适用于硅钢铁素体完全再结晶组织晶粒尺寸计算的方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于硅钢铁素体完全再结晶组织晶粒尺寸计算的方法，该方法将待检测试样切割、镶嵌和填充，之后将所有试样及填充材料压紧压实，放入金相专用镶嵌设备制样；研磨、抛光，腐蚀，吹干被观测面；使用金相专用显微镜拍照；将拍摄的照片进行处理，得到晶界清晰的金相图片；对步骤3中得到的新图片P

【技术实现步骤摘要】
适用于硅钢铁素体完全再结晶组织晶粒尺寸计算的方法


[0001]本专利技术涉及钢铁材料组织分析领域，具体涉及一种适用于硅钢铁素体完全再结晶组织晶粒尺寸计算的方法。

技术介绍

[0002]钢铁材料是国民建设及工业生产中最为常见和重要材料，硅钢产品做为重要的钢铁产品之一，广泛应用于各种电动机及发电机铁心材料，其性能的优劣直接决定其用途及使用寿命。在其多种性能中其磁性能性能及力学性能与组织有着密切关系，而组织中的晶粒尺寸做为重要的衡量指标，有着极其重要的作用。在实际生产过程中常通过分析组织中晶粒的状态来分析、判断及预测部分性能，用以优化工艺和指导生产，是最常用、基础和重要的分析方法之一。
[0003]晶粒尺寸做为度量和评价的重要指标，历来是工业生产和科研工作需要获得的数据之一。目前通用及常用的方法是依据国标GB/T 6394
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2002《金属平均晶粒度测定方法》中所提供的方法，该标准规定了金属组织的平均晶粒度表示及评定方法，使用晶粒面积、晶粒直径、截线长度的单峰分布来测定试样的平均晶粒度。
[0004]申请号：CN03136604.X的中国专利技术专利公开了一种金属多晶体晶粒尺寸无损快速检测的方法，该方法是利用二维X射线探测系统记录相关多晶体晶面指数为不同{hkl}的各种衍射环，对衍射斑强度和强度的平均值进行统计，计算出金属多晶体内不同晶粒尺寸的衍射强度级别与对应的衍射峰数目的分布关系，衍射斑强度的统计值I对应着晶粒尺寸的统计值G，根据G＝a+k
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I式的线性关系和具体材料回归计算出的a和k常数，计算待测金属多晶体的晶粒尺寸分布和平均晶粒尺寸。本方法解决了传统晶粒尺寸检测方法有损、费时、离线的问题，不仅可以实现无损、快速检测，还可以转化成工业生产所需的晶粒尺寸在线检测新技术。该专利技术专利核心点为使用二维X射线探测系统，将X射线照射到多晶体上，利用二维X射线探测系统记录相关多晶体晶面指数为不同{hkl}衍射环，根据衍射峰对应的面积作为衍射斑强度，进而用统计统计方法回归计算出晶粒尺寸，可以计算出单个晶粒尺寸分布以及平均晶粒尺寸。
[0005]该专利方法必须利用X二维射线探测系统，虽快速，但依赖性很强，不够直观。同时该专利技术专利中也提及如果遇到衍射环呈连续分布模式，很难根据衍射信息对常规金属材料的晶粒尺寸分布做出合理的分析，有一定的局限性。
[0006]申请号：CN200510046130.X的中国专利技术专利公开了一种轧制过程钢板内部组织晶粒尺寸的软测量方法，该方法将物理冶金机理和数据库、信息技术相结合，其目的是实现钢板内部微观组织的实时在线监测，为优化工艺规程和化学成分，提高钢材性能质量提供依据。该方法包括选择确定模型参数；建立与过程机的实时通讯，从过程机数据库中调用工艺参数及合金成分动态数据，作为初始参数输入；预测奥氏体晶粒尺寸及其演变，包括：
[0007]①
计算轧制过程动态再结晶的晶粒尺寸，
[0008]②
计算轧制间歇期间静态、亚动态再结晶的晶粒尺寸，
[0009]③
计算奥氏体平均晶粒尺寸及其长大，
[0010]④
获得终轧出口的奥氏体晶粒尺寸；预测相变后铁素体晶粒尺寸；
[0011]申请号：CN201310471228.4的中国专利技术专利公开了一种测量复杂微观组织结构钢的有效晶粒尺寸的方法，包括如下步骤：通过 EBSD采集晶体衍射花样；通过衍射花样测量晶界取向差，绘制取向差分布曲线图；根据取向差分布曲线图计算有效晶粒尺寸阀值；测量有效晶粒尺寸阀值取向差之间的横截或纵截间距，间距数据进行统计处理，得到平均阀值取向差之间的平均间距即为测量材料的有效晶粒尺寸。该方法的方法利用晶粒间取向差作为测量有效晶粒尺寸的标准，提出了有效晶粒尺寸阀值的预测方法，便于根据材料的具体情况准确的制定有效晶粒尺寸阀值。
[0012]申请号：CN201710936423.8的中国专利技术专利公开一种定量表征复相材料主相组织晶粒尺寸的方法，属于金属材料物理性能检验
通过试样的制备制得主相组织和第二相组织微观有差异的截面试样；然后进行EBSD面扫描，主相组织标定率高于90％，第二相标定率低于10％，甚至于无衍射花样；最后对EBSD面扫描数据分析，去除扫描结果中误标点、奇异点和噪点，然后采用去除小晶粒的方式把第二相已标定的数据点设定为零解，或采用通过衍射衬度图中第二相对应的衬度范围设定为零解，再重复噪点的去除过程，对主相组织晶粒进行定量分析。优点在于：不仅能清晰、直观地显示复相材料主相晶粒的微观形貌，对晶粒尺寸的进行定量表征。
