1.Des d'una perspectiva macroscòpica, com podem determinar inicialment la uniformitat dels teixits per inspecció visual o amb poc augment?
Inspecció de decapat (inspecció de baixa ampliació): el mètode macroscòpic més comú. Es talla una mostra i es grava amb àcid calent (com una solució d'àcid clorhídric). A causa de la falta d'homogeneïtat de la microestructura causada per la segregació química, la porositat o l'agregació d'inclusió, apareixeran diferents tons de color, línies de flux o taques després del gravat àcid.
Microestructura homogènia: la superfície gravada ha de mostrar un color blanc gris-uniforme o gris clar, amb una macroestructura densa i sense taques fosques, línies brillants o porositat evidents.
Microestructura no homogènia: si s'observa una segregació de bandes visibles (ranges blanques i negres alternes), segregació central (una banda fosca al centre de la placa) o bandes blanques brillants (anomalies de la composició localitzades), indica una greu deshomogeneïtat en la composició química o l'estructura de solidificació de la bobina d'acer.
Observació de la superfície de la fractura: la mostra es perfora o es trenca, i s'observa la morfologia de la fractura.
La superfície de fractura d'una microestructura homogènia sol ser uniformement fibrosa (fractura dúctil).
Si apareixen facetes cristal·lines (silder) o taques blanques a la superfície de la fractura, poden estar presents grans gruixuts o agregacions d'inclusió, donant lloc a fragilitat localitzada.
2.Què determina específicament la uniformitat de la microestructura (metalogràfica)? Com s'avalua la uniformitat del gra?
Uniformitat de la mida del gra: aquest és l'indicador més important.
Estat ideal: la mida del gra en el camp de visió ha de ser bàsicament uniforme, mostra una forma de cristall equiaxial i la distribució de mida s'ha de concentrar. Segons les normes ASTM E112, si la gran majoria dels grans es concentren en 2-3 nivells adjacents (p. ex., principalment el nivell 8, amb un petit nombre de nivells 7 i 9), es pot considerar uniforme.
Estat no homogeni (grans barrejats): si al camp visual hi ha simultàniament grans gruixuts (per exemple, ASTM nivell 5) i grans fins (per exemple, ASTM nivell 10), s'anomena estructura de gra mixt. Aquest és un tabú important en l'embotit profund, que provoca una deformació desigual i una alta susceptibilitat a l'esquerdament.
Uniformitat de distribució de fases: per a acers de dues fases-(ferrita + martensita) o acers multifàsics.
Estat ideal: la fase dura (martensita/bainite) s'ha de distribuir de manera uniforme i difusa sobre la matriu de ferrita suau, formant una estructura de xarxa o illa, en lloc d'aglomerar-se o aparèixer com a tires allargades.
Estat no-uniforme: si la martensita es distribueix en bandes, o no hi ha martensites en algunes zones i una gran quantitat de martensites en altres, indica que hi ha una micro-segregació d'elements d'aliatge (com ara Mn i C), que condueix a una transformació de fase asíncrona.
3.Què és el teixit amb bandes? Com altera l'homogeneïtat dels teixits?
Definició: sota un microscopi, la ferrita i la perlita (o altres microestructures) es distribueixen en paral·lel, bandes alternes al llarg de la direcció de rodament de l'acer, com els anells d'arbres.
Causes: Degut principalment a la segregació dendrítica durant la solidificació del lingot d'acer. Elements d'aliatge (especialment manganès i fòsfor) s'acumulen entre les dendrites. Durant el laminat en calent i en fred, aquestes regions enriquides i esgotades s'allargan, formant bandes diferenciades químicament. Durant el refredament o recuit posterior, aquestes regions amb diferents composicions es transformen en diferents microestructures.
Efectes nocius:
Anisotropia: condueix a diferències significatives en les propietats mecàniques del material en les direccions transversal i longitudinal, especialment una reducció significativa de la plasticitat i la duresa transversals.
Formació d'esquerdes: Les esquerdes es formen fàcilment al llarg de la interfície entre les bandes de ferrita i perlita durant la flexió o l'embotit profund.
Criteris d'avaluació: Classificació segons les normes GB/T 13299 o ASTM E1268. A la indústria, normalment es requereix que les bandes siguin inferiors o iguals a 2 (com més baix millor). Per a les làmines d'acer per a automòbils d'alt grau-, normalment s'ha d'eliminar les bandes o inferior o igual a 1.
4.A més de la mida del gra i la microestructura, com podem observar la uniformitat de la composició (microsegregació)?
Microanàlisi de sondes d'electrons (EPMA) o anàlisi de superfícies per espectroscòpia dispersiva d'energia (EDS): Aquest és el mètode més directe. L'exploració de la superfície de la mostra amb un feix d'electrons genera mapes de distribució superficial d'elements específics (com ara Mn, Si, P, Cr).
Microestructura homogènia: el mapa de distribució elemental mostra un color uniforme sense punts de concentració evidents ni àrees de concentració en bandes.
Microestructura no homogènia: si s'observen bandes de segregació òbvies de manganès (color fosc i aspecte de ratlles), o el fòsfor s'enriqueix als límits del gra (color anormalment brillant als límits del gra), això és una evidència directa d'una inhomogeneïtat compositiva microscòpica.
Mètode de sagnat de microduresa: això jutja indirectament la microestructura provant-ne la microduresa. Una fila de punts de duresa està sagnada a la micro-regió (en passos de 10 a 50 micròmetres).
Si els valors de duresa fluctúen molt (p. ex., duresa alta en bandes de segregació i duresa baixa a zones esgotades), indica diferències significatives en la composició o la microestructura dins d'aquesta micro-regió, donant lloc a una homogeneïtat deficient.
5.Com avaluar la uniformitat de la distribució d'inclusió no metàl·lica?
Mètode de qualificació: observeu la morfologia i la distribució de les inclusions al microscopi (normalment 100x) segons estàndards nacionals (com ara GB/T 10561, equivalent a ISO 4967) o estàndards ASTM E45.
Punts clau d'avaluació:
Identificació del tipus: distingeix entre Classe A (sulfurs), Classe B (alúmina), Classe C (silicats), Classe D (òxids esfèrics) i Classe DS (inclusions de partícules simples-grans).
Finesa i quantitat: classifica estadísticament la finesa i la grosseria de cada tipus d'inclusió. Com més baix sigui el nombre de classe, menys i més petites són les inclusions.
Morfologia de distribució:
Uniforme: les inclusions són petites, disperses i la quantitat és aproximadament la mateixa en qualsevol camp de visió.
No-uniformes: semblants a una-cadena (les inclusions de classe B es distribueixen en un patró de perles) o agregació de partícules grans (classe DS). La cadena-com l'alúmina, en particular, pot trencar greument la matriu metàl·lica, provocant esquerdes durant l'estampació.
Objectiu ideal: per a bobines laminats en fred-d'alta qualitat- (com ara panells d'automòbils i materials DI), generalment es requereix que el nivell de diverses inclusions (especialment els tipus trencadissos B i D) sigui inferior o igual a 1,5 o 1,0, i no hi hauria d'haver inclusions gruixudes.