[发明专利]一种钢中夹杂物原位统计分布的表征方法及系统

权利要求书

1.一种钢中夹杂物原位统计分布的表征方法，其特征在于，包括以下步骤：

对待测试样进行预处理，获取平滑光洁的检验面；

将铝箔粘贴在所述待测试样的一端，通过扫描电镜，评估所述待测试样中夹杂物的类别及尺寸范围；

通过所述扫描电镜及能谱附件，获取所述夹杂物的化学组成、形态学及坐标位置数据；

通过对所述化学组成、所述形态学及所述坐标位置数据进行解析，获得所述夹杂物的尺寸和数量的原位统计分布结果。

2.根据权利要求1所述一种钢中夹杂物原位统计分布的表征方法，其特征在于：

在对待测试样进行预处理的过程中，所述待测试样包括铸态、轧态、锻态、热处理态的钢材，其中，所述钢材包括板状、柱状、棒状、管状。

3.根据权利要求2所述一种钢中夹杂物原位统计分布的表征方法，其特征在于：

在对待测试样进行预处理的过程中，所述待测试样应沿着热加工方向取样，覆盖原试样的中心至边缘位置。

4.根据权利要求3所述一种钢中夹杂物原位统计分布的表征方法，其特征在于：

在评估所述待测试样中夹杂物的类别的过程中，所述夹杂物的类别包括非金属元素夹杂物、金属元素夹杂物；

所述非金属元素夹杂物包括氧化物、硫化物、氧硫复合、碳氮化物及其它夹杂物；

所述金属元素夹杂物包括含Al夹杂物、含Mg夹杂物、含Ca夹杂物、含Mn夹杂物、含Ti夹杂物。

5.根据权利要求4所述一种钢中夹杂物原位统计分布的表征方法，其特征在于：

在评估所述待测试样中夹杂物的类别的过程中，所述夹杂物还包括球形夹杂物、条形夹杂物；

所述球形夹杂物为长宽比大于1、小于3的夹杂物；

所述条形夹杂物为长宽比大于3的夹杂物。

6.根据权利要求5所述一种钢中夹杂物原位统计分布的表征方法，其特征在于：

在获得原位统计分布结果的过程中，根据所述扫描电镜及能谱附件，通过设置测试参数，对所述待测试样进行夹杂物面扫描分析，获取所述夹杂物的化学组成、形态学及坐标位置数据；其中，所述测试参数包括扫描图像尺寸、灰度阈值范围、能谱采集时间、图像放大倍数、样品分析区域。

7.根据权利要求6所述一种钢中夹杂物原位统计分布的表征方法，其特征在于：

在设置测试参数的过程中，所述扫描图像尺寸为256×256、512×512、1024×1024、2048×2048，用于确定夹杂物分析图像的像素数量；

所述灰度阈值范围为所述夹杂物的灰度值范围，所述灰度阈值范围为4000-30000；

所述能谱采集时间为0.2-1s；

所述图像放大倍数为200-1000倍；

所述样品分析区域为面积200-1600mm²的四边形，长为20～40mm，宽为10～40mm，其中，通过电镜软件逐一对所述四边形的各顶点进行聚焦并记录坐标位置，用于增强分析图像的清晰度。

8.根据权利要求7所述一种钢中夹杂物原位统计分布的表征方法，其特征在于：

在对所述化学组成、所述形态学及所述坐标位置数据进行解析的过程中，所述解析的过程包括以下步骤：

S101.统计所述夹杂物的数量占比、面积占比及尺寸分布信息；

S102.将夹杂物尺寸与样品坐标位置相关联，获得夹杂物尺寸的原位统计分布图；

S103.基于所述原位统计分布图，沿着样品X轴采集方向，通过固定的X轴间隔，对采集数据进行分区，获得若干等面积区域，分别对每个所述等面积区域，进行所述夹杂物的数量及尺寸统计解析，获得所述夹杂物的总数量及平均尺寸。

9.根据权利要求8所述一种钢中夹杂物原位统计分布的表征方法，其特征在于：

在获得原位统计分布结果的过程中，所述尺寸包括所述球形夹杂物的平均等效直径和所述条形夹杂物的长度，尺寸分布统计范围包括：1-3μm、3-5μm、5-7μm、7-10μm、10-13μm、大于13μm。

10.一种钢中夹杂物原位统计分布的表征系统，其特征在于，包括：

试样处理模块，用于对待测试样进行预处理，获取平滑光洁的检验面，并将铝箔粘贴在所述待测试样的一端；

数据采集模块，用于通过扫描电镜，评估所述待测试样中夹杂物的类别及尺寸范围；通过所述扫描电镜及能谱附件，获取所述夹杂物的化学组成、形态学及坐标位置数据；

数据分析模块，用于通过对所述化学组成、所述形态学及所述坐标位置数据进行解析，获得所述夹杂物的尺寸和数量的原位统计分布结果。