249: 2000 MOD）《校準磁性儀器以測量奧氏體和雙相鐵素體奧氏體不銹鋼焊縫金屬δ鐵素體含量的標準程序》的一部分，但僅供參考。

本文件采用了ISO 8249:2000《焊接—奧氏體和雙鐵素體奧氏體鉻鎳不銹鋼焊接金屬中鐵素體數量（FN）的測定》，以及附加的規范性和資料性附錄，以取代AWS A4.2M/A4.2:1997，測量奧氏體和雙鐵素體奧氏體不銹鋼焊縫金屬δ鐵素體含量的磁性儀器校準標準程序，1974年首次出版，1986年修訂，1991年再次修訂。這些規范由焊接研究委員會不銹鋼焊接小組委員會和AWS填充金屬委員會編制。1997年，美國焊接學會A5填充金屬及相關材料委員會再次對其進行了修訂。本次修訂是第二次使用國際單位制作為主要系統，并根據新的信息更新標準。

由于附錄C（規范性附錄）的加入，本修訂版修改采用了ISO 8249:2000。雖然所有符合ISO 8249:2000的標準都符合AWS A4.2M:2006，但根據ISO 8249:2000，根據附錄C校準儀器是不可接受的。ISO 8249:2000的變更列表如附錄F所示。還應注意，ISO使用逗號（,），而AWS使用句點（.）表示小數。為保持一致性，本文件中的ISO十進制逗號已替換為句點。

在大多數奧氏體不銹鋼焊接金屬中，一定的最小鐵素體含量有助于確保無微裂紋和熱裂紋。奧氏體不銹鋼焊接金屬中鐵素體含量的上限可用于限制在某些介質中的腐蝕，或限制在熱處理或高溫使用期間由于鐵素體轉變為sigma相而導致的脆化。雙相鐵素體—奧氏體不銹鋼焊接金屬中鐵素體含量的上限有助于確保焊接狀態下的延展性、韌性和耐腐蝕性。

因此，填充金屬生產商、焊接件制造商、焊接件最終用戶、監管機構和保險公司都對不銹鋼焊接金屬中可重復的定量鐵素體測量感興趣。

請注意本標準的某些要素可能是專利權的主體。AWS和ISO不負責識別任何或所有此類專利權。

目前，對于用最好的實驗方法來絕對測量焊縫金屬中的鐵素體含量，無論是破壞性的還是非破壞性的，還沒有統一的意見。這種情況導致了國際上“鐵素體數”或FN概念的發展和使用。鐵素體數量是用標準化程序確定的焊縫金屬鐵素體含量的描述。本標準中描述了這些程序。焊縫金屬的鐵素體數量被認為與鐵素體含量的百分比近似相等，特別是在FN值較低的情況下。最近的資料表明，FN可能高估了較高FN時的鐵素體體積百分比，高估系數為1.3到1.5，這在一定程度上取決于合金的實際成分。

盡管有其他方法可用于確定鐵素體數量，但本標準中所述的標準化測量程序是基于評估從具有規定強度和尺寸的磁鐵中拉出焊接金屬樣品所需的剝離力。剝離力與FN之間的關系是通過在磁性基底上使用由指定厚度的非磁性涂層組成的一級標準得到的。每個非磁性涂層厚度都指定了一個FN值。

用這種方法測定的鐵素體含量是任意的，不一定是真實的或絕對的鐵素體含量。認識到這一事實，在引用由該方法確定的鐵素體含量時，應使用術語“鐵素體數量”（FN）代替“鐵素體百分比”。為了有助于傳達這樣一個信息，即已經使用了這種標準化的校準程序，“鐵素體數”和“FN”這兩個術語被大寫為專有名詞。

歡迎對本標準的改進提出意見和建議。它們應發送給AWS A5填充金屬和相關材料委員會秘書，美國焊接協會，550 N.W.LeJeune Road，Miami，FL 33126。

對本標準任何技術要求的官方解釋只能通過向美國焊接協會技術服務部總經理發送書面請求獲得。在適當人員按照既定程序審查后，將發出正式答復。

 

目錄

頁碼No.

