專利名稱：基于sem定性及定量分析鋼中含氮鈦夾雜物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于基于SEM定性及定量分析鋼中含氮鈦夾雜物的方法的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及SEM圖像定量分析和夾雜物識(shí)別交叉領(lǐng)域。涉及用SEM圖像處理模式來識(shí)別鋼中氮夾雜物種類，并且用SEM自帶的圖像分析軟件對(duì)該特殊圖像，圖像格式為SEM特有格式，做定量分析。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，鋼中氮夾雜物檢驗(yàn)是鋼材冶金質(zhì)量檢查中的一個(gè)重要項(xiàng)目。傳統(tǒng)上，通過金 相分析方法來進(jìn)行鋼中氮夾雜物的定性分析檢驗(yàn)，并且用圖像比較法來進(jìn)行夾雜物定量評(píng)級(jí)。但該檢驗(yàn)基本上建立在一個(gè)基礎(chǔ)上，那就是，鋼中的氮夾雜物僅有氮化鈦一種。但實(shí)際上，鋼中氮夾雜物除了氮化鈦這一種之外，還存在氮鈦和其他非金屬元素如硫等組成的夾雜物。用金相分析技術(shù)無法識(shí)別氮鈦夾雜物和化合了其他非金屬元素的氮鈦夾雜物。因此，用SEM來準(zhǔn)確地識(shí)別和定量分析鋼中氮鈦夾雜物還是一項(xiàng)空白。SEM是scanning electronmicroscope的縮寫，中文即掃描電子顯微鏡。傳統(tǒng)上，鋼中夾雜物的識(shí)別主要采用金相顯微分析方法來完成。對(duì)此有一系列的國際及國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)具體的操作進(jìn)行了準(zhǔn)確的表述。但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)上的金相分析方法難以解決多種類氮鈦夾雜物的識(shí)別問題，并因此而無法完成氮鈦夾雜物的分類定量分析。SEM有多種圖像顯示采集方法，從而使得可以利用SEM準(zhǔn)確地將鋼中不同種類的氮鈦夾雜物區(qū)分開來。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于SEM定性及定量分析鋼中含氮鈦夾雜物的方法，其目的是提供一種利用SEM特殊圖像顯示采集技術(shù)將鋼中不同種類氮化物區(qū)分開來，并且進(jìn)行準(zhǔn)確定量分析的方法。。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
基于SEM定性及定量分析鋼中含氮鈦夾雜物的方法，包括下列步驟
(O制備用于分析鋼中含氮鈦夾雜物的樣品；
(2)用SEM特殊圖像顯示采集方式，采選可供進(jìn)行氮鈦夾雜物定性識(shí)別用圖像；
(3)利用圖像灰度差識(shí)別不同氮鈦夾雜物種類；
(4)利用顆粒定量分析軟件中打開特殊格式的SEM圖像；對(duì)不同種類氮鈦夾雜物分別進(jìn)行提取一個(gè)種類的操作，然后對(duì)其進(jìn)行定量分析。所述的進(jìn)行定量分析的內(nèi)容和結(jié)果包括面積百分?jǐn)?shù)、夾雜物個(gè)體尺寸、尺寸分布。本發(fā)明深入研究了不同氮鈦夾雜物在特殊SEM圖像上灰度的差異，在此基礎(chǔ)上選擇了能充分反映鋼中氮鈦夾雜物的SEM圖像進(jìn)行分析，識(shí)別出氮鈦夾雜物種類，并給出各類氮鈦夾雜物的面積百分?jǐn)?shù)、夾雜物個(gè)體尺寸、尺寸分布。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于: (1)解決了多種類氮鈦夾雜物的識(shí)別問題。(2)實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同種類氮鈦夾雜物的定量分析。(3)能給出不同氮鈦夾雜物面積百分?jǐn)?shù)、夾雜物個(gè)體尺寸、尺寸分布等細(xì)節(jié)參數(shù)。本發(fā)明利用特定SEM圖像中不同氮鈦夾雜物的灰度差異來識(shí)別氮鈦夾雜物種類并對(duì)其進(jìn)行定量分析，克服了現(xiàn)有金相顯微分析方法受制于科研人員知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的局限性。本發(fā)明具有準(zhǔn)確率高、擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，有著廣泛的應(yīng)用前景。


