1. Kuinka makroskooppisesta näkökulmasta voimme aluksi määrittää kudoksen tasaisuuden visuaalisella tarkastuksella tai pienellä suurennuksella?
Peittaustarkastus (vähäsuurennustarkastus): Yleisin makroskooppinen menetelmä. Näyte leikataan ja syövytetään kuumalla hapolla (kuten suolahappoliuoksella). Kemiallisen segregaation, huokoisuuden tai inkluusioaggregaation aiheuttaman mikrorakenteen epähomogeenisuuden vuoksi happoetsauksen jälkeen ilmaantuu erilaisia värisävyjä, virtausviivoja tai täpliä.
Homogeeninen mikrorakenne: Syövytetyssä pinnassa tulee olla tasainen harmahtava{0}}valkoinen tai vaaleanharmaa väri, tiheä makrorakenne, eikä siinä saa olla selviä tummia pisteitä, kirkkaita viivoja tai huokoisuutta.
Epähomogeeninen mikrorakenne: Jos havaitaan näkyvää raidallista segregaatiota (vuorottelevat mustat ja valkoiset raidat), keskisegregaatiota (tumma nauha levyn keskellä) tai kirkkaan valkoisia raitoja (paikallisia koostumuksen poikkeavuuksia), se osoittaa vakavaa epähomogeenisuutta teräskäämin kemiallisessa koostumuksessa tai jähmettymisrakenteessa.
Murtumispinnan havainnointi: Näyte lävistetään tai rikotaan ja murtuman morfologiaa tarkkaillaan.
Homogeenisen mikrorakenteen murtumapinta on yleensä tasaisesti kuitumainen (muovaava murtuma).
Jos murtumapinnalle ilmestyy kiteisiä puolia (piveä) tai valkoisia täpliä, siinä voi olla karkeita rakeita tai inkluusioaggregaatiota, mikä johtaa paikalliseen haurauteen.
2.Mikä määrittää erityisesti mikrorakenteen tasaisuuden (metallografinen)? Miten jyvien tasaisuus arvioidaan?
Raekoon tasaisuus: Tämä on tärkein indikaattori.
Ihanteellinen tila: Näkökentän raekoon tulee olla pohjimmiltaan tasainen, kidemuoto on tasaakselinen, ja kokojakauman tulisi olla keskittynyt. ASTM E112 -standardien mukaan, jos suurin osa jyvistä on keskittynyt 2-3 vierekkäiselle tasolle (esim. pääasiassa tasolle 8, pienellä määrällä tasoja 7 ja 9), sitä voidaan pitää yhtenäisenä.
Epähomogeeninen tila (sekarakeita): Jos näkökentässä on samanaikaisesti karkearakeita (esim. ASTM-taso 5) ja hienojakoisia rakeita (esim. ASTM-taso 10), sitä kutsutaan sekarakerakenteeksi. Tämä on suuri tabu syvävetossa, mikä johtaa epätasaiseen muodonmuutokseen ja suureen halkeiluherkkyyteen.
Vaihejakauman tasaisuus: Kaksifaasi{0}}teräkselle (ferriitti + martensiitti) tai monifaasiteräkselle.
Ihanteellinen tila: Kovan faasin (martensiitti/bainiitti) tulisi jakautua tasaisesti ja diffuusisesti pehmeälle ferriittimatriisille muodostaen verkoston tai saarekerakenteen sen sijaan, että se agglomeroituisi tai näyttäytyisi pitkänomaisina nauhoina.
Epätasainen tila: Jos martensiitti on jakautunut vyöhykkeisiin tai joillain alueilla ei ole martensiitteja ja toisilla suuria määriä martensiitteja, se osoittaa, että seosalkuaineet (kuten Mn ja C) ovat mikro{1}}erottuneita, mikä johtaa asynkroniseen vaihemuunnokseen.
3. Mikä on nauhakudos? Miten se häiritsee kudosten homogeenisuutta?
Määritelmä: Mikroskoopin alla ferriitti ja perliitti (tai muut mikrorakenteet) jakautuvat rinnakkain, vuorottelevat nauhat teräksen vierintäsuuntaa pitkin, aivan kuten puurenkaat.
Syyt: Johtuu pääasiassa dendriittisestä segregaatiosta teräsharkon jähmettymisen aikana. Dendriittien väliin kerääntyy seosaineita (erityisesti mangaania ja fosforia). Kuuma- ja kylmävalssauksen aikana nämä rikastetut ja tyhjentyneet alueet venyvät muodostaen kemiallisesti erilaistettuja nauhoja. Seuraavan jäähdytyksen tai hehkutuksen aikana nämä alueet, joilla on eri koostumus, muuttuvat erilaisiksi mikrorakenteiksi.
