1. Ako môžeme z makroskopického hľadiska na začiatku určiť uniformitu tkaniva vizuálnou kontrolou alebo pri malom zväčšení?
Inšpekcia morenia (Inšpekcia s nízkym zväčšením): Najbežnejšia makroskopická metóda. Vzorka sa odreže a vyleptá horúcou kyselinou (ako je roztok kyseliny chlorovodíkovej). V dôsledku nehomogenity v mikroštruktúre spôsobenej chemickou segregáciou, pórovitosťou alebo agregáciou inklúzií sa po leptaní kyselinou objavia rôzne odtiene farieb, čiary toku alebo škvrny.
Homogénna mikroštruktúra: Leptaný povrch by mal vykazovať jednotnú sivastú-bielu alebo svetlosivú farbu s hustou makroštruktúrou a bez zjavných tmavých škvŕn, jasných čiar alebo pórovitosti.
Nehomogénna mikroštruktúra: Ak je pozorovaná viditeľná pásová segregácia (striedanie čiernych a bielych pruhov), centrálna segregácia (tmavý pás v strede dosky) alebo jasne biele pásy (lokalizované kompozičné abnormality), znamená to vážnu nehomogenitu v chemickom zložení alebo štruktúre tuhnutia oceľovej cievky.
Pozorovanie povrchu lomu: Vzorka sa prerazí alebo zlomí a pozoruje sa morfológia lomu.
Lomová plocha homogénnej mikroštruktúry je zvyčajne rovnomerne vláknitá (tvárny lom).
Ak sa na povrchu lomu objavia kryštalické fazety (pazúrik) alebo biele škvrny, môžu byť prítomné hrubé zrná alebo agregácia inklúzií, čo vedie k lokalizovanej krehkosti.
2.Čo konkrétne určuje rovnomernosť mikroštruktúry (metalografickej)? Ako sa hodnotí rovnomernosť zrna?
Rovnomernosť veľkosti zrna: Toto je najdôležitejší ukazovateľ.
Ideálny stav: Veľkosť zrna v zornom poli by mala byť v podstate rovnomerná, vykazovať rovnoosý tvar kryštálu a distribúcia veľkosti by mala byť koncentrovaná. Podľa noriem ASTM E112, ak je veľká väčšina zŕn sústredená v rámci 2-3 susediacich úrovní (napr. hlavne úroveň 8, s malým počtom úrovní 7 a 9), možno to považovať za jednotné.
Nehomogénny stav (zmiešané zrná): Ak sú v zornom poli súčasne hrubé zrná (napr. ASTM úroveň 5) a jemné zrná (napr. ASTM úroveň 10), nazýva sa to zmiešaná štruktúra zŕn. Toto je hlavné tabu v hlbokom ťahaní, čo vedie k nerovnomernej deformácii a vysokej náchylnosti na praskanie.
Rovnomernosť rozloženia fáz: Pre dvojfázovú- oceľ (ferit + martenzit) alebo viacfázovú oceľ.
Ideálny stav: Tvrdá fáza (martenzit/bainit) by mala byť rovnomerne a difúzne rozložená na mäkkej feritovej matrici a mala by tvoriť sieťovú alebo ostrovčekovú štruktúru, a nie aglomerovať alebo pôsobiť ako predĺžené pásiky.
Nerovnomerný stav: Ak je martenzit rozmiestnený v pásoch alebo v niektorých oblastiach nie sú žiadne martenzity a v iných veľké množstvo martenzitov, znamená to, že dochádza k mikro-segregácii legujúcich prvkov (ako je Mn a C), čo vedie k asynchrónnej fázovej transformácii.
3.Čo je pásikové tkanivo? Ako narúša homogenitu tkaniva?
Definícia: Pod mikroskopom sú ferit a perlit (alebo iné mikroštruktúry) distribuované paralelne, striedajúce sa pásy pozdĺž smeru valcovania ocele, podobne ako letokruhy.
Príčiny: Predovšetkým v dôsledku dendritickej segregácie počas tuhnutia oceľového ingotu. Medzi dendritmi sa hromadia legujúce prvky (najmä mangán a fosfor). Počas valcovania za tepla a za studena sa tieto obohatené a ochudobnené oblasti predlžujú a vytvárajú chemicky diferencované pásy. Počas následného chladenia alebo žíhania sa tieto oblasti s rôznym zložením transformujú na rôzne mikroštruktúry.