人員.........................................................................................................................................v

前言.......................................................................................................................................vii

表格列表.................................................................................................................................x

圖片列表.................................................................................................................................x

1范圍......................................................................................................................................1

2標準參考文獻......................................................................................................................1

3原理......................................................................................................................................1

4校準......................................................................................................................................2

4.1涂層厚度標準...................................................................................................................2

4.2磁鐵...................................................................................................................................2

4.3儀器...................................................................................................................................2

4.4校準曲線...........................................................................................................................2

4.5其他儀器與一級標準的校準...........................................................................................3

5屏蔽金屬電弧覆蓋電極試驗墊的標準方法......................................................................4

5.1焊接金屬試樣的尺寸.......................................................................................................4

5.2堆焊金屬試樣...................................................................................................................4

5.3測量...................................................................................................................................6

6其他工藝和生產焊接用試驗墊的標準方法......................................................................6

6.1其他焊接金屬試驗墊的標準方法...................................................................................6

6.2生產焊縫...........................................................................................................................6

7其他方法..............................................................................................................................7

7.1方法...................................................................................................................................7

7.2結果...................................................................................................................................7

7.3保持校準...........................................................................................................................7

8奧氏體不銹鋼焊接金屬中δ鐵素體的二級標準制備程序...............................................8

附錄A（資料性附錄）—帶材包層制造二級標準..............................................................9

附錄B（資料性附錄）—通過離心冷鑄制造二級標準.....................................................19

參考文獻.................................................................................................................................27

國家附錄.................................................................................................................................29

附錄C（規范性附錄）—使用主要標準校準遺留儀器......................................................29

附錄D（資料性附錄）—儀器..............................................................................................33

附錄E（資料性附錄）—技術咨詢準備指南.......................................................................39

附錄F（資料性附錄）—與ISO 8249: 2000的偏差列表....................................................41

按材料和焊接工藝列出的AWS填充金屬規范....................................................................43

AWS填充金屬規范和相關文件.............................................................................................45

 

表格列表

表頁碼No.

1使用標準磁鐵（4.2）通過吸引力（4.3）測量鐵素體含量的儀器校準用涂層厚度標準（4.1中規定）的非磁性涂層厚度與鐵素體數量的關系........................................................................3

2焊接參數和熔敷尺寸.............................................................................................................4

3定期FN檢查的最大允許偏差..............................................................................................6

A.1焊接參數..............................................................................................................................9

A.2第七層帶狀鍍層的化學成分示例....................................................................................13

A.3 NBS標準，用于帶鋼包層二級標準的“Magne-Gage”校準...........................................14

A.4每箱標準（1980年5月制定的第6套二次焊接金屬標準）隨附卡片上結果的表格表示示例................................................................................................................................................15

B.1用于離心鑄造二次標準樣品“Magne-Gage”校準的NIST標準......................................24

 

B.2使用一級標準的校準點位置公差......................................................................................24

B.3每箱離心鑄造標準隨附卡片結果的表格展示示例..........................................................26

C.1校準用主要標準品Feritscope FE8-KF型的鐵素體數量（FN）....................................30

C.2定期鐵素體數量（FN）檢查的最大允許偏差（用于Feritscopes/Ferritescopes）.......30

C.3檢驗規校準一級標準的鐵素體數量（FN）.....................................................................31

C.4定期鐵素體數量（FN）檢查的最大允許偏差檢驗員量規.............................................31

 

圖片列表

圖頁碼No.

1 4.2中定義的標準磁鐵的剝離力與4.1中定義的涂層厚度標準之間的關系......................2

2鐵素體測定用焊接金屬試樣...................................................................................................4

A.1通過帶狀熔覆層沉積二級標準焊接金屬的方法..............................................................10

A.2帶材熔覆二級標準的堆焊和加工順序..............................................................................12

A.3條帶包層二級標準的切割順序..........................................................................................12

A.4提取單個帶鋼包層二級標準件..........................................................................................12

A.5每一條包層鐵素體二級標準的標記..................................................................................13

A.6在每個包層條上標記二級標準樣品和五個測量點的標識..............................................14

B.1二級標準離心冷鑄環...........................................................................................................20

B.2離心冷鑄環機加工塊六個面上的尺寸和FN測量位置....................................................21

B.3 IIW委員會II，第6輪循環測量結果總體結果.................................................................22