[0013]申请号：CN201410307311.2的中国专利技术专利公开了一种超细板条组织低合金钢的有效晶粒尺寸的测量方法及装置，属于晶粒尺寸测量领域。该方法通过电子背散射衍射技术采集晶粒晶体学取向衍射花样；通过衍射花样测量计算给定取向差角度下的晶粒尺寸面积，根据晶粒尺寸面积确定有效晶粒尺寸。该方法原理是利用晶粒的晶体学取向精确测量晶粒的面积，从组织机理上解决了有效晶粒尺寸测量的准确性和技术难点，并排除了晶粒尺寸测量人工因素的干扰和差异，便于操作和实施。该装置包括晶粒衍射花样的mapping图获取模块、晶粒尺寸面积计算模块、有效晶粒的尺寸计算模块。该装置能够自动对超细板条组织低合金钢的有效晶粒尺寸进行测量。
[0014]申请号：CN201410373084.3的中国专利技术专利公开了一种基于哈尔小波的晶粒尺寸无损评价方法，所述方法通过对参考试块进行数据采集，利用哈尔小波变换得到时间
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尺度分布，进一步计算各个参考模块的平均多尺度衰减系数，再结合预设尺度组合以及预设归一化权重建立平均晶粒尺寸超声多尺度衰减评价模型，最后利用建立的平均晶粒尺寸超声多尺度衰减评价模型对晶粒尺寸未知的试块进行晶粒尺寸评价。该方法能够降低晶粒尺寸测量的系统误差，对金相法测得平均晶粒尺寸为103.5μm的测试试块，评价的结果为101.7μm，误差控制在
±
2％，可见，通过对原始超声A波信号的多尺度分析，该方法的方法能发现原始超声A波信号中更丰富的晶粒尺寸信息，进而提高晶粒尺寸无损评价的精度。该方法对设备及操作过程要求较高，有一个明显的不足之处，为了对平均晶粒尺寸未知的试块进行评价，需要用平均晶粒尺寸已知的若干参考试块建立评价模型。该专利技术首先将参考试块固定于装满水的水槽内，用超声脉冲发生/接收器(又称超声仪)激励超声纵波探头，把超声纵波探头通过探头架夹持于六自由度运动平台，通过计算机上安装的运动控制卡连接控制电路来控制六自由度运动平台的运动，调整超声纵波探头在水槽中的位姿，并用计算机上的高速数据采集卡获取并存储超声仪输出的原始超声 A波信号，最后在计算机上进行进一步的
分析和建模。此过程对于长期稳定的检测相似种类的晶粒尺寸有优势，但对于品种或种类较多的晶粒尺寸进行观测时，就有诸多不便之处。
[0015]申请号：CN201410478957.7的中国专利技术专利公开了一种无需测厚的晶粒尺寸超声无损评本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于硅钢铁素体完全再结晶组织晶粒尺寸计算的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)试样加工、制备将待检测试样切割、镶嵌和填充，之后将所有试样及填充材料压紧压实，放入金相专用镶嵌设备制样；2)研磨、腐蚀及拍照使用金相专用设备研磨、抛光，腐蚀，吹干被观测面；使用金相专用显微镜拍照；3)金相照片预处理将拍摄的照片进行处理，得到晶界清晰的金相图片P
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；4)计算单个晶粒等效直径及单个晶粒面积对步骤3中得到的图片P
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进行计算处理，寻找单个封闭图形即单个晶粒，统计单个晶粒内像素和并保存，计算单个晶粒等效直径从而得到单个晶粒的面积值；直至得到所有晶粒面积。2.根据权利要求1所述适用于硅钢铁素体完全再结晶组织晶粒尺寸计算的方法，其特征在于：所述步骤2)中，腐蚀的溶剂为硝酸酒精溶液，浸泡腐蚀时间为20～100s；其中，硝酸酒精溶液中，硝酸的体积分数为3％～8％。3.根据权利要求1所述适用于硅钢铁素体完全再结晶组织晶粒尺寸计算的方法，其特征在于：所述步骤3)中，处理方法如下：a.对拍摄的照片做灰度化处理，改变金相照片尺寸到指定尺寸，调整照片亮度为130～160，得到金相图片，将图片记为P
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；b.将金相图片P
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转化为二维数组；c.对上述步骤得到的二维数组中的数据进行比较计算，将识别出晶界位置的数据进行转换，d.数组转换成图片将得到的数组N转换成中间图片，对中间图片做反相处理生成得到晶界清晰的金相图片P
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。4.根据权利要求3所述适用于硅钢铁素体完全再结晶组织晶粒尺寸计算的方法，其特征在于：所述步骤3)第b小步中，金相图片P
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转化为二维数组的方法如下：当上述金相图片P
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的晶粒清晰度≥1500000时，将金相图片P
old<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李准，陈圣林，杨光，石文敏，吕黎，马金龙，姜南，童海斌，邱晨，黄景文，叶飞，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：