■文/左維誠

　　安徽省有多個(gè)大型汽車生產(chǎn)企業(yè)，如江淮和奇瑞都已上市，帶動(dòng)省內(nèi)眾多機(jī)械制造企業(yè)發(fā)展，各主機(jī)廠對(duì)配套廠采取各種方式進(jìn)行驗(yàn)貨檢驗(yàn)，為保證通過主機(jī)廠的驗(yàn)貨檢驗(yàn)，各配套廠也認(rèn)真執(zhí)行原材料的進(jìn)廠驗(yàn)貨檢驗(yàn)，當(dāng)出現(xiàn)原材料質(zhì)量爭議時(shí)，雙方采用委托第三方公正檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn)的方式。

　　我院受理了這樣的樣品，樣品為汽車大梁用熱軋鋼板，鋼材牌號(hào)510L，是兩件同一形狀的沖壓件，取自同一塊鋼板，鋼板規(guī)格是寬度800mm，厚度3mm，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T3273-2005《汽車大梁用熱軋鋼板》。汽車配套廠采用此種規(guī)格的大梁鋼板，在下料中發(fā)現(xiàn)部分鋼板工件加工特性不一致，配套廠與供貨方進(jìn)行了力學(xué)性能的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果是符合標(biāo)準(zhǔn)的，但試驗(yàn)數(shù)據(jù)有差別，總是不一致，因此找到質(zhì)檢院，希望查出加工特性不一致的原因，確認(rèn)需要退貨還是改進(jìn)加工工藝。

　　對(duì)此，我們根據(jù)力學(xué)性能不一致的特點(diǎn)，分析認(rèn)為：可能是由于試驗(yàn)采用的試樣制備方法有問題，造成檢驗(yàn)結(jié)果不一致，因此按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制定了相應(yīng)的檢驗(yàn)方法，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確分析問題出在什么地方，生產(chǎn)企業(yè)及配套廠均對(duì)我們的檢驗(yàn)分析結(jié)果表示滿意，以此試驗(yàn)結(jié)果作為下一步處理的依據(jù)。

　　本次檢驗(yàn)分析實(shí)際上是對(duì)鋼材軋制產(chǎn)生的各向異性的驗(yàn)證，我們知道物理性質(zhì)可以在不同的方向進(jìn)行測量。如果各個(gè)方向的測量結(jié)果是相同的,說明其物理性質(zhì)與取向無關(guān)，就稱為各向同性。如果物理性質(zhì)和取向密切相關(guān)，不同取向的測量結(jié)果迥異，就稱為各向異性。造成這種差別的內(nèi)在因素是材料結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性。在氣體、液體或非晶態(tài)固體中，原子排列是混亂的，因而就各個(gè)方向而言，統(tǒng)計(jì)結(jié)果是等同的，所以其物理性質(zhì)必然是各向同性的。鋼鐵材料通常屬于晶體材料，晶體本身存在著各向異性。因?yàn)榫w中原子具有規(guī)則排列，結(jié)構(gòu)上等同的方向只限于晶體對(duì)稱性所決定的某些特定方向。所以一般而言，物理性質(zhì)是各向異性的，特別是小帶寬鋼帶的軋制過程，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生比較明顯的各向異性。

　　從我們檢驗(yàn)分析的過程來看，這是一個(gè)典型的檢驗(yàn)實(shí)例，能讓我們從樣品的制樣到檢驗(yàn)分析，在整個(gè)過程中結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，從所涉及到的各方面深入學(xué)習(xí)和研究，提高我們的檢驗(yàn)?zāi)芰?。下面詳?xì)說明一下我們的整個(gè)檢驗(yàn)分析過程：

　　疑點(diǎn)分析和試驗(yàn)方案

　　1．確定試樣的取樣位置

　　GB/T3273-2005標(biāo)準(zhǔn)中8.1條規(guī)定：當(dāng)鋼板和鋼帶的寬度小于600mm時(shí)，試樣應(yīng)沿軋制方向截取，當(dāng)鋼板和鋼帶寬度等于或大于600mm時(shí)，試樣應(yīng)沿垂直于軋制方向截取。

　　熱軋鋼板在軋制過程中會(huì)產(chǎn)生各向異性，在軋制方向上和垂直于軋制方向上的力學(xué)性能是不一致的，為在兩種方式上都能滿足材料工藝性能，所采取的下料方式也是不一致的。當(dāng)寬度小于600mm時(shí)，工藝要求一般是沿著軋制方向下料，而在寬度大于600mm時(shí)，實(shí)際生產(chǎn)中可能出現(xiàn)在垂直于軋制方向下料的現(xiàn)象。因此，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)取樣位置有明確規(guī)定，規(guī)定應(yīng)垂直于軋制方向制取試樣，是為了取得大寬度熱軋鋼板在下料不利方向上的力學(xué)性能，作為這種大寬度熱軋鋼板的最低技術(shù)參數(shù)，滿足生產(chǎn)中采用垂直于軋制方向的下料需求。

　　另外，由于配套廠提供的兩塊熱軋鋼板是已經(jīng)從整塊鋼板上沖剪成形的樣品，雖已確認(rèn)是在相同軋制方向下料的，但所提供的力學(xué)性能數(shù)據(jù)并不一致，我們認(rèn)為存在兩塊樣品不是同一軋制方向的可能性，因此需要在每塊樣品上制取兩件試樣，一件沿著軋制方向取樣，一件沿著垂直于軋制方向上取樣。