Škodlivé účinky:
Anizotropia: Vedie k výrazným rozdielom v mechanických vlastnostiach materiálu v priečnom a pozdĺžnom smere, najmä k výraznému zníženiu priečnej plasticity a húževnatosti.
Trhliny pri tvarovaní: Trhliny sa ľahko tvoria pozdĺž rozhrania medzi feritovými a perlitovými pásmi počas ohýbania alebo hlbokého ťahania.
Hodnotiace kritériá: Hodnotenie podľa noriem GB/T 13299 alebo ASTM E1268. V priemysle sa zvyčajne vyžaduje, aby páskovanie bolo menšie alebo rovné 2 (čím nižšie, tým lepšie). Pri plechoch z vysokokvalitnej automobilovej ocele sa zvyčajne vyžaduje odstránenie pásov alebo menšie alebo rovné 1.
4.Ako môžeme okrem zrnitosti a mikroštruktúry pozorovať rovnomernosť zloženia (mikrosegregáciu)?
Mikroanalýza elektrónovou sondou (EPMA) alebo povrchová analýza energeticky disperznej spektroskopie (EDS): Toto je najpriamejšia metóda. Skenovanie povrchu vzorky elektrónovým lúčom vytvára povrchové distribučné mapy špecifických prvkov (ako je Mn, Si, P, Cr).
Homogénna mikroštruktúra: Mapa distribúcie prvkov ukazuje jednotnú farbu bez zjavných koncentračných bodov alebo pásikových koncentračných oblastí.
Nehomogénna mikroštruktúra: Ak sú pozorované zjavné segregačné pásy mangánu (tmavá farba a pruhovaný vzhľad), alebo je fosfor obohatený na hraniciach zŕn (abnormálne svetlá farba na hraniciach zŕn), je to priamy dôkaz mikroskopickej kompozičnej nehomogenity.
Metóda vtláčania mikrotvrdosti: Táto metóda nepriamo posudzuje mikroštruktúru testovaním jej mikrotvrdosti. V mikro-oblasti je odsadený rad bodov tvrdosti (v krokoch po 10 – 50 mikrometroch).
Ak hodnoty tvrdosti veľmi kolíšu (napr. vysoká tvrdosť v segregačných pásoch a nízka tvrdosť v ochudobnených oblastiach), naznačuje to významné rozdiely v zložení alebo mikroštruktúre v rámci tejto mikro-oblasti, čo vedie k zlej homogenite.
5.Ako vyhodnotiť rovnomernosť distribúcie ne-kovových inklúzií?
Metóda hodnotenia: Pozorujte morfológiu a distribúciu inklúzií pod mikroskopom (zvyčajne 100x) podľa národných noriem (ako napríklad GB/T 10561, ekvivalent ISO 4967) alebo noriem ASTM E45.
Kľúčové body hodnotenia:
Identifikácia typu: Rozlišujte medzi triedou A (sulfidy), triedou B (oxid hlinitý), triedou C (kremičitany), triedou D (sférické oxidy) a triedou DS (veľké inklúzie jednotlivých{0}}častíc).
Jemnosť a množstvo: Štatisticky klasifikujte jemnosť a hrubosť každého typu inklúzie. Čím nižšie číslo triedy, tým menej a menších inklúzií.
Morfológia distribúcie:
Jednotné: Inklúzie sú malé, rozptýlené a ich množstvo je približne rovnaké v akomkoľvek zornom poli.
Nejednotné: ako reťazec- (inklúzie triedy B sú rozmiestnené v guľôčkovom vzore) alebo agregácia veľkých častíc (trieda DS). Najmä reťaz-ako oxid hlinitý môže vážne roztrhnúť kovovú matricu a spôsobiť praskliny počas lisovania.
Ideálny cieľ: V prípade vysokokvalitných zvitkov valcovaných za studena- vysokej kvality (ako sú automobilové panely a materiály DI) sa vo všeobecnosti vyžaduje, aby úroveň rôznych inklúzií (najmä krehkých typov B a D) bola menšia alebo rovná 1,5 alebo 1,0 a nemali by existovať žiadne hrubé inklúzie.