通过相关显微镜改进了非金属钢夹杂物的分析和定量

由...赞助Carl Zeiss显微镜GmbH2013年3月6日

近年来，全世界的钢生产生产都有惊人的增长，这是因为钢被认为是重要的结构材料。实际上，由于市场上的新进入者能够满足不断增长的需求，在2007年，市场交易了约13.44亿吨钢铁。

但是，为了确保钢铁符合其应用要求，鉴于现在可以在市场上提供更多产品，因此质量控制已成为一个重要因素。

钢杂质

清洁度是钢生产中的核心质量问题之一。在生产过程时，不同种类的变量可以促进产品中的污染。这些非金属夹杂物可能来自炉子的衬里或铸件顶部的覆盖炉灶。非金属夹杂物的类型和数量可能会影响钢的物理和机械特征，例如韧性，拉伸强度，疲劳极限等，并可能导致整个组件的严重失败。

为此，光学显微镜（LM）用于检查钢中非金属夹杂物的显微镜含量。该评估受到多种国际标准（例如DIN 50602，ASTM E45和新的欧洲标准EN10247）精心调节。但是，仅设计EN10247才能通过LM方法进行完整的自动分析，并可以在当代钢等级（如彩色或混合夹杂物）中的夹杂物进行评级。

夹杂物的类型包括硅酸盐，氧化物和硫化物，它们在光学显微镜中很容易检测到它们的形状，颜色和外观。但是，它们的实际化学成分无法轻易检测到。

此外，当代钢质具有非金属夹杂物，不能委派给任何标准包含类别。可以通过使用扫描电子显微镜和相关的X射线元件分析方法来克服此问题。但是，挑战是要准确地重新放置扫描电子显微镜中的微小夹杂物，这些扫描电子显微镜已使用光学显微镜检测到，并同时保持有效的工作流程。

通常，突出的夹杂物是通过在样品表面上的包含圆周围绘制一个圆的标记，但是这种练习倾向于污染样品表面。为了克服这个问题，相关光和电子显微镜（CLEM）可以使用。

然后使用光学显微镜评估以100倍放大的抛光钢样品（16MNCR5级）中非金属夹杂物的微小含量。

首先，将样品放置在CLEM“标本持有人Corrmic Mat Universa A”中，该样品固定在化合物LM Carl Zeiss AxioImager Z.2m的机动扫描阶段。然后，通过使用班车和查找软件模块来校准坐标系。

16MNCR5钢级的LM图像显示细长和对齐的硫化物夹杂物（灰色）和小球氧化物夹杂物（黑色）。

图1。16MNCR5钢级的LM图像显示细长和对齐的硫化物夹杂物（灰色）和小球氧化物夹杂物（黑色）。

16MNCR5钢级的LM图像显示出明显的包容串。

图2。16MNCR5钢级的LM图像显示出明显的包容串。

可以预见的是，大多数非金属夹杂物可以归类为延长的硫化物纵梁，并且主要是未对齐的氧化物，如图1所示。但是，在评估过程中，鉴定出许多突出的包含物，这些包含大型混合包含被神秘的包围的夹杂物。第三阶段。

借助Carl Zeiss AxiooCam HRC，如图2所示获得了这些夹杂物的数字色图像，然后在LM图像中定义了感兴趣的区域，该区域是使用Shuttle＆查找软件模块在LM图像中定义的。

LM（左）以及图1中明显混合包含的SEM中的BSE（左）和SE（右）图像中的Brightfield图像。使用具有“ Shuttle＆Find”模块的CLEM技术获取图像。

图3。LM（左）以及图1中明显混合包含的SEM中的BSE（左）和SE（右）图像中的Brightfield图像。使用具有“ Shuttle＆Find”模块的CLEM技术获取图像。

图3中所示的显着混合包含的EDS映射。混合包含的核心由“典型”包含类型Mns（红色）和Al2O3（蓝色）组成，而周围的光相包含元素BI（黄色）和P（绿色）。

图4。图3所示的显着混合包含的EDS映射。混合包含的核心由“典型”包含类型MN（红色）和Al组成₂o₃（蓝色）而周围的明亮相位包含元素BI（黄色）和P（绿色）。

图2中所示的明显混合包含的EDS映射（左最粒子）。包含的核心由“典型”包含类型MN（红色）和Al2O3（蓝色）组成，而周围的明亮相位包含元素BI（黄色），Cu（pink）和P（绿色）。

图5。图2中所示的明显混合包含的EDS映射（左最粒子）。包含的核心由“典型”包含类型MN（红色）和AL组成₂o₃（蓝色）而周围的明亮相位包含元素BI（黄色），Cu（粉红色）和P（绿色）。

为了对高放大倍数进行全面的形态学检查，将标本持有人转移到Carl Zeiss Supra 40VP FE-SEM。然后重新校准持有人坐标系，并将LM数字图像加载到其相关的关注区域中，并查找软件模块。

此后，在扫描电子显微镜中立即准确地重新定位了所选区域，在该显微镜中，通过使用后散射和二级电子检测来对样品进行成像，如图3所示。进行了EDS映射以分析化学成分，如图所示。4和5。

该元素分布映射验证混合夹杂物包含氧化铝和硫化锰，而身份不明的相含有二氧化碳和痕量的磷和铜。

根据该钢级的化学成分数据表，仅允许磷量，而不应存在二晶和铜。因此，可以推断出经过分析的钢样品不符合国际标准设定的规范。

穿梭与查找相关显微镜技术提供了一种易于使用的解决方案，用于分析和量化钢中的非金属夹杂物。现在仅在单个分析运行中就可以实现夹杂物的额定值，因此可以对抛光钢样品进行成本效益的筛选。

此信息已从卡尔·蔡司显微镜GmbH提供的材料中采购，审查和调整。欧洲杯足球竞彩

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Carl Zeiss显微镜GmbH。（2019年10月25日）。通过相关显微镜改进了非金属钢包含物的分析和定量。azom。于2022年7月22日从//www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=8227检索。
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Carl Zeiss显微镜GmbH。2019。通过相关显微镜改进了非金属钢夹杂物的分析和定量。Azom，2022年7月22日，https：//www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=8227。