视觉和钢显微组织化学分析:更快的钢质量的评级

钢是当今世界最重要的金属合金。因此,合金钢的生产是一个重要的全球工业基础设施的一部分。拥有超过2500种合金和广泛的属性,新钢材上正在开发新的、更苛刻的产品和应用程序。
钢铁生产贯穿几个步骤:铁矿石的开采岩石,矿石的冶炼铁获得基地,和氧气转炉的使用过程将富含碳的生铁转化为钢[1,2]。多年以来它已经知道钢铁微观结构(夹杂物、谷物、沉淀等阶段)合金性能和质量有很大的影响(1,3 - 6)。钢铁制造商在全球市场上保持竞争力,他们必须使用材料分析准确评估钢质量。了解钢铁的质量是很重要的对于许多类型的产品和应用程序,例如,新合金、车辆、建筑、船舶、管道、和回收。
通常情况下,钢夹杂物进行分类与光学显微镜成像有复杂的分析软件,然后分类根据标准特征(参见图1)维度而言,颜色/阴影,形状,和安排(3、5 - 6)。然而,成分,如氧化物、硫化物、硅酸盐,氮化物,等等,也很重要。此外,全球网络的工业原料制造商不得不使现成的财产和规范数据的钢合金,所以他们可以很容易地与国际和地区建立标准。

分析钢敝中断来确定质量通常是在合金生产和失效分析。在过去,敝中断评级做了手动通过比较图像标准图表。这种方法是费时,结果明显受到用户的判断的影响。今天执行外观检查抛光钢用显微镜系统在图像分析软件,自动扫描样品,检测定义的夹杂物,显示了原始数据,并将夹杂物根据国家和国际标准(3、5 - 6)。对钢质量的更可靠的决心,有图片和组成数据的组织将是有利的。然而,元素/化学分析方法,如能量色散x射线能谱(EDS)进行扫描电镜(扫描电镜),可以是昂贵和费时(7、8)。

在大多数情况下,准确、可靠的数据基于其夹杂物评级钢质量(图1)为自信的决策至关重要,尽管有限的时间和预算。二合一的解决方案提供了准确、可靠的视觉和化学分析仪器(7、9)。事实上,相比需要更少的样品制备扫描电镜/ EDS,没有样品将从一个系统转移到另一个,和空气中的样本分析导致时间和节约成本在敝中断在钢铁分析。
这种解决方案的一个例子是本报告所描述的,德国米填词材料分析系统钢铁专家从徕卡微系统软件。万博体育它结合了光学显微镜(视觉分析)、激光诱导击穿光谱或填词(1 - 2日,8)(化学分析)和软件专业评级钢铁敝中断[3],包括与已建立的标准(3、5 - 6)ASTM E45等ISO 4967、DIN 50602,等。对钢铁二合一的解决方案的优点如下所述。

视觉检查

不同类型的夹杂物在钢合金可以用专门的评价软件。夹杂物是由灰度值通常分类/颜色、大小、形状和几何布置。他们的成分也可以确定。大多数夹杂物的属性如表1所示。根据不同夹杂物的数量和规模,质量评级为钢铁生成样本。的夹杂物评级的一个例子钢铁专家软件是如图2所示。

表1:概述常见的非金属夹杂物在钢及其基本性质。

然而,经常分析工作流后没有完成视觉分类。不同类型的夹杂物可以在颜色或非常相似的灰色和在作文方面有显著的差异。氧化物夹杂是黑色或深灰色,可以由铁(Fe)、锰(Mn)、铝(Al)(铝酸盐类),钙(Ca)、铬(Cr)、硅(Si)(硅酸盐),其他元素(3、5 - 6)。
硫化物夹杂物是浅灰色的,可以由铁、锰、钙、镁(毫克),和其他元素(3、5 - 6)。
氮化物夹杂物有各种颜色,可以由钛(Ti)、铝、碳(C)、氧气(O)等元素(3、5 - 6)。例如,氮化钛(锡)夹杂物是淡黄色的粉红色与低的啊,但是成为黄橙O增加(3、10、11)。
与大量的O和C,锡夹杂物变成深蓝色或黑色[11]。成分数据是有用的对于理解钢铁生产过程的结果以及确定最终的钢的质量。

获取组成信息需要一个额外的分析技术,这意味着更多的样品制备,设备之间传输的样本,然后将感兴趣的区域。因此,结果是一个更复杂,更长的工作流程。

同时视觉和化学分析钢夹杂物是二合一的解决方案与徕卡微系统完成的。万博体育图像钢夹杂物成分,迅速分析使用填词,如图3所示。

图3说明了如何分析一个简单的方法是使用敝中断结合视觉和化学分析的方法(显微镜和填词)。图3显示了一个包含的大小超过了激光束。其成分是直接揭示了基本分析使用光谱数据库。在当前情况下,Ca和艾尔被确定为主要敝中断组件。从目视检查信息,包含可以确定为Ca-Al氧化物。小而细敝中断,如图3所示3 b和c,通过比较分析了他们填词光谱的钢矩阵。元素特征信号的差异揭示敝中断的化学成分。病人包含在图3 b主要Mn。
小橙包含在图3 c包含Ti。

在这个报告中,2-methods-in-1解决方案的优点,结合光学显微镜和激光诱导击穿光谱(填词),一个高效的工作流在分析钢铁微观结构(夹杂物和金属间化合物颗粒)。

钢夹杂物分析对确定钢的质量很重要。经常用于生产过程中质量控制和故障分析。通常的时间和费用分配给这种分析是有限的,但获得可靠的结果和实现所需的钢质量的目标始终是存在的。

二合一的解决方案为钢夹杂物分析提供了视觉和化学分析仪器。一个例子是德国马克M填词系统运行钢铁专家从徕卡微系统软件。万博体育
它提供了准确、快速的视觉和化学分析仪器,减少了样品制备,消除样品转移,不需要样品在真空。这些优势让用户进行快速、精确、更经济的钢夹杂物分析。