B.4 IIW委員會II，第6輪循環測量結果面對中心結果.........................................................23

D.1磁規式儀表............................................................................................................................34

D.2鐵鏡型號FE8-KF..................................................................................................................35

D.3檢具........................................................................................................................................36

D.4鐵氧體指示器（塞文計）....................................................................................................37

D.5福斯特鐵素體含量計............................................................................................................37

 

焊接—奧氏體和雙鐵素體奧氏體鉻鎳不銹鋼焊接金屬中鐵素體數量（FN）的測定

1、范圍

本標準規定了

—通過焊接金屬樣品和標準永磁體之間的吸引力，測量主要為奧氏體和雙鐵素體奧氏體不銹鋼^1）焊接金屬中δ鐵素體含量，表示為鐵素體數量（FN）；

^1）術語“奧氏體—鐵素體（雙相）不銹鋼”有時用于代替“雙相鐵素體—奧氏體不銹鋼”。

—屏蔽金屬電弧覆蓋電極標準焊盤的制備和測量。對于生產焊縫的鐵素體測量和其他工藝（如鎢極氣體保護焊、氣體保護焊和埋弧焊）的焊縫金屬，也推薦使用一般方法（在這種情況下，應確定焊盤的生產方式）；

—校準其他儀器來測量FN。

本標準中描述的方法適用于焊態焊接金屬和熱處理后導致鐵素體完全或部分轉變為任何非磁性相的焊接金屬。改變鐵素體尺寸和形狀的奧氏體化熱處理將改變鐵素體的磁響應。

本方法不用于測量鑄造、鍛造或鍛造奧氏體或雙鐵素體奧氏體鋼樣品的鐵素體含量。

 

2、規范性引用文件

下列規范性文件中的規定通過在本標準中引用而構成本標準的規定。凡是注日期的引用文件，其隨后的修改或修訂不適用于本出版物。然而，鼓勵根據本標準達成的協議的締約方研究是否有可能采用下列規范性文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用。國際標準化組織（ISO）和國際電工委員會（IEC）的成員保持著現行有效國際標準的注冊。

ISO/TR 15510: 1997，不銹鋼—化學成分。

 

3、原則

通過焊接金屬樣品和永磁體之間的吸引力來測量大部分奧氏體不銹鋼焊接金屬的鐵素體含量是基于這樣一個事實：含有一個鐵磁相和一個（或多個）非鐵磁相的兩相（或多相）樣品之間的吸引力增加隨著鐵磁相含量的增加。在大部分奧氏體和雙鐵素體奧氏體不銹鋼焊縫金屬中，鐵素體是磁性的，而奧氏體、碳化物、sigma相和夾雜物是非鐵磁性的。

 

4、校準

4.1涂層厚度標準

涂層厚度標準應包括應用于尺寸為30 mm×30 mm的非合金鋼底座的非磁性銅。非合金鋼底座的厚度應等于或大于實驗確定的最小厚度，在此最小厚度下，厚度的進一步增加不會導致標準永磁體和涂層厚度標準之間的吸引力增加。非磁性銅涂層的厚度應達到±5%或更好的精度。非合金鋼的化學成分應在下列范圍內：

元素  限制%

C  0.08至0.13

Si  最大0.10

Mn  0.30至0.60

P  最大0.040

S  最大0.050

銅涂層可由閃鉻覆蓋。隨著銅鍍層厚度的減小，從該標準的銅鍍層側剝離給定永磁體所需的力增加。

注：為確保校準的充分再現性，應使用上述涂層厚度標準。尤其是，可使用美國國家標準與技術研究所（NIST，前身為國家標準局或NBS）制定的涂層厚度標準。

4.2磁鐵

標準磁鐵應為圓柱形永久磁鐵，直徑為2 mm，長度約為50 mm。磁鐵的一端應為半球形，半徑為1 mm，并拋光。例如，這種磁鐵可以由36%鈷磁鋼制成，48.45mm ± 0.05mm長，磁飽和，然后稀釋到85%。磁鐵的磁強度應確保將標準磁鐵從不同涂層厚度標準上撕下所需的力在圖1所示關系的±10%范圍內（磁鐵重量除外）。這相當于剝離力與5.0 FN/g ± 0.5 FN/g的鐵素體數量之間的關系。

