Optimalizace měření a vyhodnocení nodularity grafitu

Co je tvárná litina?

Tvárná litina (materiál FCD) má vynikající mechanické vlastnosti díky rozvoji nodulárních částic grafitu. Označuje se také jako litina s kuličkovým grafitem a nodulární litina.
Rozdíl mezi tvárnou litinou a šedou litinou (materiál FC), která je typickým typem litiny, spočívá v tom, že šedá litina obsahuje grafitové vločky, jejichž vlivem je křehká (má nízkou houževnatost), protože napětí se může snadno koncentrovat v určitých místech. Tvárná litina naopak obsahuje alespoň 0,04 % Mg (hořčíku), alespoň 0,02 % Ce (ceru) a 0,02 % Ca (vápníku), což jí zajišťuje vynikající mechanické vlastnosti, jako je odolnost proti opotřebení a houževnatost (pevnost) díky krystalizovaným nodulárním částicím grafitu.
Tvárná litina nachází použití především jako materiál pro vodovodní, kanalizační, plynové a jiné potrubí. Má také široké uplatnění v situacích vyžadujících houževnatost a odolnost proti opotřebení, například v automobilovém průmyslu.

Nodularita, faktor kulatosti a mechanické vlastnosti grafitu

V případě tvárné litiny a dalších výrobků z tvárné litiny s nodulárním grafitem má míra rozložení grafitu (nodularita grafitu) a kulatosti nodulárních částic grafitu (faktor kulatosti) velký vliv na mechanické vlastnosti, jako je odolnost proti opotřebení, houževnatost, pevnost v tahu a tažnost.
Proto je velmi důležité při hodnocení tvárné litiny měřit a hodnotit nodularitu a faktor kulatosti grafitu z kvantitativního hlediska za účelem zajištění kvality a vlastností materiálu.

Stanovení faktoru kulatosti

Faktor kulatosti používaný k hodnocení nodularity grafitu se stanovuje pozorováním grafitu v materiálu, jak je znázorněno na obrázku. L je maximální průměr (dlouhá osa) grafitu. S je plocha grafitu a D je kruh s maximálním průměrem použitým jako jeho průměr. Faktor kulatosti získáme vydělením plochy S plochou kruhu D.

Jinými slovy lze vztah mezi těmito hodnotami vyjádřit následovně.

Kombinací těchto vzorců získáte následující vzorec pro určení faktoru kulatosti.

Stanovení nodularity grafitu

K určení nodularity grafitu se používají klasifikace faktoru kulatosti a třídy velikosti, které jsou standardizovány průmyslovou normou. Klasifikace a normy v souladu s normou ISO 945 a způsob jejich použití při výpočtu nodularity jsou uvedeny níže.

Následující informace odpovídají normě ISO, ale v příslušné normě může dojít k revizi. Nezapomeňte také zkontrolovat nejnovější normu.

Klasifikace faktoru kulatosti

VI:

Kuličkový grafit
Faktor kulatosti: R ≥ 0,80

V:

Mírně nepravidelný kuličkový grafit
Faktor kulatosti: 0,60 ≤ R < 0,80

IV:

Nepravidelný kuličkový grafit
Faktor kulatosti: 0,45 ≤ R < 0,60

III:

Vermikulární (zhutněný) grafit
Faktor kulatosti: 0,10 ≤ R < 0,45

I:

Lamelární (vločkový) grafit
Faktor kulatosti: R < 0,10

Klasifikace třídy velikosti

Třída	Velikost grafitu (mm)
1	Větší nebo rovno 1
2	Větší nebo rovno 0,5 a menší než 1
3	Větší nebo rovno 0,25 a menší než 0,5
4	Větší nebo rovno 0,12 a menší než 0,25
5	Větší nebo rovno 0,06 a menší než 0,12
6	Větší nebo rovno 0,03 a menší než 0,06
7	Větší nebo rovno 0,015 a menší než 0,03
8	Menší než 0,015

Podle normy ISO se grafit o velikosti menší než 10 µm nezapočítává.

Výpočet nodularity grafitu

Při výpočtu nodularity grafitu použijte plochu grafitu o velikosti 10 µm nebo více klasifikovanou jako třída V nebo VI na základě faktoru kulatosti a vydělte ji celkovou plochou veškerého grafitu, který má velikost 10 µm nebo více.
Níže najdete vysvětlení ke vzorci použitému ke stanovení nodularity a hodnotám, které je nutné dosadit.

AvI:

Plocha grafitu, který má alespoň minimální velikost (10 µm) a je klasifikován jako třída VI na základě faktoru kulatosti

Av:

Plocha grafitu, který má alespoň minimální velikost a je klasifikován jako třída V na základě faktoru kulatosti

Aall:

Celková plocha veškerého grafitu, který má alespoň minimální velikost

Automatické počítání a měření oblasti nodularity grafu

Pozorovací systém digitálního 4K mikroskopu řady VHX poskytuje velkou hloubku ostrosti, což umožňuje snadné pořizování obrazů, které jsou zaostřené v celém zorném poli. Takto lze pořídit jasné obrazy tvarů grafitu obsaženého ve vzorku s rozlišením 4K. Na základě těchto vysoce přesných snímků lze bez problémů a automaticky změřit plochu grafitu a vypočítat počet nodulárních částic grafitu s vysokou přesností, což umožňuje rychlé získání výsledků kvantitativní analýzy.

Tato funkce automatického počítání a měření plochy umožňuje rychlé automatické získání nejen počtu a plochy objektů, které jsou za stanovených podmínek určeny jako nodulární částice grafitu, ale také různých dat, jako je celková plocha, poměr vůči celkové ploše a maximální průměr grafitu, jeho průměrná hodnota, směrodatná odchylka, maximální hodnota a minimální hodnota.

• Stáhnout
• Kontakt a dotazy

Optimalizace vytvoření sestavy pro nodularitu grafitu

Digitální 4K mikroskop řady VHX dokáže nejen automaticky s vysokou přesností měřit nodulární částice grafitu, ale umožňuje také automaticky vytvářet sestavy na základě získaných obrazových a číselných dat.
Protože aplikaci Excel lze nainstalovat přímo do systému řady VHX, není nutné používat počítač. Data lze exportovat přímo do sestav. Data analýzy lze exportovat do šablony pro příslušnou aplikaci za účelem automatického výpočtu a zobrazení hodnot v souladu s normou. Analyzované obrazy lze dokonce automaticky uspořádat.

Následující obrázek ukazuje příklad použití jednoho systému řady VHX k získání obrazu pozorování grafitu a analytických dat a k jejich následnému exportu do šablony aplikace Excel. Tento příklad ukazuje, jak lze automaticky vytvořit sestavu vyhovující normě ISO, která obsahuje klasifikaci faktoru kulatosti (typ), třídu velikosti, počet nodulárních částic, výsledky měření různých ploch a nodularitu grafitu.
Automatické vytváření sestav výrazně snižuje čas a úsilí nezbytné k provádění analýz a výpočtů a ke správě dat.

• Stáhnout
• Kontakt a dotazy