CN110057650A - 钢带晶粒的评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钢带晶粒的评价方法，将具备完整的晶粒边界模型使用扫描电镜按设定放大倍数进行放大并拍下图片，计算所拍图片中的样品面积S，在所拍图片上选择n个完整晶粒，对n个完整晶粒依次编号为1～n，n为正整数，测量每个完整晶粒的横向直径和纵向直径，将各个完整晶粒的横向直径、纵向直径中较小者作为各完整晶粒的小直径X_n，将各个完整晶粒的横向直径、纵向直径中较大者作为各完整晶粒的大直径Y_n，计算各完整晶粒的均一因子Hr_n，计算具备完整的晶粒边界模型的均一因子Hr，计算具备完整的晶粒边界模型的每平方毫米的晶粒数N，根据Hr和N对照表1评价该钢带晶粒均一性。本发明方法，操作简单，成本低，检测效率及准确性较高。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢带晶粒的评价方法。
背景技术
钢带作为镍氢电池的负极基体材料，其性能好坏影响着镍氢电池性能的发挥，而钢带晶粒的评价方法也没有一个系统的方法。现有技术中也有关于晶粒的专利文献，例如专利号为201810540586.9的《应用于PCB板的晶粒均匀性的评价方法及评价系统》里有提到晶粒均匀性的检测方法，但其方法中，异常、正常晶粒选择具有人为主观性，不适宜制造业产品评价；算法耗时，且其倍数与实际照片显示长度来计算法不够精准；只用一个直径来对一个平面图形进行均一性评价不具备客观性；例如专利号201610021609.6的《一种镍基高温合金锻件的晶粒组织均匀性评价方法》里提到的晶粒均匀性检测方法，需依靠一套检测并附带计算的设备及系统，现有制造业无此成套设备即无法进行自己产品评价。模型构建及方程式很复杂，一般检测人员无法理解；例如GBT 4335-2013的《低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法》有对晶粒度级别进行了定义以及检测方法，但未对晶粒均一性进行定量、定性评价，无法从中得出企业所需的晶粒均一度如何进行检测及评价。
发明内容
针对现有技术缺陷，本发明旨在提供一种操作简单、成本低、检测效率高、准确性也较高的钢带晶粒的评价方法。
本发明通过以下方案实现：
一种钢带晶粒的评价方法，取样制成具备完整的晶粒边界模型，将具备完整的晶粒边界模型使用扫描电镜按设定放大倍数进行放大并拍下图片，计算所拍图片中的样品面积S，在所拍图片上选择n个完整晶粒，对n个完整晶粒依次编号为1～n，n为正整数，测量每个完整晶粒的横向直径和纵向直径，将各个完整晶粒的横向直径、纵向直径中较小者作为各完整晶粒的小直径X_n，将各个完整晶粒的横向直径、纵向直径中较大者作为各完整晶粒的大直径Y_n，按公式(1)计算各完整晶粒的均一因子Hr_n，按公式(2)计算具备完整的晶粒边界模型的均一因子Hr，按公式(3)计算具备完整的晶粒边界模型的每平方毫米的晶粒数N，
Hr_n＝X_n/Y_n………………………………………………………………(1)，
其中，为n个完整晶粒的均一因子平均值；为n个完整晶粒的小直径平均值；为n个完整晶粒的大直径平均值；
表1晶粒数与均一因子的对照表
根据所得到的具备完整的晶粒边界模型的均一因子Hr和具备完整的晶粒边界模型的每平方毫米的晶粒数N对照表1评价该钢带晶粒均一性。
实际使用时，扫描电镜的设定倍数可根据需要进行选择，根据经验及清晰效果，一般选择1500倍左右的放大倍数。
所述具备完整的晶粒边界模型的具体制作方法为：取样裁成一定尺寸的正方形样品，将样品置于圆柱形制样模具中，之后往制样模具中倒入调配均匀的树脂，将倒入树脂的样品放入超声波器皿中进行排气泡处理，在排气泡处理过程中需要翻转样品，接着在常温真空条件下对样品进行固化处理，然后对样品进行打磨处理，最后先将样品置于6～7mol/L的硝酸溶液中腐蚀30～60s，再将样品置于10～11mol/L的盐酸中浸泡20～30s制得具备完整的晶粒边界模型。
所述打磨处理具体为：先使用350～400目砂纸对固化后的样品进行表面粗磨，去除表面镀层，再使用2000～2500目砂纸对固化后的样品进行表面细磨，一般细磨5～8min，将样品表面磨平整。
为使得所选择的完整晶粒更具有代表性，使得评价结果更为准确，所述n取值为5，5个完整晶粒分布在所拍图片的左上方、左下方、右上方、右下方和居中的区域且每个区域的完整晶粒数为1。
本发明的钢带晶粒的评价方法，操作简单，不需要使用专门的评价装置或系统，成本低，检测效率高，准确性也较高。另外，还可以通过每平方毫米的晶粒数来评判晶粒大小，以判定钢带硬度与晶粒大小的相关性。一般情况下，每平方毫米的晶粒数越少，钢带硬度越低。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种钢带晶粒的评价方法，按以下步骤进行：