4.3儀器

用這種方法進行測量時，應使用一種儀器，該儀器能使施加在磁鐵上的剝離力增加，并垂直于試樣表面。應增加剝離力，直到永磁體與試樣分離。儀器應準確測量分離所需的剝離力。儀器的讀數可以直接用FN、力或其他單位表示。如果儀器讀數不是FN，則FN和儀器讀數之間的關系應通過校準曲線確定^2）。

^2）許多用于測量鐵磁性基底上非磁性涂層厚度的儀器都是合適的（例如，起源于美國的MAGNE—GAGE），一些商用儀器是直接用于測量鐵素體含量的（例如，起源于前蘇聯的α—相位計）。此外，在適當的內部改造后，可以使用一些實驗室天平。

4.4校準曲線

為了生成校準曲線，確定從4.1中定義的幾個涂層厚度標準中撕下4.2中定義的標準磁鐵所需的力。然后根據表1或等效方程式（1）將涂層厚度標準的非磁性涂層厚度轉換為FN，如下所示：

(1)

其中t是非磁性涂層厚度，單位為mm。

 

圖1—4.2中定義的標準磁鐵的剝離力與4.1中定義的涂層厚度標準之間的關系

最后，繪制校準曲線，作為儀器讀數單位的剝離力與相應FN之間的關系。

為了校準測量鐵素體含量的儀器，使其在0到大約30 FN的范圍內，這適用于名義上的奧氏體不銹鋼焊接金屬，建議使用一套至少由八個標準組成的儀器，銅涂層厚度在大約0.17 mm到大約2 mm之間^3）。為了將校準范圍從大約30 FN擴展到100 FN（適用于雙鐵素體—奧氏體不銹鋼焊接金屬），建議使用一套至少由五個標準組成的標準，涂層厚度在0.03 mm和0.17 mm之間。

......

4.5其他具有一級標準的儀器的校準

原則上，除了標準磁鐵以外的儀器，以及使用除磁吸引力以外的磁性測量方法的儀器，只要收集到足夠的統計數據，就可以用一級標準校準。只有兩個較舊的“遺留”文書才做到了這一點——見附錄C。

表1—使用標準磁鐵（4.2中規定）通過吸引力（4.3中規定）測量鐵素體含量儀器校準用涂層厚度標準（4.1中規定）的非磁性涂層厚度與鐵素體數量之間的關系

 

 

5、屏蔽金屬電弧覆蓋電極試驗墊的標準方法

5.1焊接金屬試樣的尺寸

保護金屬電弧覆蓋電極的標準焊接金屬試樣的尺寸和形狀如圖2所示。用4.2和4.3中規定以外的儀器/磁鐵或工藝測量鐵素體含量時，可能需要更大的試樣。在這種情況下，應清楚、仔細地確定襯墊的尺寸和生產方式。

5.2堆焊金屬試樣

a） 焊盤應在平行鋪設在底板上的兩根銅棒之間建立。應調整間距，以適應表2中規定的電極尺寸。

b） 焊盤應通過一層接一層地沉積至最小高度12.5 mm（參見圖2中的注釋）來建立。對于直徑≥4 mm的電極，每層應在一個焊道中制造。對于小直徑，除頂層外的每一層應由兩個或更多的珠子組成，珠子的最大編織度為芯線直徑的3倍。電弧不得與銅排接觸。

 

圖示

1尺寸為70×25×25的銅棒

注：母材最好為X2CrNi18-9[304L]或X5CrNi18-9[304]型奧氏體鉻鎳鋼（見ISO/TR 15510），在這種情況下，最小焊盤高度為13 mm。也可使用軟鋼（C-Mn鋼），在這種情況下，最小焊盤高度為18 mm。

^a應在該區域測量鐵鐵礦含量。

圖2—鐵素體測定用焊接金屬試樣

 

c） 弧長應盡可能短。

d） 焊接電流應符合表2中給出的值。焊接停止和開始應位于焊縫堆積的末端。每次焊道后應改變焊接方向。

e） 焊道之間的焊盤可在每道焊道完成后20 s內通過水淬冷卻。焊道之間的最高溫度應為100℃。最后一層焊道在水淬前應風冷至425℃以下。

f） 每道焊道應在下一道焊道熔敷前清理干凈。

g） 在所有情況下，最頂層至少應包含一個熔敷的單珠，最大編織度為芯線直徑的3倍。

表2—焊接參數和熔敷尺寸

 

