一种钢中夹杂物评价分析方法技术

本发明专利技术提供一种钢中夹杂物评价分析方法，包括：根据钢中夹杂物主要类型、钢液成分中至少一种信息，在扫描电镜程序中预设夹杂物尺寸、成分、分类标准中至少一种参照值；根据成品钢材的形制，进行样品选取与制备；在制备好样品的检测面划定扫描区域，设定电镜扫描参数，对夹杂物进行电镜扫描检测；通过对样品扫描获得的扫描面积内夹杂物的数量、种类、尺寸、成分、周长、面积中至少一种信息，定义成品钢中夹杂物的分布均匀度、圆形度、夹杂物尺寸分布均匀度作为钢中夹杂物的定量评价指标，从而用来表征夹杂物的分布、形貌、尺寸。本发明专利技术能够基于自动扫描电镜的全面准确快捷的对成品钢材中夹杂物进行评价分析，利于为生产高洁净度钢提供指导。供指导。供指导。

【技术实现步骤摘要】
一种钢中夹杂物评价分析方法


[0001]本专利技术涉及材料分析
，尤其涉及一种钢中夹杂物评价分析方法。

技术介绍

[0002]钢铁材料在社会建设和人类生活中扮演的角色越来越重要，对高质量钢的需求量越来越大。钢中非金属夹杂物对钢的疲劳性能、强度韧性、熔点等特性有着重要影响，因此，控制钢中非金属夹杂物至关重要，而如何快速准确的实现对钢中夹杂物的评价则是其中的关键。
[0003]目前对于钢中夹杂物的检测评价方法主要包括：(1)金相法，此方法较为传统，可以得出夹杂物的分布以及形状尺寸，依赖于人眼进行分辨，容易出现较大误差；(2)无水电解法，通过此方法可以获得夹杂物的三维形貌、类型等，但是此方法所消耗的人力巨大，耗时较长，对于大尺寸夹杂物的分析比较适用；(3)原位分析法，此方法采用火花放电所产生的光谱信号对夹杂物进行检测分析，可以得到夹杂物数量、粒度分布等信息，但是其精度较低。
[0004]中国专利CN112285143A公开了一种高洁净度齿轮钢夹杂物的评价方法，该专利从成品齿轮钢上切下若干个金相样品，利用扫描电镜对试样一定扫描面积内最大夹杂物面积金相统计，同时利用金相显微镜对其中一个样品夹杂物进行评级，将得到的数据与等效直径进行线性拟合来确定夹杂物的评价指数，但是该方法只适用于大尺寸夹杂物。
[0005]中国专利CN107132244B公开了一种钢中夹杂物定量评价方法，该专利将制备好的金相样品金相扫描观察，利于用检测得到的夹杂物总面积与扫描面积求得的夹杂物间距作为钢中夹杂物定量评价指标，但是此方法对于小尺寸夹杂物的评价存在误差。
[0006]中国专利CN113376195A公开了一种弹簧钢盘条中夹杂物检测及评价方法，该专利利用有机溶液，将制备的金相样在一定条件下进行电解腐蚀，随后进行SEM扫描分析，通过图像处理软件得到每个夹杂物的面积以及夹杂物周围孔隙的面积，应用此数据计算得到夹杂物的等效尺寸和收缩系数作为夹杂物定量评价指标，但是该方法耗时较长，应用图像处理软件较为繁琐且存在一定误差。
[0007]中国专利CN108593649A公开了一种定性及定量测试分析钢中夹杂物的方法，该专利将制备好的金相样首先放在金相显微镜下确定其尺寸范围，然后进行SEM扫描，根据不同的夹杂物尺寸范围选择不同的工作距离和放大倍数来得到钢中夹杂物的成分、尺寸、形貌等。该专利需要随时切换电镜参数，对于结果的精确度有一定影响。
[0008]综上所述，目前还没有一种基于自动扫描电镜的比较全面准确的对成品钢材中夹杂物进行评价的方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供了一种钢中夹杂物评价分析方法，能够基于自动扫描电镜的全面准确快捷的对成品钢材中夹杂物进行评价分析，利于为生产高洁净度钢提供指导。
[0010]为解决上述专利技术目的，本专利技术提供的技术方案如下：
[0011]一种钢中夹杂物评价分析方法包括：
[0012]根据钢中夹杂物主要类型、钢液成分中至少一种信息，在扫描电镜程序中预设夹杂物尺寸、成分、分类标准中至少一种参照值；
[0013]根据成品钢材的形制，进行样品选取与制备；
[0014]在制备好样品的检测面划定扫描区域，设定电镜扫描参数，对夹杂物进行电镜扫描检测；
[0015]通过对样品扫描获得的扫描面积内夹杂物的数量、种类、尺寸、成分、周长、面积中至少一种信息，定义成品钢中夹杂物的分布均匀度、圆形度、夹杂物尺寸分布均匀度作为钢中夹杂物的定量评价指标，从而用来表征夹杂物的分布、形貌、尺寸，以得到全面完整的夹杂物评价体系。
[0016]可选地，在所述根据成品钢材的形制，进行样品选取与制备中，包括：对平行于轧制方向的检测面进行研磨抛光。
[0017]可选地，所述成品钢材的形制包括轧板、棒材和线材，所述成品钢材为轧板，则在所述轧板沿轧制方向上取至少三个样品，在所述轧板沿垂直轧制方向上取至少一个样品；和/或，
[0018]所述成品钢材为棒材，则在所述棒材横截面上间隔相同角度等分取样，沿径向均匀取样，其中，横截面等分数至少为3，径向取样数至少一个，在所述棒材沿轧制方向上均匀取至少五个样品；和/或，