Ⅰ取样裁成1.5cm×1.5cm的正方形样品，将样品置于圆柱形制样模具中，之后往制样模具中倒入调配均匀的树脂，将倒有树脂的整个制样模具放入超声波器皿中进行排气泡处理，在排气泡处理过程中需要翻转样品，以确保样品不平整处有填充树脂，接着在常温真空条件下对样品进行固化处理，然后对样品进行打磨处理，打磨处理具体为：先使用350～400目砂纸对固化后的样品进行表面粗磨3～4min，去除表面镀层，再使用2000～2500目砂纸对固化后的样品进行表面细磨5～8min，将样品表面磨平整；最后先将样品置于6～7mol/L的硝酸溶液中腐蚀30～60s，再将样品置于10～11mol/L的盐酸中浸泡20～30s制得具备完整的晶粒边界模型；
Ⅱ将具备完整的晶粒边界模型使用扫描电镜按设定倍数进行放大并拍下图片，计算所拍图片中的样品面积S，在所拍图片上选择n个完整晶粒，对n个完整晶粒依次编号为1～n，n为正整数，测量每个完整晶粒的横向直径和纵向直径，将各个完整晶粒的横向直径、纵向直径中较小者作为各完整晶粒的小直径X_n，将各个完整晶粒的横向直径、纵向直径中较大者作为各完整晶粒的大直径Y_n，按公式(1)计算各完整晶粒的均一因子Hr_n，按公式(2)计算具备完整的晶粒边界模型的均一因子Hr，按公式(3)计算具备完整的晶粒边界模型的每平方毫米的晶粒数N，
Hr_n＝X_n/Y_n………………………………………………………………(1)，
其中，为n个完整晶粒的均一因子平均值；为n个完整晶粒的小直径平均值；为n个完整晶粒的大直径平均值；
表1晶粒数与均一因子的对照表
根据所得到的具备完整的晶粒边界模型的均一因子Hr和具备完整的晶粒边界模型的每平方毫米的晶粒数N对照表1评价该三维多孔钢带晶粒均一性。
假设：扫描电镜的设定放大倍数为1500倍，计算得到所拍图片中的样品面积S为5.44×10-3mm2，n取值为5，5个完整晶粒分布在所拍图片的左上方、左下方、右上方、右下方和居中的区域且每个区域的完整晶粒数为1，编号为1的完整晶粒数的小直径X_1为11.42nm，大直径Y_1为14.50nm；编号为2的完整晶粒数的小直径X_2为10.04nm，大直径Y_2为11.09nm；编号为3的完整晶粒数的小直径X_3为9.07nm，大直径Y_3为11.33nm；编号为4的完整晶粒数的小直径X_4为7.04nm，大直径Y_4为10.04nm；编号为5的完整晶粒数的小直径X_5为9.01nm，大直径Y_5为17.43nm；计算得到5个完整晶粒的小直径平均值为9.32nm，大直径平均值为12.88nm；根据公式(1)计算得到：编号为1的完整晶粒数的均一因子Hr_1为0.79，编号为2的完整晶粒数的均一因子Hr_2为0.91，编号为3的完整晶粒数的均一因子Hr_3为0.80，编号为4的完整晶粒数的均一因子Hr_4为0.70，编号为5的完整晶粒数的均一因子Hr_5为0.52，计算得到5个完整晶粒的均一因子平均值为0.74，根据公式(2)计算得到具备完整的晶粒边界模型的均一因子Hr为0.11，根据公式(3)计算得到具备完整的晶粒边界模型的每平方毫米的晶粒数N为58个，对照表1得出，该钢带晶粒均一性评价为良。
Claims (4)
1.一种钢带晶粒的评价方法，其特征在于：取样制成具备完整的晶粒边界模型，将具备完整的晶粒边界模型使用扫描电镜按设定放大倍数进行放大并拍下图片，计算所拍图片中的样品面积S，在所拍图片上选择n个完整晶粒，对n个完整晶粒依次编号为1～n，n为正整数，测量每个完整晶粒的横向直径和纵向直径，将各个完整晶粒的横向直径、纵向直径中较小者作为各完整晶粒的小直径X_n，将各个完整晶粒的横向直径、纵向直径中较大者作为各完整晶粒的大直径Y_n，按公式(1)计算各完整晶粒的均一因子Hr_n，按公式(2)计算具备完整的晶粒边界模型的均一因子Hr，按公式(3)计算具备完整的晶粒边界模型的每平方毫米的晶粒数N，
Hr_n＝X_n/Y_n………………………………………………………………(1)，
其中，为n个完整晶粒的均一因子平均值；为n个完整晶粒的小直径平均值；为n个完整晶粒的大直径平均值；
表1
根据所得到的具备完整的晶粒边界模型的均一因子Hr和具备完整的晶粒边界模型的每平方毫米的晶粒数N对照表1评价该钢带晶粒均一性。
2.如权利要求1所述的钢带晶粒的评价方法，其特征在于：所述具备完整的晶粒边界模型的具体制作方法为：取样裁成一定尺寸的正方形样品，将样品置于圆柱形制样模具中，之后往制样模具中倒入调配均匀的树脂，将倒入树脂的样品放入超声波器皿中进行排气泡处理，在排气泡处理过程中需要翻转样品，接着在常温真空条件下对样品进行固化处理，然后对样品进行打磨处理，最后先将样品置于6～7mol/L的硝酸溶液中腐蚀30～60s，再将样品置于10～11mol/L的盐酸中浸泡20～30s制得具备完整的晶粒边界模型。
3.如权利要求2所述的钢带晶粒的评价方法，其特征在于：所述打磨处理具体为：先使用350～400目砂纸对固化后的样品进行表面粗磨，去除表面镀层，再使用2000～2500目砂纸对固化后的样品进行表面细磨，将样品表面磨平整。
4.如权利要求1～3任一所述的钢带晶粒的评价方法，其特征在于：所述n取值为5，5个完整晶粒分布在所拍图片的左上方、左下方、右上方、右下方和居中的区域且每个区域的完整晶粒数为1。
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