非金屬夾雜物是在制造過程中嵌到鋼材中的化合物材料。夾雜物的化學(xué)來源各有不同,并會使鋼材呈現(xiàn)出不同的機械屬性,如:可成形性、強韌性、機械加工性和耐腐蝕性。一般來說,夾雜物越少,或夾雜嚴重程度越低,鋼材的質(zhì)量就越高。因此,分析和記錄鋼材中非金屬夾雜物的情況是控制鋼材質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。
挑戰(zhàn)
在北美和南美,ASTM E45是分析鋼材中非金屬夾雜物的主要標準。質(zhì)量控制實驗室過去使用,還將繼續(xù)使用ASTM的圖表比較方法對夾雜物進行分析。操作人員使用這種方法,將光學(xué)顯微鏡下的實時圖像與通常張貼在顯微鏡附近墻壁上的顯微圖像進行比較,可以對夾雜物的類型和嚴重程度進行目測估計。在數(shù)碼成像技術(shù)出現(xiàn)之前,ASTM E45標準所規(guī)定的放大倍率要求是使用復(fù)式顯微鏡在100倍的總放大倍率下(10×物鏡和10×目鏡)評估夾雜物。但是,為了順應(yīng)數(shù)碼圖像分析的發(fā)展趨勢,這個標準得到了更新:在使用10×物鏡時,分辨率需要達到1.0 μm/像素或者更好的像素。由于數(shù)碼圖像分析方法具有CJ準確性和可重復(fù)性,因此目前受到用戶的普遍歡迎,這種方法有助于避免人眼目測會造成的主觀錯誤。此外,分析結(jié)果的記錄環(huán)節(jié)也可被順暢地集成到工作流程中。我們?nèi)绾纬晒Φ厥褂脭?shù)碼成像解決方案對鋼材中的非金屬夾雜物進行符合ASTM E45標準的分析呢?
解決方案
對樣品進行適當?shù)臏蕚渲螅涂梢允褂靡慌_可提供反射光、明場條件的復(fù)式顯微鏡(正置或倒置型號),在被測鋼制樣品的表面上直接觀察到非金屬夾雜物。由于夾雜物與樣品之間較高的對比度,可以很容易地觀察并分析夾雜物:在鋼材明亮、高反光的背景中,夾雜物呈現(xiàn)為暗色。不同夾雜物類型(即球狀氧化物和硅酸鹽)的形態(tài)參數(shù)各有不同,它們的灰度值(即氧化鋁和硫化物)也各不相同。材料科學(xué)顯微鏡專用的圖像分析軟件
由于鋼材中非金屬夾雜物獨特的形態(tài)參數(shù)及其固有的高對比度水平,使用圖像分析軟件可以準確、重復(fù)、方便地探測到這種非金屬夾雜物。許多材料科學(xué)顯微鏡專用的圖像分析軟件包為用戶提供一些可選配的附加模塊,這些模塊可使用戶根據(jù)ASTM E45及其他各種國際標準的要求獲得分析結(jié)果。
程序:
1、選擇10×放大倍率的物鏡,然后在反射光、明場的條件下,操控載物臺上的樣品,以觀察含有要分析的夾雜物的關(guān)注區(qū)域。如果使用的是電動載物臺,則需為軟件編程,使載物臺掃查所需大小的關(guān)注區(qū)域(根據(jù)ASTM E45標準,至少要掃查160平方毫米的區(qū)域)。
總結(jié)
由于鋼材中非金屬夾雜物與其金屬背景之間固有的高對比度,可以使用材料科學(xué)顯微鏡專用的圖像分析軟件對非金屬夾雜物進行準確的具有重復(fù)性的評估分析。許多軟件包都符合ASTM E45和各種國際標準的要求,而且應(yīng)用起來非常輕松。除了可以進行分析,許多軟件包還具有基于分析數(shù)據(jù)自動生成報告的性能,甚至還可提供整合性數(shù)據(jù)庫,可使用戶輕松歸檔數(shù)據(jù),并快速搜索圖像和相關(guān)數(shù)據(jù)。在考慮購買一種用于評估非金屬夾雜物的解決方案時,直接與材料科學(xué)專用顯微鏡的制造商協(xié)同合作,至關(guān)重要,因為他們可以在為您提供解決方案的每一個步驟中(從設(shè)備選擇到整體部署)提供有效的幫助。