圖I是本發(fā)明的夾雜物定性分析、定量分析流程 圖2是本發(fā)明分析中所用夾雜物形貌 圖3是本發(fā)明分析中所用夾雜物形貌圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
本發(fā)明是一種基于SEM定性及定量分析鋼中含氮鈦夾雜物的方法，如圖I所示，包括下列步驟
(O制備有代表性的試樣，即制備用于分析鋼中含氮鈦夾雜物的樣品；
(2)采集特殊的夾雜物形貌圖像，即用SEM特殊圖像顯示采集方式，采選可供進(jìn)行氮鈦夾雜物定性識(shí)別用圖像；
(3)對(duì)不同種類的夾雜物進(jìn)行識(shí)別，即利用圖像灰度差識(shí)別不同氮鈦夾雜物種類；
(4)對(duì)一類夾雜物進(jìn)行定量分析，即利用顆粒定量分析軟件中打開特殊格式的SEM圖像，對(duì)不同種類氮鈦夾雜物分別進(jìn)行提取一個(gè)種類的操作，然后對(duì)其進(jìn)行定量分析；分析內(nèi)容和結(jié)果包括，面積百分?jǐn)?shù)、夾雜物個(gè)體尺寸、尺寸分布等。具體實(shí)施時(shí)，例如對(duì)某電廠汽輪機(jī)20CrIMoVTiB外缸螺栓制備試樣進(jìn)行分析，其夾雜物背散射照片見圖2。該視場(chǎng)內(nèi)夾雜物均呈灰色，全部為硫化鈦。夾雜物的定量分析結(jié)果見表I。實(shí)施例二
具體實(shí)施時(shí)，例如對(duì)某電廠汽輪機(jī)20CrIMoVTiB外缸螺栓制備試樣進(jìn)行分析，其夾雜物背散射照片見圖3。該視場(chǎng)內(nèi)呈灰色的夾雜物6、7為硫化鈦，其余夾雜物呈黑色為氮化鈦。夾雜物的定量分析結(jié)果見表2。表I
夾雜物序號(hào)最大直徑(μ In)_最小半徑(μ 111)_面積(μ ill2)面積百分百(％)_
1~7.987~0.473~ 7. 566O. 0248
2~6.682— 0.736— 20. 378O. 0667
3~9.367~0.689~ 12.458O. 0408
4~7.966~0.701~ 10. 595O. 0347
5~ 12. 004~0.672~ 11. 648O. 0381
6~6.586~0.436—7.681O. 0251
7~4. 568~ 0.743~ 7.586O. 0248
8~9. 976~ O. 665~ 14. 879O. 0487表 2____
權(quán)利要求
1.基于SEM定性及定量分析鋼中含氮鈦夾雜物的方法，其特征是包括下列步驟 (O制備用于分析鋼中含氮鈦夾雜物的樣品； (2)用SEM特殊圖像顯示采集方式，采選可供進(jìn)行氮鈦夾雜物定性識(shí)別用圖像； (3)利用圖像灰度差識(shí)別不同氮鈦夾雜物種類； (4)利用顆粒定量分析軟件中打開特殊格式的SEM圖像；對(duì)不同種類氮鈦夾雜物分別進(jìn)行提取一個(gè)種類的操作，然后對(duì)其進(jìn)行定量分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于SEM定性及定量分析鋼中含氮鈦夾雜物的方法，其特征是所述的進(jìn)行定量分析的內(nèi)容和結(jié)果包括面積百分?jǐn)?shù)、夾雜物個(gè)體尺寸、尺寸分布。
全文摘要
本發(fā)明屬于基于SEM定性及定量分析鋼中含氮鈦夾雜物的方法的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及SEM圖像定量分析和夾雜物識(shí)別交叉領(lǐng)域。包括下列步驟(1)制備用于分析鋼中含氮鈦夾雜物的樣品；(2)用SEM特殊圖像顯示采集方式，采選可供進(jìn)行氮鈦夾雜物定性識(shí)別用圖像；(3)利用圖像灰度差識(shí)別不同氮鈦夾雜物種類；(4)利用顆粒定量分析軟件中打開特殊格式的SEM圖像，對(duì)不同種類氮鈦夾雜物分別進(jìn)行提取一個(gè)種類的操作，然后對(duì)其進(jìn)行定量分析。本發(fā)明具有準(zhǔn)確率高、擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，有著廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01N23/22GK102636507SQ20121013556
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者徐昀, 李宏強(qiáng) 申請(qǐng)人:東北電力科學(xué)研究院有限公司