^aOr為電極制造商推薦的最大值的90%。

5.3測量

5.3.1表面處理

焊接后，標稱奧氏體不銹鋼焊接金屬（<30 FN）的焊縫堆積應光滑平整，注意避免表面的重冷加工^4）；這一目標可以通過在焊縫兩側使用鋒利清潔的350 mm平銑刀粗銼和垂直于焊縫長軸的銼長軸來實現。拉伸銼削應通過沿著焊縫長度的平滑向前沖程完成，并施加穩固的向下壓力。焊縫不得交叉銼平。

^4）冷加工可能會產生馬氏體，馬氏體也是鐵磁性的，并給出假鐵素體指示。

焊接后，雙相鐵素體—奧氏體不銹鋼焊接金屬（>30 FN）的焊縫堆積應使用連續的較細研磨劑研磨至600粒度或更細。磨削過程中應注意避免過度壓力導致表面拋光或過熱。

完工表面應光滑，去除所有焊接波紋痕跡。制備的表面應在待測長度上連續，寬度不小于5mm。

5.3.2單獨測量

沿焊道縱軸，應在完工表面的不同位置至少讀取六個鐵素體讀數。應注意將被測焊件與振動隔離，因為振動會在測量過程中導致磁鐵過早脫落。

......

 

6、其他工藝和生產焊接用試驗墊的標準方法

6.1其他焊接金屬試驗墊的標準方法

生產覆蓋電極試驗墊的標準方法可幾乎直接適用于其他焊接金屬，例如藥芯焊絲電弧焊熔敷層。在制備此類試驗墊時，可能需要增加焊盤長度，以便鐵素體測量區域不包括焊坑。對于埋弧焊接金屬，可能需要增加試驗焊盤的寬度和長度。對于所有試驗墊，墊應至少由六層組成，頂層至少由一個焊道組成。一般來說，準備和測量應盡可能遵循第5節的指示。

6.2生產焊縫

焊接試樣的沉積方法對鐵素體含量測量結果有很大影響。因此，在以不同于5.1和5.2或6.1規定的方式沉積的試樣上以及在生產焊縫上獲得的鐵素體含量測量結果可能與根據5.1和5.2或6.1沉積的試樣上獲得的結果不同。然而，在所有情況下，應沿給定焊道的近似中心線進行鐵素體含量測量。

必須確保測量不受偶然出現的強鐵磁性材料（如軟鋼或鑄鐵）的干擾。在測量過程中，這些材料應與標準磁鐵尺寸和強度的永磁體保持至少18 mm的距離。其他磁鐵和/或儀器可能需要更大或更小的距離，以免受附近強鐵磁性材料的影響。

......

 

7、其他方法

7.1方法

可使用非通過評估吸引力或不同于本標準所述的方法來測定鐵素體含量的方法，例如通過磁飽和進行體積測定，前提是它們已通過二級標準進行校準，其中鐵素體含量已通過本標準所述方法測定?？墒褂?/span>5.1和5.2中規定的方法制備二級標準品，方法是按照5.3中規定的方法給它們分配FN值。已證明適用的幾種儀器的說明見附錄D。

注：這些二級標準如附錄A和B所示，可從英國國際焊接學會（IIW）通過TWI（焊接學會）或美國國家標準與技術學會（NIST）獲得。

7.2結果

在某些情況下，通過本標準所述方法以外的方法獲得的結果，即使按照7.1校準，也可能與通過本標準所述方法獲得的結果不同。因此，在有爭議的情況下，應使用本標準中所述的方法。

在給定的試樣上，通過其他方法測定的平均FN，與使用本標準所述方法獲得的測量值相比，應在FN至10 FN的范圍內，在±1 FN的公差帶內，并且隨著FN增加超過10 FN，這可能成比例地更高。

......