Haitalliset vaikutukset:
Anisotropia: Aiheuttaa merkittäviä eroja materiaalin mekaanisissa ominaisuuksissa poikittais- ja pituussuunnassa, erityisesti heikentää merkittävästi poikittaisplastisuutta ja sitkeyttä.
Halkeilun muodostus: Halkeamia muodostuu helposti ferriitti- ja perliittinauhan rajapintaan taivutettaessa tai syvävetossa.
Arviointikriteerit: Luokitus GB/T 13299 tai ASTM E1268 standardien mukaan. Teollisuudessa vyöhykkeen on yleensä oltava pienempi tai yhtä suuri kuin 2 (mitä pienempi, sen parempi). Korkealaatuisten-autoteräslevyjen osalta nauhat on yleensä poistettava tai se on pienempi tai yhtä suuri kuin 1.
4. Kuinka voimme havaita koostumuksen tasaisuutta (mikrosegregaatiota) raekoon ja mikrorakenteen lisäksi?
Elektronikoetinmikroanalyysi (EPMA) tai energiadispersiivinen spektroskopia (EDS) pinta-analyysi: Tämä on suorin menetelmä. Näytteen pinnan skannaus elektronisuihkulla tuottaa pintajakaumakartat tietyistä alkuaineista (kuten Mn, Si, P, Cr).
Homogeeninen mikrorakenne: Alkuainejakauman kartta näyttää tasaisen värin ilman selviä pitoisuuspisteitä tai juovia pitoisuusalueita.
Epähomogeeninen mikrorakenne: Jos havaitaan ilmeisiä mangaanin erottuvia juovia (tumma väri ja raidallinen ulkonäkö) tai fosfori on rikastunut raerajoilla (epänormaalin kirkas väri raerajoilla), tämä on suora todiste mikroskooppisesta koostumuksen epähomogeenisuudesta.
Mikrokovuuden sisennysmenetelmä: Tämä arvioi epäsuorasti mikrorakenteen testaamalla sen mikrokovuutta. Mikroalueelle on sisennetty rivi kovuuspisteitä (10-50 mikrometrin välein).
Jos kovuusarvot vaihtelevat suuresti (esim. korkea kovuus erotteluvyöhykkeissä ja alhainen kovuus köyhtyneillä alueilla), se osoittaa merkittäviä eroja koostumuksessa tai mikrorakenteessa kyseisellä mikro-alueella, mikä johtaa huonoon homogeenisuuteen.
5.Kuinka arvioida ei--metallisten inkluusiojakauman tasaisuus?
Luokitusmenetelmä: Tarkkaile inkluusioiden morfologiaa ja jakautumista mikroskoopilla (yleensä 100x) kansallisten standardien (kuten GB/T 10561, vastaa ISO 4967:ää) tai ASTM E45 -standardien mukaisesti.
Tärkeimmät arviointipisteet:
Tyypin tunnistaminen: Erottele luokka A (sulfidit), luokka B (alumiinioksidi), luokka C (silikaatit), luokka D (pallomaiset oksidit) ja luokka DS (suuret yksittäiset{0}}hiukkaset).
Hienous ja määrä: Luokittele tilastollisesti kunkin inkluusiotyypin hienous ja karkeus. Mitä pienempi luokkanumero, sitä vähemmän ja pienempiä sisällytyksiä on.
Jakauman morfologia:
Tasainen: Inkluusiot ovat pieniä, hajallaan ja määrä on suunnilleen sama missä tahansa näkökentässä.
Epä{0}}yhtenäinen: ketjun-kaltainen (luokan B sulkeumat jakautuvat helmikuvioon) tai suuri hiukkasaggregaatio (luokka DS). Etenkin alumiinioksidin kaltainen ketju- voi rikkoa metallimatriisin vakavasti ja aiheuttaa halkeamia leimaamisen aikana.
Ihanteellinen kohde: Laadukkaiden-kylmävalssattujen-kelojen (kuten autojen paneelit ja DI-materiaalit) osalta vaaditaan yleensä, että eri inkluusioiden (etenkin hauraiden B- ja D-tyyppien) taso on pienempi tai yhtä suuri kuin 1,5 tai 1,0, eikä karkeita sulkeumia saa olla.