Iparági szabványok a fémszerkezetek szemcseméret-elemzésének kvantitatív értékeléséhez
A fémek szerkezete és mechanikus tulajdonságai hőkezelés és más tényezők következtében megváltozhatnak. Az anyagjellemzők értékeléséhez a szemcseméretek megbízható, az iparági szabványoknak megfelelő elemzésére van szükség.
Ebben a részben a KEYENCE 4K-s digitális mikroszkóp alkalmazására mutatunk be példákat, amely hatékony megoldást nyújt a hagyományos szemcseméret-elemzés során végzett vizuális összehasonlítással kapcsolatos problémákra, és az iparági szabványoknak megfelelően automatikusan kiszámítja a szemcseméretszámokat.
- Fémek mechanikai jellemzői és szemcseméretei
- Módszerek a fémszerkezetek szemcseméret-elemzéssel történő értékeléséhez
- Szemcseméret-elemzési problémák
- A szemcseméret-elemzés számszerűsítése és leegyszerűsítése szemcseméretméréssel
- Egyetlen egység számtalan művelethez, a fémszerkezetek megfigyelésétől kezdve egészen a szemcseméret-elemzésig
Fémek mechanikai jellemzői és szemcseméretei
A gépjárművek mellett a különböző fémeket az infrastruktúra-létesítményektől kezdve az épületeken át egészen az elektromos/elektronikus eszközökig számtalan területen és termékben használják. A fémek típusa szintén sokféle lehet, és fontos, hogy mindig az adott alkalmazási területnek és célnak megfelelő anyagokat válasszon. Például a gépjárművek karosszériájához és motorjához használt alkatrészek esetén jelentős eltérések lehetnek a használandó fémek mechanikai jellemzői terén. A fémek típusai (például olyan tiszta fémek, mint a vas és az alumínium) mellett a fémek szerkezetét és azokat a mechanikus tulajdonságokat is fontos megérteni, amelyek hőkezelés vagy más tényezők hatására módosulhatnak.
A fémek polikristályos anyagok, amelyek kristályos szerkezete sok szemcséből áll össze. A szemcsék között torzult atomszerkezetű területet található, amelyek határát szemcsehatárnak nevezzük.
Hő- vagy egyéb kezelés hatására az atomok növekedésekor még azonos fémek és ötvözetek esetén is egyedi mintába rendeződnek a szemcsék, ami a kezelés előtti állapothoz képest újfajta szemcsehatár kialakulását eredményezi. A szemcseméret változásával az anyag mechanikai tulajdonságai is módosulnak. Éppen ezért a hő- vagy egyéb kezelés hatására megváltozó szemcseméreteket mindenképpen figyelembe kell venni a mechanikai tulajdonságok értékelésekor.
Módszerek a fémszerkezetek szemcseméret-elemzéssel történő értékeléséhez
A fémszerkezetek szemcseméretének elemzése révén megvizsgálhatja és kiértékelheti, hogy a fém valóban a kívánt mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik-e. Ez szemcseméret-elemzéssel történik, amelynek során metallurgiai mikroszkóp használatával elemzik a szemcseméretet és -eloszlást az előkészített fémszerkezetmintán.
A szemcseméret-elemzésre vonatkozóan többféle szabvány létezik. Az Egyesült Államokban például az ASTM E112-13 (Szabványos vizsgálati módszerek az átlagos szemcseméret meghatározásához) szabványnak megfelelően kell végezni az elemzést.
A szemcseméretek elemzése sok esetben szemrevételezéssel, összehasonlító módszer használatával történik. A szemcseméretek megbecsléséhez vagy azonosításához általában az alábbi módszereket használják.
- Vizuális összehasonlítás szabványos diagramok használatával
- A szemcseméretszám megbecsléséhez a kezelő szemrevételezéssel összehasonlítja a fémszerkezetminta mikroszkóppal nagyított képét a szabványos diagrammal.
- Vizuális összehasonlítás szemcseméret-táblázatok használatával
- A szemlencséhez tervezett és a szemcseméret-mintázat képét tartalmazó szemcseméret-diagram és egy metallurgiai mikroszkóp együttes használatával egyszerre vizsgálható a látómezőben a nagyított minta és a szabványos diagram.
- Szemcseméret és szemcseátmérő
- A szemcseméret mellett időnként a szemcseátmérőt is használják a szemcsék méretének kifejezéséhez. A szemcseméret meghatározása általában egy, az iparági szabványoknak megfelelő szabványos diagramon szereplő szemcseméretszámmal történik. A szemcseátmérő kifejezéséhez ezzel szemben a szemcse átmérőjét veszik alapul.
Sok esetben az a jellemző, hogy minél nagyobb a szemcseméretszám (minél kisebb a szemcseátmérő), annál jobb mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik az adott fém.
Szemcseméret-elemzési problémák
Az összehasonlító módszerrel végzett szemcseméret-elemzés során az alábbi problémák merülhetnek fel.
- A szabványos diagramok vagy szemcseméret-diagramok használatával történő szemcseméret-elemzés vizuális összehasonlítás útján történik, így ezekhez a vizsgálatokhoz megfelelő szakértelemre van szükség. Emellett az egyes kezelők eltérő elemzési eredményei gátolhatják a kvantitatív értékelést.