表3—定期FN檢查的最大允許偏差

 

 

8、制備奧氏體不銹鋼焊接金屬中δ鐵素體二級標準的程序

涂層厚度標準不適合用作所有類型鐵素體測量儀器的主要標準。因此，需要在實驗室、車間和現場條件下對儀器進行校準和交叉參考。第一套二級標準是由Teledyne McKay在20世紀60年代后期制定的，這是SMAW的一個組成部分，很像5.2中所示的墊。他們被用來開發測量鐵素體的FN系統，正如我們今天所知，取代了以前使用的%鐵素體系統。Teledyne McKay隨后生產和銷售了這些二級標準，但在20世紀70年代末停止了生產和銷售。因此，在大約1980年，國際焊接學會（IIW）要求一些組織，特別是TWI（英國焊接學會）編制一套二級標準，每個由八塊奧氏體不銹鋼焊接金屬組成，鐵素體數量大約在3 FN到27 FN之間。采用帶狀熔覆工藝制備了100臺機組的原始生產線。當最初的100套在國際上銷售時，開發了一種生產二級標準的新工藝（CNIITMASH，俄羅斯），該工藝使用離心冷鑄來生產大環

......

附錄A

（資料性）

通過帶包層制造二級標準

A.1材料

A.1.1母材

在其上沉積名義奧氏體焊縫金屬的母材是B1型非合金鋼（見ISO 4954），其形狀為尺寸為100 mm×100 mm×800 mm的棒材。待熔覆的表面用手打磨干凈。

A.1.2焊接耗材

采用埋弧帶熔覆工藝。使用合適的帶材和焊劑組合，以便在未稀釋的焊縫金屬中獲得3FN到27FN范圍內的八個FN水平。使用了由不穩定的超低碳奧氏體不銹鋼Cr-Ni組成的焊帶，其橫截面積為60 mm×0.5 mm。焊劑被團聚，并含有不同的金屬粉末添加劑。在使用之前，焊劑在300℃下重新彎曲1h。

 

A.2焊接工藝

如圖a.1所示，每種情況下的焊接金屬都由基材上的七層帶狀熔敷層組成。每一層后，焊接方向都發生了變化。使用的電源具有下垂特性。使用的焊接參數見表A.1。

珠狀沉積順序如圖A.2所示。為了盡量減少母材的變形，首先在鋼筋的一側覆蓋三層。轉動鋼筋后，在另一側焊接了三層。

該程序繼續進行兩次，直到最后一次焊道。

表A.1—焊接參數

 

尺寸單位：毫米

圖示

1堆焊層，共7層

2耗材

3母材

4每側通過1、3、5、7

5每側通過2、4、6

圖A.1—通過帶狀包層沉積二級標準焊接金屬的方法

 

圖示

1焊縫熔敷

2二級標準

3母材

圖A.2—帶材包層二級標準的焊道沉積和加工順序

 

A.3加工和標記

A.3.1切割程序

最初，端部被切斷，對應于圖A.3中的“1”–“1”。在圖A.3中標有“a”的位置取第七層化學分析用芯片。沿“2”–“2”線切割另一端部分。

鋼筋的其余部分沿“3”–“3”線劃分，沉積物沿“4”–“4”線與母材分離（見圖A.3）。

隨后，沿著“5”—“5”（見圖A.2中的X）對試驗表面進行了大致的制備。

隨后，沿“6”–“6”線進行橫向加工，并沿“7”–“7”線進行底面加工（見圖A.2）。

圖A.3和A.4中顯示了粗加工焊接鋼筋的劃分，遵循“8”—“8”行。隨后，完成了單個樣本。每根雙面包扎的鋼筋可制作30個試件。

 

^a在這些點采集的用于化學分析的芯片。

圖A.3—帶材包層二級標準的切割順序

 

圖示

1測試面

2標記區域

圖A.4 —單個帶材包層二級標準的提取

A.3.2尺寸、公差、表面光潔度

成品“鐵素體二次標準”的尺寸和公差如圖A.5所示。用8A-80-G-9-V39磨盤研磨試驗表面（見ISO 525）。其他所有的表面都是粗糙的。

尺寸單位：毫米

圖示

1試驗表面

2標記區域

圖A.5—各條包層鐵素體二級標準的標記

A.3.3標準標識的標記

標準的標記在側面進行，如圖A.4和A.5所示。用圖章制作的標記的排列方式使其與試驗表面的距離盡可能大。

標記的讀取方向指示第七層的焊接方向。標準的名稱由字母和數字組成。字母（A到H）表示FN值增加，后面的數字表示設置的數字。

 

