1. Crystal grain size
Có nhiều loại kim loại và cần phải chọn vật liệu kim loại phù hợp tùy theo mục đích sử dụng và mục đích của nó.
Ví dụ, các bộ phận động cơ ô tô và các bộ phận kim loại nói chung sử dụng các vật liệu kim loại khác nhau.
Điều này là do các tính chất cơ học (chẳng hạn như độ bền chống lại các ngoại lực như lực căng và lực cắt) khác nhau rất nhiều tùy thuộc vào vật liệu kim loại.
Để đánh giá tính chất kim loại này, cần quan sát cấu trúc tinh thể của cấu trúc kim loại.
Cấu trúc kim loại là cấu trúc đa tinh thể với cấu trúc tinh thể bao gồm các hạt tinh thể.
Có những vùng sắp xếp không đều giữa các hạt tinh thể và ranh giới giữa các vùng này là ranh giới hạt.
Kích thước hạt của các hạt tinh thể này (kích thước hạt tinh thể) là yếu tố quan trọng quyết định tính chất cơ học của vật liệu kim loại đó.
Thông thường, kích thước hạt tinh thể ám chỉ “kích thước của các hạt tinh thể” của các vật liệu như kim loại.
Ngoài các loại vật liệu như nhôm, sắt và hợp kim, cấu trúc kim loại cũng thay đổi sau khi trải qua xử lý nhiệt.
Ngay cả với cùng loại kim loại hoặc hợp kim, các hạt tinh thể có thể được sắp xếp theo một mẫu nhất định thông qua xử lý nhiệt, hình thành các biên tinh thể khác biệt so với trước khi xử lý nhiệt.
Do đó, kích thước hạt tinh thể thay đổi do xử lý nhiệt, làm thay đổi các tính chất cơ học và thuộc tính của kim loại.
Do đó, phân tích kích thước hạt tinh thể này là một phần quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm kim loại.
– Hạt tinh thể austenite
– Là các hạt tinh thể lập phương mặt tròn, bao gồm cả lưỡi kép tinh thể nung chảy.
– Hạt tinh thể ferrite
– Là các hạt tinh thể lập phương trung tâm, không bao gồm lưỡi kép tinh thể nung chảy.
2. Phương pháp phân tích kích thước hạt tinh thể
1. So sánh trực quan giữa hình ảnh chuẩn và hình ảnh qua kính hiển vi kim loại (phương pháp so sánh)
Trước khi xử lý bề mặt kim loại bằng mài mòn và các bước chuẩn bị khác, chúng ta sẽ quan sát bằng kính hiển vi kim loại. Chúng ta sẽ so sánh trực quan giữa “Bảng chuẩn về kích thước hạt tinh thể austenite của thép (×100) JIS G 0551” và cấu trúc kim loại mở rộng thông qua kính hiển vi kim loại, từ đó ước tính kích thước hạt tinh thể.
 |
金属顕微鏡の詳細はこちら |
Tuy nhiên, việc phải tạm thời rời mắt khỏi kính hiển vi kim loại là bất tiện.
2. So sánh trực quan đồng thời bằng việc tích hợp micrometer vào kính hiển vi kim loại (phương pháp so sánh)
Chúng ta sẽ chèn một micrometer có mẫu chuẩn kích thước được in trên nó vào phần gắn mắt kính của kính hiển vi kim loại. Sau đó, chúng ta sẽ quan sát đồng thời và so sánh trực quan giữa mẫu mở rộng và mẫu chuẩn về kích thước hạt tinh thể, từ đó ước tính kích thước hạt tinh thể một cách dễ dàng mà không cần phải rời mắt khỏi kính hiển vi kim loại.
 |
Công ty Shibuya Optical Co., Ltd sản xuất R1901 – Thiết bị đo kích thước hạt. |
3. Tính toán bằng việc so sánh trực quan đồng thời bằng cách tích hợp micrometer vào kính hiển vi kim loại và áp dụng phương pháp đếm / tính diện tích (phương pháp đo đếm, phương pháp cắt)
Chúng ta sẽ chèn một micrometer có mẫu chuẩn kích thước được in trên nó vào phần gắn mắt kính của kính hiển vi kim loại. Sau đó, chúng ta sẽ quan sát mẫu mở rộng và sử dụng micrometer để đo độ dài trung bình của mỗi đoạn thẳng khi nó đi qua các hạt tinh thể, từ đó tính toán kích thước hạt tinh thể theo phương pháp tiêu chuẩn JIS G0551/ASTM E112.
 |
Công ty Shibuya Optical sản xuất R2010-24 – Thiết bị đo kích thước hạt tinh thể thép theo phương pháp cắt. |
4. Sử dụng camera và phần mềm để đo kích thước hạt tinh thể (phương pháp so sánh, phương pháp đếm / tính diện tích, phương pháp cắt)
Thêm vào đó, bạn có thể lắp đặt một camera kính hiển vi lên kính hiển vi kim loại và sử dụng phần mềm đo như sau:
Thông qua phương pháp này, bạn có thể tự động đo và tăng hiệu quả công việc đáng kể.
 |
Chi tiết về camera USB 3.0 cho kính hiển vi (5 triệu pixel) có thể xem tại đây. |
 |
Chi tiết về phần mềm phân tích hạt G-S Measure (của công ty Nippon Steel Technology) có thể xem tại đây. |
|
◆ Phần mềm phân tích hạt G-S Measure để đo kích thước hạt tinh thể
【Tuân thủ các tiêu chuẩn JIS và ASTM!】 Đây là công cụ đánh giá kích thước hạt tinh thể tuân thủ các tiêu chuẩn sau đây:
【Có thể đo kích thước hạt tối đa 12 cách khác nhau!】
– Phương pháp đánh giá cho phép đo đồng thời tối đa 12 cách khác nhau bằng cách kết hợp các mẫu cắt, cho phép tính toán số kích thước hạt.
【Có thể lựa chọn từ 5 mẫu cắt khác nhau!】
– Trong phương pháp cắt, bạn có thể chọn từ 5 mẫu cắt và điều chỉnh khoảng cách và độ dài đường cắt.
【Thuận tiện cho việc tạo báo cáo! Xuất Excel】 – Kết quả đo kích thước hạt có thể được xuất ra Excel (định dạng CSV), giúp tạo báo cáo một cách thuận tiện.
＜Ví dụ hiển thị đo lường＞ ASTM (Phương pháp cắt chéo, Phương pháp so sánh độ dài lát) Sau khi đo lường, hiển thị sẽ làm nổi bật biên giới hạt tinh thể màu xanh nơi chúng chạm vào mẫu cắt. * Ví dụ hình ảnh đo bao gồm phạm vi đo với tỉ lệ kính hiển vi là 100 lần và một lưới 1000×1000 điểm. |
3. Tóm tắt
Nếu tần suất phân tích kích thước hạt tinh thể thấp, sử dụng micrometer làm giảm chi phí.
Nếu tần suất cao, dù có chi phí ban đầu, sử dụng camera kính hiển vi và phần mềm tự động hóa là phương pháp được đề xuất để tự động hóa và tiết kiệm công sức.
Phần mềm còn có các tính năng tiện ích hơn nữa.
