1. Ur ett makroskopiskt perspektiv, hur kan vi initialt bestämma vävnadslikformighet genom visuell inspektion eller under låg förstoring?
Betningsinspektion (lågförstoringsinspektion): Den vanligaste makroskopiska metoden. Ett prov skärs och etsas med het syra (som saltsyralösning). På grund av inhomogenitet i mikrostrukturen orsakad av kemisk segregation, porositet eller inklusionsaggregation, kommer olika nyanser av färg, flödeslinjer eller fläckar att uppstå efter syraetsning.
Homogen mikrostruktur: Den etsade ytan ska uppvisa en enhetlig gråaktig-vit eller ljusgrå färg, med en tät makrostruktur och inga tydliga mörka fläckar, ljusa linjer eller porositet.
Inhomogen mikrostruktur: Om synlig bandad segregation (omväxlande svarta och vita ränder), central segregation (ett mörkt band i mitten av plattan) eller ljusa vita band (lokaliserade sammansättningsavvikelser) observeras, indikerar det allvarlig inhomogenitet i stålspolens kemiska sammansättning eller stelningsstruktur.
Observation av brottyta: Provet är stansat eller brutet och brottmorfologin observeras.
Brottytan av en homogen mikrostruktur är vanligtvis likformigt fibrös (duktil fraktur).
Om kristallina facetter (flinta) eller vita fläckar uppträder på brottytan, kan grova korn eller inklusionsaggregation förekomma, vilket leder till lokal sprödhet.
2.Vad bestämmer specifikt enhetligheten i mikrostrukturen (metallografisk)? Hur bedöms spannmålslikformighet?
Kornstorlekslikformighet: Detta är den viktigaste indikatorn.
Idealiskt tillstånd: Kornstorleken i synfältet bör vara i princip enhetlig, uppvisa en likaxlig kristallform, och storleksfördelningen bör vara koncentrerad. Enligt ASTM E112-standarder, om den stora majoriteten av spannmål är koncentrerade inom 2-3 angränsande nivåer (t.ex. huvudsakligen nivå 8, med ett litet antal nivåer 7 och 9), kan det anses vara enhetligt.
Inhomogent tillstånd (blandade korn): Om grova korn (t.ex. ASTM nivå 5) och fina korn (t.ex. ASTM nivå 10) finns samtidigt i synfältet kallas det en blandad kornstruktur. Detta är ett stort tabu vid djupdragning, vilket leder till ojämn deformation och hög känslighet för sprickbildning.
Fasfördelningslikformighet: För tvåfas-stål (ferrit + martensit) eller flerfasstål.
Idealiskt tillstånd: Den hårda fasen (martensit/bainit) bör vara likformigt och diffust fördelad på den mjuka ferritmatrisen, bilda ett nätverk eller östruktur, snarare än att agglomerera eller se ut som långsträckta remsor.
Icke-enhetligt tillstånd: Om martensiten är fördelad i band, eller om det inte finns några martensiter i vissa områden och en stor mängd martensiter i andra, indikerar det att det finns mikro-segregation av legeringselement (som Mn och C), vilket leder till asynkron fastransformation.
3.Vad är bandad vävnad? Hur stör det vävnadshomogenitet?
Definition: Under ett mikroskop är ferrit och perlit (eller andra mikrostrukturer) fördelade i parallella, alternerande band längs stålets rullriktning, ungefär som trädringar.
Orsaker: Främst på grund av dendritisk segregation under stelningen av stålgötet. Legeringsämnen (särskilt mangan och fosfor) ackumuleras mellan dendriterna. Under varm- och kallvalsning förlängs dessa anrikade och utarmade områden och bildar kemiskt differentierade band. Under efterföljande kylning eller glödgning omvandlas dessa regioner med olika sammansättning till olika mikrostrukturer.
Skadliga effekter:
Anisotropi: Leder till betydande skillnader i materialets mekaniska egenskaper i tvär- och längsgående riktningar, speciellt en betydande minskning av tvärplasticitet och seghet.
Sprickbildning: Sprickor bildas lätt längs gränsytan mellan ferrit- och perlitband vid böjning eller djupdragning.
Utvärderingskriterier: Betyg enligt GB/T 13299 eller ASTM E1268 standarder. Inom industrin krävs vanligtvis att bandningen är Mindre än eller lika med 2 (ju lägre desto bättre). För hög-kvalitativ stålplåt krävs vanligtvis att banding elimineras eller är mindre än eller lika med 1.
4. Förutom kornstorlek och mikrostruktur, hur kan vi observera enhetligheten i sammansättningen (mikrosegregering)?
Elektronprobmikroanalys (EPMA) eller energidispersiv spektroskopi (EDS) ytanalys: Detta är den mest direkta metoden. Genom att skanna provytan med en elektronstråle genereras ytfördelningskartor av specifika element (såsom Mn, Si, P, Cr).
Homogen mikrostruktur: Elementarfördelningskartan visar enhetlig färg utan uppenbara koncentrationspunkter eller bandade koncentrationsområden.
Inhomogen mikrostruktur: Om uppenbara segregationsband av mangan observeras (mörk färg och randigt utseende), eller om fosfor anrikas vid korngränserna (onormalt ljus färg vid korngränserna), är detta ett direkt bevis på mikroskopisk sammansättningsinhomogenitet.
Mikrohårdhetsindragningsmetod: Detta bedömer indirekt mikrostrukturen genom att testa dess mikrohårdhet. En rad med hårdhetspunkter är indragen i mikro-området (i steg om 10-50 mikrometer).
Om hårdhetsvärdena fluktuerar kraftigt (t.ex. hög hårdhet i segregationsband och låg hårdhet i utarmade områden), indikerar det signifikanta skillnader i sammansättning eller mikrostruktur inom den mikro-regionen, vilket resulterar i dålig homogenitet.
5.Hur utvärderar man enhetligheten hos icke-metallisk inkluderingsfördelning?
Klassificeringsmetod: Observera morfologin och fördelningen av inneslutningar under ett mikroskop (vanligtvis 100x) enligt nationella standarder (som GB/T 10561, motsvarande ISO 4967) eller ASTM E45-standarder.
Viktiga bedömningspunkter:
Typidentifiering: Gör skillnad på klass A (sulfider), klass B (aluminiumoxid), klass C (silikater), klass D (sfäriska oxider) och klass DS (stora enkla-partikelinneslutningar).
Finhet och kvantitet: Klassificera statistiskt finheten och grovheten för varje typ av inkludering. Ju lägre klassnummer, desto färre och mindre inneslutningar.
Distributionsmorfologi:
Uniform: Inneslutningar är små, spridda och kvantiteten är ungefär densamma i alla synfält.
Icke-enhetlig: Kedjeliknande-(klass B-inneslutningar är fördelade i ett pärlmönster) eller stor partikelaggregation (klass DS). Speciellt kedjan-liksom aluminiumoxid kan allvarligt brista metallmatrisen, vilket orsakar sprickor under stämplingen.
Idealiskt mål: För kallvalsade rullar av-hög kvalitet (som bilpaneler och DI-material) krävs i allmänhet att nivån på olika inneslutningar (särskilt sköra B- och D-typer) är mindre än eller lika med 1,5 eller 1,0, och det bör inte finnas några grova inneslutningar.