[发明专利]一种碳素结构钢相含量测定方法及应用

说明书

本发明采用激光共聚焦显微镜得到待测区域的三维形貌，且在铁素体区域选取同圆的三点，采取三点校平法校平三维形貌图，校平面作为三维立体形貌图的高度基准，截取待测区域的三维立体形貌图，获得有限个截面和截面轮廓曲线，根据截面轮廓曲线的连续预设数的点的高度标准差是否小于或等于预设值，根据连续预设数的点的计算高度是否小于0，划分截面轮廓曲线所在截面的铁素体相和珠光体相，分别加和每个所述截面的铁素体相和珠光体相，获得所述待测区域的相含量，提高了相含量测定的准确性。

技术领域

本发明属于钢材相含量测定技术领域，具体涉及一种碳素结构钢相含量测定方法。

背景技术

光学显微镜和扫描电镜能够被用于进行钢材金相组织观察。光学显微镜是一种二维的形态学工具，有效分辨率较低，分辨率的景深较小，也不能观察纵向方向的三维形态。扫描电镜在样品的制备方面比较复杂，有时还会引起样品的破坏，对于扫描的面积和材料的表面高度都有所限制，同时它也不能测量表面面积、体积、深度等信息。激光共聚焦显微镜可用来观察样品表面亚微米程度的三维形态和形貌，也可以测量多种微小的尺寸，诸如体积、面积、晶粒、膜厚、深度、长宽、线粗糙度、面粗糙度等。激光共聚焦相比于其他检测手段有其独特的优势，提高了图片的清晰度，有很好的景深，提高了分辨率，在金相组织观察方面具有一定的优势。

中低碳碳素结构钢(碳含量在15％到50％)，正常金相组织是铁素体和珠光体，珠光体相含量与其机械性能有一定的相关性，计算其珠光体相含量与估算其含碳量、强度水平有重要意义。现有技术多采用光学灰度法，珠光体是铁素体+渗碳体的片状混合组织，灰度法会机械地将其中的铁素体片层结构归为铁素体而不是珠光体，同时检验面上的某些污染也会增加其灰度，将铁素体归为珠光体计算，从而影响了相含量测定的精确度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有光学灰度法测定中低碳碳素结构钢的相含量时，灰度运算对于珠光体、铁素体相含量测定不准确、有误差，导致对结构钢相相对含量无法准确评估的缺陷，提供一种碳素结构钢相含量测定方法，不通过灰度估算相含量，提高相含量测定的准确性。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种碳素结构钢相含量测定方法，

所述方法包括：将钢材试样的检验面进行磨制、腐蚀后，采用激光共聚焦显微镜进行相含量测定，其特征在于，所述相含量测定包括：

(1)采用激光共聚焦显微镜获取所述试样表面待测区域的三维立体形貌图；

(2)校平所述三维立体形貌图，校平面作为所述三维立体形貌图的高度基准面；

(3)在平行于X轴或Y轴方向上，截取所述三维立体形貌图获得有限个截面和截面轮廓曲线；

(4)根据所述截面轮廓曲线的连续预设数的点的高度标准差是否小于或等于预设值，将所述截面轮廓曲线所在的截面划分为铁素体相和珠光体相，小于或等于所述预设值的区域是铁素体相；

(5)分别加和每个所述截面的铁素体相和珠光体相，获得所述待测区域的相含量。

优选地，所述三维立体形貌的分辨率为0.125μm以上，所述有限个截面的间距是0.125μm以下，所述截面轮廓曲线中的点，相邻点的横坐标或纵坐标间隔0.125μm以下。

优选地，所述预设数为5以上。

优选地，所述预设值为0.025-0.035μm。

优选地，在铁素体区域选取同圆的三点，采取三点校平法校平三维形貌图；

得到所述截面轮廓曲线后，将所述截面轮廓曲线所在的截面划分为铁素体相和珠光体相的依据还包括计算所述截面轮廓曲线各点的平均高度，所述截面轮廓曲线上各点的原始高度减去所述平均高度得到各点的计算高度，连续预设数的点的所述计算高度小于0的区域为铁素体。