- Ha a metallurgiai mikroszkóphoz kamera van csatlakoztatva, a készülék csak a fémfelület képét menti. Ez többek között a következő problémákat eredményezi: nem rögzíthető olyan összehasonlító kép, amelyen a szemlencséhez tervezett szemcseméret-diagram is látható, és a készülék nem rögzíti a fémszerkezet metszéspontját, ahol a kezelő az összehasonlítást és az elemzést végezte.
- Az elemzési eredmények papíron vagy számítógépen való rögzítése egyaránt sok időt és erőfeszítést vesz igénybe, és az ilyen műveletek esetén a hibás bejegyzésekből eredő helytelen értékelés kockázatával is számolni kell.
A szemcseméret-elemzés számszerűsítése és leegyszerűsítése szemcseméretméréssel
A KEYENCE VHX sorozatú ultranagy felbontású 4K-s digitális mikroszkópja a szemcseméret-elemzéssel kapcsolatos számos problémára megoldást kínál, és a vizsgálatot végző személy szakértelmétől függetlenül egyszerű használatot és a szemcseméretek pontos elemzését, mérését és kvantitatív értékelését teszi lehetővé.
A VHX sorozatot nagy felbontású objektív, 4K-s CMOS-érzékelő és speciális kialakítású megfigyelési és mérési rendszer jellemzi. A VHX sorozatú, modern digitális mikroszkóp amellett, hogy a nagy felbontású 4K-s képek révén nagyított, nagy felbontású képeket biztosít a felhasználóknak, olyan összehasonlító funkciókat is kínál a fémszerkezetek szemcseméret-elemzéséhez, mint a kivételesen pontos 2D-s és 3D-s mérések és a szemcseméretmérés (amely az iparági szabványoknak megfelelően automatikusan kiszámítja a szemcseméretszámokat).
Emellett a felhasználók visszajelzéseinek köszönhetően a készülék intuitív felhasználói felületet és egyszerű műveleteket biztosít, a felhasználók szakértelmi szintjétől függetlenül.
Ebben a részben arra mutatunk be példákat, hogy hogyan használható a VHX sorozat a szemcseméretek elemzésére, mérésére és kvantitatív értékelésére.
Az iparági szabványoknak megfelelő kvantitatív értékelés a szemcseméret mérésére szolgáló funkció használatával
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp a nagyított, nagy felbontású képek alapján automatikusan kiszámítja a szemcseméretszámokat az iparági szabványoknak, például az ASTM E1382 szabványnak megfelelően. Emellett a Metszéspontszám és a Kiegészítő szemcseszám részen kiválasztható az adott fémhez megfelelő mérési módszer.
Ha a vizuális összehasonlítás során nem egyértelmű, hogy egy szemcse melyik szemcseméretszámnak felel meg, az egyes kezelők részéről más és más értékelési eredmények születhetnek.
A VHX sorozat segítségével azonban a szemcseméretszám pontos mérésen keresztül, kvantitatív értékeléssel határozható meg.
A fémszerkezetből készült minta polírozási állapotától független értékelés
Ha a minta megfigyelt felülete nem sima (például gyantába ágyazott minta szabálytalan polírozott felülete), a korlátozott mélységélesség miatt csak a célterület egy része hozható fókuszba.
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp az élő mélységélesség-kiterjesztés funkciónak köszönhetően még ferde vagy egyenetlen felületű, gyantába ágyazott minták esetén is pillanatok alatt olyan nagy felbontású képeket biztosít, amelyeken a minta teljes megfigyelési felülete fókuszban van.
Egyszerűen rögzíthető, nagy látómezejű, nagy felbontású képek
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp képösszetűzési funkciójával automatikusan szabályozhatja a tárgyasztalt, és egyetlen gombnyomással folyamatosan rögzíthet képeket. A különböző látómezők képadatai gyorsan, elmozdulás nélkül összetűzhetők, akár 50 000 × 50 000 képpontos képet létrehozva ezáltal. Az azonos nagyítás és felbontás révén ezek a képek áttekintő nézetet biztosítanak a hatékonyabb megfigyeléshez.
Egyetlen egység számtalan művelethez, a fémszerkezetek megfigyelésétől kezdve egészen a szemcseméret-elemzésig
Az itt említett funkciók mellett a VHX sorozatú ultranagy felbontású 4K-s digitális mikroszkóp még sok más hasznos funkciót biztosít a fémek megfigyeléséhez, elemzéséhez és vizsgálatához.
A VHX sorozat egyszerű használatot és olyan funkciókat biztosít, mint a fémfelületekre jellemző fényvisszaverődést kiküszöbölő csillanás-eltávolítás funkció és a szubmikron nagyságrendű 2D-s és 3D-s mérés, amelyet a felhasználók egyszerűen, egy nagyított kép kiválasztásával végezhetnek el.
A VHX sorozatra Excel is telepíthető. A VHX sorozat jelentéskészítési funkciója automatikusan rögzíti a kívánt sablonba a nagyított képeket, a mért értékeket és más hasonló tartalmakat. Mivel egyetlen mikroszkóppal, gyorsan és egyszerűen elvégezhet egy sor feladatot, jelentősen növelheti a munkafolyamatok hatékonyságát.
A VHX sorozattal kapcsolatos részletekért kattintson az alábbi gombra, és töltse le a katalógust. Kérdés esetén kattintson az alább látható másik gombra, és vegye fel a kapcsolatot a KEYENCE-szel.
