全球钢铁是必不可少的结构材料,其生产数量大幅增加,在过去的几年里。2007年,约有13.44亿吨钢材销售与新厂商进入市场来满足日益增长的需求。确保钢满足应用要求,质量控制变得非常重要。
质量问题在钢铁生产
钢铁生产的基本质量问题之一是“清洁”。在制造过程中一些影响变量可能会导致产品内的杂质。
非金属Incusions钢铁
这些包括主要非金属夹杂物可能源自渣形成的演员或炉内壁。也是常见的,夹杂物是与合金元素形成的化学反应,造成气体或从回收废金属污染元素。
利用光学显微镜检测钢中非金属夹杂物
非金属夹杂物的种类和数量影响钢的物理和机械性能,如抗拉强度、韧性和疲劳极限,可能会导致整个组件的严重故障。在这方面,最重要的检查方法之一是基于钢中非金属夹杂物的微观内容评估使用光学显微镜(LM)。
这种评价技术详细规范的国际标准,主要是ASTM E45,其他标准包括“航天飞机与发现”相关显微技术EN10247 DIN 50602和新欧洲标准。然而,只有后者是专门为LM的完全自动化分析技术和允许现代钢中夹杂物等级的评级,如混合或彩色的夹杂物。
夹杂物类型
常见的夹杂物类型是硫化物、氧化物和硅酸盐,可以检测到它们的颜色、形状和外观使用光学显微镜。但是不能确定确切的化学成分。此外,现代钢越来越含有非金属夹杂物,不能分配到的“典型”包含类型。因此,能够有效的质量控制,必须可靠地识别这些明显的夹杂物。
扫描电子显微镜和x射线元素分析
这可以通过扫描电子显微镜(SEM)和x射线元素相关联分析技术。面临的主要挑战是,然而,精确定位的小型夹杂物SEM以前确定光学显微镜,虽然alsoi基本保持一个有效的和用户友好的工作流在同一时间。正常的做法是手动标记明显的夹杂物如画一个圆,与包含一个标记在样品表面,从而污染样品表面。
光和电子显微镜(CLEM)
卡尔蔡司已经开发了CLEM解决方案基于一个特殊标本夹有三个标记定义一个坐标系,可以快速校准和半自动生成AxioVisionM“航天飞机与发现”软件模块。软件模块本身包含本身无缝AxioVision建立用户界面,能够直接与SEM控制单元通信。
仪表和结果
实验内容包括检查微观机械抛光钢中的非金属夹杂物样本(16 mncr5年级)在LM 100 x放大。样本最初安装到CLEM“标本持有人CorrMic垫普遍”,进而固定在电动扫描阶段的复合LM卡尔蔡司AxioImager Z.2m。样品架的坐标系统校准使用航天飞机&找到模块。
正如预期的那样,大多数的非金属夹杂物可分为硫化细长的特约记者,大多数不结盟的氧化物,如图1。检验完成时,一些明显的夹杂物被检测到天际,而大型夹杂物混合包围着一个身份不明的第三阶段。
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图1所示。LM的形象16 mncr5钢种显示拉长和对齐的硫化物夹杂物(灰色)和小球状氧化夹杂物(黑色)。注意,相当大的明显的包含在图像的中心由至少三个不同的阶段。
数字彩色图像取得了引人注目的夹杂物的卡尔蔡司AxioCam HRc 500 x放大如图2所示。感兴趣区域(roi)随后被定义在LM图像与航天飞机&找到软件模块与SEM技术进一步的调查。
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图2。LM的形象16 mncr5钢种显示明显的斯金格。注意,颗粒由至少三个不同的阶段欧洲杯猜球平台(清晰的白色和不同深浅的灰色)。
由此产生的元素分布地图确认调查的核心混合夹杂物主要包含成分由MnS和艾尔2O3。然而,奇怪注意身份不明的阶段通常由Bi,少量的铜和P .根据钢种的化学成分数据表,只允许P在小数量,但是它不能包含Bi和铜。
因此,它可以证明,分析钢样品的规格。
这些元素的起源,它是最有可能的,他们代表了从回收废金属污染残留,添加到主融化。
卡尔蔡司的标本夹然后转移到上40副总裁FE-SEM综合形态分析夹杂物的高倍镜下。珍惜持有人坐标系后,容易LM的数字图像相关的roi加载到航天飞机&找到模块,所选地区迅速而准确地在样品的扫描电镜照片是使用反向散射(BSE)和二次电子(SE)检测如图。3。
化学成分是评估使用EDS映射如图4和图5所示。为每一个包含两个映射可视化显示不同的元素包含在特定的阶段。
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图3。Brightfield形象在LM(左)以及疯牛病(中心)和SE(右)的扫描电镜图像明显的混合包含图1所示。图像使用CLEM技术获得的“航天飞机与发现”模块。注意,明亮的阶段围绕的核心,而高密度BSE图像可以推导出。
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图4。EDS映射的炫耀性混合包含图3所示。混合的核心包含由“典型”包含类型MnS(红色)和艾尔2O3(蓝色)而周围明亮的阶段包含的元素Bi(黄色)和P(绿色)。
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图5。EDS的映射图2所示的炫耀性混合包含大多数粒子(左)。包容的核心由“典型”包含类型MnS(红色)和艾尔2O3(蓝色),而周围的明亮阶段包含元素Bi(黄色)、铜(粉红色)和P(绿色)。
相关从卡尔蔡司显微镜
卡尔蔡司是光和电子显微镜的主要提供者,因此致力于开发相关显微技术的解决方案,允许为微观和纳米世界令人兴奋的新见解。通过提供集成产品解决方案简单的样品转移,快速协调恢复和强大的图像相关公司努力获得最短time-to-result和最大信息从客户样品。
结论
航天飞机和发现桥梁的世界有效的LM和高分辨率扫描电镜的卡尔蔡司产品系列和增加了额外的价值评估非金属夹杂物在常规例行检查任务。
自动LM分析如卡尔蔡司AxioImager Z.2m和AxioVision NMI-module,允许快速和有效的扫描大样本地区真正的色彩相关标准的要求。
非金属夹杂物评级的内容基于五个国际标准是可能的在运行,因此只有一个单一的分析资源和成本有效的筛查抛光钢样品可以达到。
获得明显的夹杂物检验过程中可以很容易地记录在LM和进一步的形态分析可以在SEM应用CLEM收集技术。这允许详细的结构成像和准确信息包含的化学成分和晶体取向SEM和EDS一样,x射线分析技术的改进算法,或者EBSD。因此,这个有效的和流线型的工作流工具显著增加生产力和样品处理量。
这些信息已经采购,审核并改编自卡尔蔡司显微镜GmbH是一家提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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