许多应用程序需要的钢和弯曲,强调保持足够的延性水平的重要性,使弯曲不允许裂缝。这些应用程序通常使用一个特定类型的合金钢,高强度低合金(HSLA钢)。
HSLA钢特性较低的碳含量,减少大量的铬,镍,钼比其他合金钢符合美国钢铁协会的4140。这种减少碳使更高的可焊性和成形性。
图1所示。弯曲试验(上)和测试(底部)。图片来源:热费希尔科学,电子显微镜的解决方案
HSLA钢与弯曲试验评估在其最终形态生产之前,确保没有裂缝或骨折的风险弯曲过程中或之后。
当故障发生时,它是至关重要的,根本原因调查和了解。
经常遇到开裂的类型包括氢裂纹(通常是发现在焊接热影响区),热泪(由污染引起凝固期间锡或铜)和地下非金属夹杂物(从本地从外生或内生炼钢夹杂物或外国夹杂物如耐火材料或渣)。
图2。弯曲试验失败的形象。图片来源:热费希尔科学,电子显微镜的解决方案
钢铁产量依赖于还原过程溶解氧含量减少到可接受的低水平。铝通常利用在这个过程中,生产微米大小,高熔点氧化铝颗粒。yabo214
有一个纯氧化铝夹杂物的风险成为含有镁,氧化钙或渣液滴在炼油和铸造。
图3显示了Ca-Al-Mg三角图分析了钢中的氧化物夹杂接近弯曲试验的缺陷。这种分析进行使用热科学™杰出人才™ParticleX钢台式扫描电镜大于1µm,允许的阈值特性。
图3。夹杂物分析收集基于这个示例的杰出人才ParticleX钢台式扫描电镜。图片来源:热费希尔科学,电子显微镜的解决方案
可能发生再氧化渣,耐火材料或空气氧气有助于钢在凝固前模。这通常发生在熔融金属从钢包到中间包或从中间包转移到模具。
这个再氧化会导致夹杂物凝结成块,成为被困在铸造产品。热轧能促使这些大型凝聚夹杂物分离,变形到特约记者或裂片,然后沿轧制方向分布。
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本文还探讨了描述使用热弯曲试验失败的科学Axia™™ChemiSEM。
轴向ChemiSEM暴露的潜在原因失败,表现出短time-to-result和全方位的信息。
在这里给出的例子中,感兴趣的样品是HSLA热轧钢,未能在弯曲试验。一个轴向ChemiSEM被用来观察骨折的几个横截面样本(图4)。
结果与讨论
感兴趣的领域是成像,和定量元素调查所获取的信息的功能在15千伏。适度低电子束电流(0.22 nA)来减少光束传播和最大化的空间分辨率。
图5显示一个较低的放大概述裂纹——同样明显的是在光学图像如图4所示。
图4。横截面的弯曲测试钢。裂纹的传播外半径,用红色突出显示。图片来源:热费希尔科学,电子显微镜的解决方案
外半径上的分裂被发现开放的深度约400微米。可以观察到一个包含斯特林格(红色)图5中,底部的分裂。这延伸到金属在一个相同的深度。
图5。背散射电子图像的分割。突出显示的区域是包含斯金格的底部开始分裂(Acc电压15 keV,电子束电流0.22 nA)。图片来源:热费希尔科学,电子显微镜的解决方案
额外的高放大图像和ChemiSEM地图获得进一步调查斯金格中的夹杂物。
图6显示几包体中发现的斯金格,上图显示二次电子信号,提供地形信息和突出空洞的存在。
夹杂物存在时,形成空洞通常在热轧过程中由于外国粒子周围的异型钢经历显著的拉应力沿轧制方向。yabo214
下面的图片显示了背散射电子信号,提供的信息根据成像材料的原子序数。这张图片没有提供足够的信息来澄清夹杂物的性质,然而。
传统的分析方法将操作员切换到一个不同的软件包,传统EDS映射和运行,随后,花更多的时间后处理EDS的原始数据生成有用的定量信息。
然而,轴向ChemiSEM提供即时定量元素信息,因为EDS期间收集的信号是SEM图像采集(图6),意义至关重要的成分信息只是一个点击之外。
图6。斯金格夹杂物的高放大视图(Acc电压15 keV,电子束电流0.22 nA,收购时间60年代)。图片来源:热费希尔科学——电子显微镜的解决方案
背散射电子图像被收购后,操作员可以选择一个适当的可视化显示先前获得的基本信息。
这里介绍的研究中,元素已经被选择性地激活强调他们在夹杂物分布。没有重叠的着色。
图7证实了非金属夹杂物的存在,与左集团表示大部分的铝和正确的包含表明镁的存在。
一系列30秒区不同类型的夹杂物分析,重点突出显示的区域在图7中。表1给出了量化获得来自这两个地区。
表1。量化得到图7中显示区域1和2(分析条件:acc电压15 keV,电子束电流0.22 nA,收购时间30年代)。来源:热费希尔科学,电子显微镜的解决方案
| 元素 |
区域1
原子% |
面积2
原子% |
| O |
61.3 |
59.4 |
| 毫克 |
- - - - - - |
8.4 |
| 艾尔 |
38.7 |
32.2 |
图7。ChemiSEM图像(分别展示基地、镁、和O分布)的投资回报率在图6 (Acc电压15 keV,电子束电流0.22 nA,收购时间60年代)。图片来源:热费希尔科学,电子显微镜的解决方案
量化和元素之间的比率表明,图7的夹杂物在左部分(包括区域1)是由氧化铝,而正确的包容是一个Mg-Al氧化物。
图8。光谱对比这两种类型的夹杂物,显示清晰的存在镁(Kα1.253 keV)。图片来源:热费希尔科学,电子显微镜的解决方案
结论
钢材弯曲测试是一个重要的质量控制措施和一系列其他材料。亚博网站下载这个过程是至关重要的在确定延性和抗断裂。
实例中感兴趣的材料遭受骨折或裂缝,它可以合理地认为,这将再次失败如果采用类似的应用程序。因此,理解失败的原因是其未来预防的关键。
执行钢精炼钢包中还原,脱硫和包容浮选可能发生。图片来源:热费希尔科学,电子显微镜的解决方案
本文提出了一种快速、有效的方法来确定弯曲试验失败的根本原因在一个特定的高强度钢。
与小说提供新的工作流程和方法ChemiSEM技术的形态描述感兴趣的领域不再是分开成分信息。
一个成像会话将同时生成SEM图像和定量元素数据,后者被收购的背景在灰度图像采集。然后显示促进元素分布的一种改进的理解。
在本文的示例中,本地炼钢夹杂物是位于斯金格在钢的表面。热轧过程中传播了一个集群的非金属夹杂物成线性缺陷,最终导致弯曲试验失败。
这些信息已经采购,审核并改编自热费希尔科学所提供的材料,电子显微镜的解决方案。亚博网站下载
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