A.4化學成分

表A.2顯示了礦床第七層（所有標準）的全化學分析示例。

表A.2—第七層帶狀復合鍍層的化學成分示例

 

 

A.5 FN測點位置標記

在第A3節所述條件下，在TWI收到標準。FN測量將在每個標準的五個位置進行。因此，如圖A.6所示，通過在側面劃線標記各個樣品。連接這些標記的虛線的交點定義了四個測量點。第五個測量點位于測量面的中心。點由（i）到（v）標識，如圖A.6所示，但這些字符并未標記在塊本身上。

 

圖示

1由虛線相交確定的點

2中心點

3劃線

4標準組號

5個人標準

圖A.6—在每個包層條上標記二次標準樣品并識別五個測量點

 

A.6 FN測量儀器和校準

A.6.1簡介

使用的儀器和程序符合本標準的要求。在開始生產和測量一般問題的FN標準之前，TWI對一套標準原型進行了試驗。這些結果表明，TWI給出的FN值與其他組織的結果一致，而且帶狀包層樣品可用于一系列商用鐵氧體測量儀器。

A.6.2使用的儀器

由美國儀器公司（USA）^6）生產的兩個“Magne Gages^?” ^5）用于對每一套標準進行測量。為了確保兩個儀器之間的差異在可接受的范圍內，在程序開始時，在按照A.6.4所述進行校準后，使用兩個“Magne Gages”對包含一整套標準的所有樣品進行測量。這兩組數據都在95%的“Magne Gages”預期測量值變化范圍內。

^5）Magne Gage是Magne Gage Sales & Service Co.，Inc.的注冊商標。

^6）現為馬格納蓋奇銷售服務有限公司。

A.6.3磁鐵強度檢查

在開始測量之前，檢查與每個“磁力計”相關的磁鐵，以確保它們符合本標準的要求。這是通過使用實驗室天平測量8個美國國家標準與技術研究所（NIST）^7）涂層厚度標準的剝離力來完成的。所采用的標準（見表A.3）是每個單獨儀器提供的七個標準，以及直接從NIST獲得的第八個標準（SRM 1312，標稱厚度0.2 mm）。

^7）NIST的前身是國家標準局（NBS）。

表A.3—用于帶狀包層二級標準“Magne—Gage”校準的NIST標準

 

每10套二級標準進行測量后，對每臺儀器的磁鐵強度進行復查，確保其仍符合要求。

每次校準前，按照制造商的說明清潔磁鐵。

A.6.4鐵素體數量校準

......

 

A.7二級標準測量程序

A.7.1儀器和操作人員

每組8個鐵氧體二次標準品由兩名操作員分別使用兩個“磁力計”讀取4組完整的讀數。盡管在任何給定的二級標準上只雇用了兩名操作員，但在整個測量過程中雇用了幾個操作員。

A.7.2退磁

沒有試圖去磁的標準，因為“磁規”已報告是不敏感的預磁化。

A.7.3每個鐵素體標準的測量

在每一個單獨的鐵氧體標準上，在五個測量點中的每一個點為每個操作員和“Magne測量儀”讀取三個讀數。非磁性夾具安裝在標準件上，以幫助快速準確地定位測量點，這些測量點由具有適當尺寸和定位孔的塑料凹塊組成。標準沒有在任何一個點上的三個單獨測量之間重新定位。

因此，每個標準共有60個“Magne-Gage”白色表盤讀數，每個單獨測量階段12個。

每個操作員和“Magne量規”的讀數在一次測量過程中完成。

A.7.4數據記錄和分析

......

A.7.5結果陳述

表A.4中的示例說明了隨每組標準一起在卡片上顯示的結果。

此外，框中每個標準旁邊的標簽顯示了該標準上所有測量值的總平均FN值。所有數值均引用到0.1 FN。

每一套盒裝的八項標準也配有一本小冊子，簡要介紹了這套標準的準備情況。

表A.4—隨附每箱標準的卡片上的結果表格表示示例（第二焊接金屬標準，設置68—1980年5月）

 

 

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