钢材出质量争议送去做金相，同一块料两家实验室结论相反？取样方向、磨抛浸蚀、视场标定哪一步出了岔，GB/T 13298 说清

钢材出了质量争议，判赔不判赔常常就靠一张金相照片。买方说冲压开裂是料的问题，卖方说裂口是模具崩出来的，两边各自送检，结果一份报告写「组织正常」，另一份写「晶粒粗大、见异常」。同一块板、同一炉批，结论却拧着。这种局面不全是有人做了手脚，多半是取样部位和方向、磨抛浸蚀这几步没有对齐。金相检验有国家标准管着，把标准摆到桌面上，两边按同一套规矩做，照片之间才有可比性。

金相检验的基础标准是 GB/T 13298-2015《金属显微组织检验方法》，2015 年 9 月 11 日发布、2016 年 6 月 1 日实施，全部代替 GB/T 13298-1991，由钢铁研究总院等单位起草，归口 TC183SC14。它管的是从取样、镶嵌、磨抛、浸蚀到显微观察和出报告的整套流程。往下才分具体项目：脱碳层深度按 GB/T 224-2019《钢的脱碳层深度测定法》测，2019 年 6 月 4 日发布、2020 年 5 月 1 日实施，代替 GB/T 224-2008，修改采用 ISO 3887:2017；低碳钢冷轧薄板的铁素体晶粒度按 GB/T 4335-2013《低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法》测，适用于含碳量小于 0.2% 的板；非金属夹杂物按 GB/T 10561 评级；钢的晶粒度按 GB/T 6394 测；电解抛光按 YB/T 4377-2014《金属试样的电解抛光方法》。这几本里，GB/T 13298-2015 是总口径，脱碳和铁素体晶粒度的测法都引它。

取样是分歧最容易冒出来的地方。GB/T 13298-2015 第 3.1.1 条讲总则，试样要有代表性，能代表被研究的整批材料，不能专挑好的或者坏的那一小块。3.1.2 条讲常规检验，钢带、线材试样宜从盘卷端部截取；焊接件试样要同时包含焊缝、热影响区和母材。3.1.3 条讲失效分析，试样应尽可能在断裂部位或开始失效的部位截取，而且截取之前要先把失效表面的形貌研究完或者记录下来，不能一刀下去把证据毁了。

检验面选哪一个，直接决定照片上能看到什么。标准图 1 列了八个方向：A 是锻造或轧制表面，B 是轧制方向，C 是轧制侧边，D 是平行于轧制表面的纵截面，E 是垂直于轧制表面的纵截面，F 是垂直于锻造或轧制方向的横截面，G 是径向纵截面，H 是切向纵截面。3.2.2 条说横截面 F 用来查表层到中心的组织变化、晶粒度级别、网状碳化物评级、表面缺陷深度、氧化层深度、脱碳层深度、腐蚀层深度，以及表面化学热处理层和镀层的组织与厚度。3.2.3 条说纵截面 D、E、G、H 用来查非金属夹杂物含量、变形后的组织和晶粒畸变程度、塑性变形程度、带状组织评级和热处理情况。要判晶粒度就得取横截面，要判带状组织和夹杂物就得取纵截面，方向取反了，看到的根本不是该看的东西。

试样的尺寸和截取也有数。3.3 条给的参考是检验面面积小于 400 mm²、高度 15 mm 到 20 mm，高度比横向尺寸小一些，好拿也好磨。3.4 条列的截取方法有砂轮切割、电火花线切割、机加工（车、铣、刨、磨）、手锯和剪切。砂轮切割和剪切的切口附近会留下变形层和热影响，判表层缺陷或者薄板组织的时候要留出余量再磨掉。3.5 条要求截取的试样做好标记，别在后续磨抛里把编号搞混；3.6 条要求清洗干净。

小试样不好拿，要镶嵌。3.7 条分了机械镶嵌法和树脂镶嵌法。树脂镶嵌又分热镶和冷镶：热镶法（3.7.3.2）的加热温度不超过 180 ℃，压力小于 30 MPa，建议冷却到 30 ℃ 之后再解除压力；冷镶法（3.7.3.3）在室温固化。热镶温度一旦超了，试样表层的组织可能被改掉，这是薄板件常踩的坑，所以要判表层脱碳或者镀层，冷镶会更稳。

磨抛分磨平和抛光两段。4.1 条讲试样磨平，磨的时候要用水冷却，防止发热改变组织。4.2.1 条讲手工磨光，每换一次砂纸，试样要转 90°，让新磨痕和旧磨痕垂直，一直磨到旧磨痕完全消失再换下一号。跳号或者偷懒不转方向，粗磨痕压在底下，到了抛光阶段怎么也去不掉，照片上就成了一道道假划痕。