　　2．采用金相分析方式確定鋼板的軋制方向

　　由于鋼板的各向異性在不同生產(chǎn)工藝的影響下，可能表現(xiàn)的不是很明顯，力學(xué)性能的試驗(yàn)結(jié)果有可能非常接近，給我們判斷鋼板的實(shí)際軋制方向造成困難，因此，根據(jù)GB/T3273-2005標(biāo)準(zhǔn)中引用的GB/13299-1991《鋼的顯微組織評(píng)定辦法》，對(duì)樣品的帶狀組織進(jìn)行檢驗(yàn)，用帶狀組織的方向確定鋼板的軋制方向。

　　結(jié)合以上兩種思路，我們確定取樣方式如圖1：

　　1．1#∥和2#∥試樣是沿平行于配套廠標(biāo)定的鋼板軋制方向取樣，1#⊥和2#⊥是沿垂直于配套廠標(biāo)定的鋼板軋制方向取樣（以“∥”標(biāo)記平行樣，以“⊥”標(biāo)記垂直樣）。

　　2．制取的試樣一共6件，其中包括兩件沿軋制方向制取的試樣、兩件沿垂直于鋼板軋制方向制取的試樣，另外還在兩件樣品上各制取了一件金相試樣。

　　試驗(yàn)結(jié)果

　　1．根據(jù)GB/T228.1-2010《金屬材料 拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)，采用微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)（WDW-300）進(jìn)行檢驗(yàn)，得出力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見表1：

　　2．帶狀組織檢驗(yàn)結(jié)果

　　按圖1所示金相試樣位置取20mm×10mm樣塊。樣塊長邊截?cái)嗝鏄?biāo)記為L，短邊截?cái)嗝鏄?biāo)記為W。按照GB/T13299《鋼的顯微組織評(píng)定方法》，采用金相顯微鏡（Axiovert40 MAT）進(jìn)行檢驗(yàn)，得出帶狀組織圖譜如下：

　　數(shù)據(jù)分析
　　1．由表1所示力學(xué)性能，根據(jù)數(shù)據(jù)的區(qū)別進(jìn)行分析：

　?、艓挻笥?00mm的汽車大梁用熱軋鋼板，其各向異性特征應(yīng)不明顯，但試驗(yàn)表明，本次試驗(yàn)的同一試樣在不同方向上存在較大差異，可見該材料本身存在比較明顯的各向異性。

　?、?#試樣與2#試樣在同一方向上所取樣塊在力學(xué)性能上差異較大，反而1#∥試樣與2#⊥試樣情況更接近，1#⊥試樣與2#∥試樣情況更接近，據(jù)此推測兩塊樣品下料時(shí)可能不是同一個(gè)加工方向。

　　2．根據(jù)金相圖譜進(jìn)行分析
　　⑴由圖L1#、W1#可知，1#試樣沿長邊方向的組織變形不明顯，而沿短邊方向可以明顯地觀察到晶體被拉長并呈現(xiàn)出方向性。故而推測1#試樣沿短邊方向?yàn)檐堉品较颉?br />
　?、朴蓤DL2#、W2#可知，2#試樣沿短邊方向的組織變形不明顯，而沿長邊方向可以明顯地觀察到晶體被拉長并呈現(xiàn)出方向性。故而推測2#試樣沿長邊方向?yàn)檐堉品较颉?br />
　　綜合判定

　　綜上所述，我們認(rèn)為所檢樣品首先存在比較明顯的各向異性，另外1#試樣與2#試樣在下料時(shí)取樣方向不同，導(dǎo)致試驗(yàn)所得多個(gè)力學(xué)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)不一致。

　　因此針對(duì)本次檢驗(yàn)，提出兩點(diǎn)意見供送檢雙方參考：

　　1．所送樣品存在比較明顯的各向異性，與GB/T3273-2005《汽車大梁用熱軋鋼板》比照，相對(duì)于帶寬大于600mm以上的鋼板力學(xué)性能，其加工特性略有不足，鋼板生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)查找原因進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

　　根據(jù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的理解，由于小尺寸帶寬鋼板的各向異性不可避免，因此力學(xué)性能試樣采取平行于軋制方向，并以此定義該鋼板力學(xué)性能，限定加工方向應(yīng)為軋制方向。而對(duì)于大尺寸帶寬鋼板，則認(rèn)為其各向異性不明顯，可以采取垂直于軋制方向制取試樣的方法，不對(duì)大尺寸帶寬鋼板限定加工方向。

　　2．汽車配套廠采用汽車大梁用熱軋鋼板作為原料，在設(shè)計(jì)下料環(huán)節(jié)忽視了鋼板本身的各項(xiàng)異性特征。

　　由于汽車大梁用熱軋鋼板本身存在各向異性，且由于鋼板帶寬的不同，其表現(xiàn)程度也不相同，因此汽車配套廠在采用大梁鋼下料時(shí)，應(yīng)密切注意軋制方向，不能因考慮到減少廢料成本，而完全忽視汽車大梁用熱軋鋼板本身存在的各向異性。未按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的軋制方向下料，會(huì)影響到工件的加工特性，特別是一些需要定向受力的工件。

　　（作者單位：安徽省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院）

　　《中國質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督》2013年12月刊