[0019]所述成品钢材为线材，则在所述线材横截面上间隔相同角度等分取样，沿径向均匀取样，其中，横截面等分数至少为3，径向取样数至少一个，在所述线材沿轧制方向上均匀取至少五个样品。
[0020]可选地，在所述在制备好样品的检测面划定扫描区域，设定电镜扫描参数，对夹杂物进行电镜扫描检测，其中，所述设定电镜扫描参数包括：
[0021]设定扫描电压设置范围为10
‑
25kV；和/或，
[0022]设定放大倍数为300
‑
1000倍；和/或，
[0023]设定工作距离为16
‑
18mm；和/或，
[0024]设定参比材料，包括：在样品边缘不加分析的位置粘贴铝箔作为参比材料；
[0025]和/或，
[0026]设定扫描面积，包括：
[0027]确定扫描区域；
[0028]扫描区域的扫描面积≥30平方毫米。
[0029]可选地，所述确定扫描区域包括：采用对角两点法确定扫描区域，区域形状为矩形。
[0030]可选地，根据扫描夹杂物尺寸来确定扫描面积。
[0031]可选地，所述设定电镜扫描参数，还包括：
[0032]设定衬度设置，其中，钢基体衬度值为200，铝箔衬度值为60；
[0033]设定灰度阈值，常规夹杂物的灰度比钢基体深，阈值范围0
‑
170；含稀土类夹杂物的灰度比钢基体浅，设置两段阈值，上阈值范围220
‑
250，下阈值范围0
‑
170。
[0034]可选地，所述定义夹杂物的分布均匀度F为其中，N
i
(i＝1,2,3
…
)为单个样品中单个扫描区域内夹杂物的数密度，为平均数密度，在单个样品中，n为划分的区域数，在整个成品中n为所取样品个数。
[0035]可选地，定义所述夹杂物的圆形度e为其中，D
S
为夹杂物面积的等效直径，D
L
为夹杂物周长的等效直径，S为夹杂物面积，L为夹杂物周长。
[0036]可选地，定义夹杂物尺寸分布均匀度d为其中，在单个样品中，D
i
(i＝1，2，3
…
)和为依据自动扫描电镜所得到的每个夹杂物的尺寸以及平均尺寸，n为划分的区域数，在整个成品中，D
i
(i＝1，2，3
…
)和为计算得到每个样品夹杂物的尺寸以及整体的平均尺寸，n为所取样品个数。
[0037]上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：
[0038](1)通过在扫描电镜固定的参数设置下得到所有尺寸的夹杂物信息，不用中途进行切换电镜参数，能够自动的得到夹杂物的数量、种类、尺寸、成分、周本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢中夹杂物评价分析方法，其特征在于，包括：根据钢中夹杂物主要类型、钢液成分中至少一种信息，在扫描电镜程序中预设夹杂物尺寸、成分、分类标准中至少一种参照值；根据成品钢材的形制，进行样品选取与制备；在制备好样品的检测面划定扫描区域，设定电镜扫描参数，对夹杂物进行电镜扫描检测；通过对样品扫描获得的扫描面积内夹杂物的数量、种类、尺寸、成分、周长、面积中至少一种信息，定义成品钢中夹杂物的分布均匀度、圆形度、夹杂物尺寸分布均匀度作为钢中夹杂物的定量评价指标，从而用来表征夹杂物的分布、形貌、尺寸，以得到全面完整的夹杂物评价体系。2.根据权利要求1所述的钢中夹杂物评价分析方法，其特征在于，在所述根据成品钢材的形制，进行样品选取与制备中，包括：对平行于轧制方向的检测面进行研磨抛光。3.根据权利要求2所述的钢中夹杂物评价分析方法，所述成品钢材的形制包括轧板、棒材和线材，其特征在于，所述成品钢材为轧板，则在所述轧板沿轧制方向上取至少三个样品，在所述轧板沿垂直轧制方向上取至少一个样品；和/或，所述成品钢材为棒材，则在所述棒材横截面上间隔相同角度等分取样，沿径向均匀取样，其中，横截面等分数至少为3，径向取样数至少一个，在所述棒材沿轧制方向上均匀取至少五个样品；和/或，所述成品钢材为线材，则在所述线材横截面上间隔相同角度等分取样，沿径向均匀取样，其中，横截面等分数至少为3，径向取样数至少一个，在所述线材沿轧制方向上均匀取至少五个样品。4.根据权利要求1所述的钢中夹杂物评价分析方法，其特征在于，在所述在制备好样品的检测面划定扫描区域，设定电镜扫描参数，对夹杂物进行电镜扫描检测，其中，所述设定电镜扫描参数包括：设定扫描电压设置范围为10
‑
25kV；和/或，设定放大倍数为300
‑
1000倍；和/或，设定工作距离为16
‑
18mm；和/或，设定参比材料，包括：在样品边缘不加分析的位置粘贴铝箔作为参比材...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文，张立峰，杨光，任英，任强，季晨曦，刘金刚，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：