抛光（5.1 条）分机械抛光、电解抛光、化学抛光、振动抛光和显微研磨。5.2.1 条粗抛光的时间一般在 2 min 到 5 min；5.2.2 条精抛光的绒布湿度以试样表面那层水膜在 2 s 到 3 s 内完全蒸发消失为宜，太湿抛不亮，太干容易发热和粘布。5.3 条指明电解抛光按 YB/T 4377-2014 执行，那本标准适用于金相试样、显微硬度试样、X 射线衍射试样和扫描电镜试样的制备。5.4 条提醒化学抛光只能把表面弄光滑，不能把表面弄平整，凹陷的地方还是凹。5.5 条讲振动抛光，用螺旋振动系统去掉试样表面的应力层和残余变形层，做薄板、镀层、需要看真实晶粒的活儿用得上。

抛光完的组织是平的，但看不出结构，要显示出来。6.1 条把显示方法分成光学法、浸蚀法和干涉层法。6.3 条浸蚀法底下有化学浸蚀、电解浸蚀、恒电位浸蚀、离子浸蚀（也叫阴极真空浸蚀）和热蚀显示法，热蚀是在真空或者氮气、氩气保护下加热试样。6.4 条干涉层法分得更细，有化学浸蚀形成薄膜法、阳极覆膜法、恒电位阳极极化及阳极沉淀法、真空蒸发镀膜法、溅射镀膜法，还有热染法，热染是把抛光试样加热到 500 ℃ 以下形成一层氧化薄膜。

浸蚀剂怎么配，标准里给了表。GB/T 13298-2015 附录 A 是资料性附录，表 A.1 列了碳钢和合金钢的常用浸蚀剂。最常用的是 1-1 号：硝酸 1 mL 到 5 mL 加酒精 100 mL，用于一般碳钢和低合金钢热处理后的组织，浸蚀几秒到 1 min。1-2 号是苦味酸 4 g 加酒精 100 mL，腐蚀性弱一些，不显示铁素体晶界，浸蚀几秒到几分钟。1-3 号是盐酸 5 mL 加苦味酸 1 g 加酒精 100 mL，显示晶粒度在 1 min 以内，显示回火组织大约要 15 min。1-4 号是三氧化铬 10 g 加水 100 mL，用于电解浸蚀，试样接正极、不锈钢接负极，两极相距 18 mm 到 25 mm，电压 6 V，时间 30 s 到 90 s。1-10 号是草酸 10 g 加水 100 mL，也是电解浸蚀，用于奥氏体不锈钢和高镍合金，显示组织约 1 min，显示碳化物 10 s 到 15 s。同一块试样，浸蚀过了晶界发黑一片，浸蚀不够晶界出不来，这两种照片拿去评级都不作数。

浸蚀完上显微镜，也有规矩。7.2.5 条要求试样被观察的那个平面与显微镜的光轴垂直；7.2.6 条和 7.2.7 条分别讲孔径光栏和视场光栏的调整。7.3 条讲图像采集，其中 7.3.1 条要求先用测微尺标定，7.3.3 条要求照片上加上标尺，7.3.5 条列了保存格式，JPEG、BMP、TIFF、RAW、PSD、PDF 都可以；7.4 条讲用图像分析软件做定量。大型件切不动也搬不进实验室的，第 8 章给了现场金相检验的办法，像大型齿轮、轴类、管道，用便携式显微镜或者覆膜法在现场做。

报告要写什么，第 9 章列了七项：材料名称、牌号、规格、批号、编号、热处理工艺，以及取样数量、部位、方向；本标准编号；使用仪器的型号；组织显示方法和浸蚀剂种类；检测结果；报告日期和编号；检测人员和审核人员签字。回头看两家结论相反的情况，先把两份报告里「取样部位、方向」和「浸蚀剂种类」这两栏并排对一下，很多分歧到这一步就找到根了。

落到实际操作，送检的时候把几件事和实验室说在前面：按哪个标准做，金相总体流程按 GB/T 13298-2015，脱碳按 GB/T 224-2019，冷轧薄板铁素体晶粒度按 GB/T 4335-2013，夹杂物按 GB/T 10561，晶粒度按 GB/T 6394；取样部位和方向按图 1 的哪一种面、为什么这么取；试样热镶还是冷镶，热镶温度有没有压到 180 ℃ 以下；磨抛到哪一号砂纸、抛光用机械还是电解；浸蚀剂用表 A.1 的哪一号、浸蚀多长时间。报告拿到手，核一遍第 9 章那七项齐不齐，特别是取样部位和方向。买方卖方各自送检的，先把这两栏对齐了再谈结论，省得钱花两遍还没个定论。

常见问题（FAQ）

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