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鋼材質(zhì)量評(píng)估過(guò)程中人工評(píng)級(jí)非金屬夾雜物（NMI）的挑戰(zhàn)
快速、精確和可靠的非金屬夾雜物（NMI）評(píng)級(jí)對(duì)鋼材質(zhì)量評(píng)估具有重要作用。在鋼鐵生產(chǎn)和組件制造過(guò)程中，非金屬夾雜物（NMI）人工評(píng)級(jí)是一種常用的方法。本文介紹了在尋求高效、高成本效益的鋼材質(zhì)量評(píng)估方法時(shí)，人工NMI評(píng)級(jí)遇到的相關(guān)挑戰(zhàn)。人工評(píng)級(jí)存在結(jié)果不一致的問(wèn)題，會(huì)影響質(zhì)量評(píng)估的可信性。由多名用戶(hù)開(kāi)展的人工NMI評(píng)級(jí)具有下述缺點(diǎn)：
結(jié)果差異性大，例如NMI尺寸和分組；
分析時(shí)間長(zhǎng)；
很難常規(guī)性地應(yīng)用不同的標(biāo)準(zhǔn)。
相比之下，自動(dòng)化NMI更加可靠，成本效益也更高。
簡(jiǎn) 介
過(guò)去20年中，隨著市場(chǎng)對(duì)鋼鐵的需求不斷增長(zhǎng)，鋼鐵已經(jīng)成為全球應(yīng)用廣泛的材料之一[1]。鋼鐵廣泛應(yīng)用于車(chē)輛、機(jī)器、管道、索塔和船舶和建筑建造等行業(yè)，因此鋼材質(zhì)量的評(píng)估便顯得尤為重要。非金屬夾雜物（NMI）評(píng)級(jí)是評(píng)估它們對(duì)鋼材質(zhì)量影響程度的關(guān)鍵指標(biāo)[2-5]。快速、可靠和靈活的NMI評(píng)級(jí)解決方案能夠?yàn)殇撹F生產(chǎn)商以及零部件制造商帶來(lái)諸多優(yōu)勢(shì)。下面列舉了在尋求高效和高成本效益的鋼材質(zhì)量評(píng)估[3]方法時(shí)，人工NMI評(píng)級(jí)解決方案遇到的挑戰(zhàn)。
圖1：常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)中的夾雜物類(lèi)型對(duì)比
人工夾雜物評(píng)級(jí)的相關(guān)挑戰(zhàn)
在鋼材生產(chǎn)和工業(yè)制造中，當(dāng)人們想尋求高效和高成本效益的鋼材質(zhì)量評(píng)估方法時(shí)，人工NMI評(píng)級(jí)解決方案常會(huì)遇到下列問(wèn)題。
對(duì)于一家生產(chǎn)鋼鐵或鋼材組件的公司，在不同的班次間，人工NMI評(píng)級(jí)具有主觀性，評(píng)級(jí)結(jié)果也不一致。這主要是由不同用戶(hù)在執(zhí)行人工評(píng)級(jí)過(guò)程中的顯著差異引起的。僅憑目視和視覺(jué)上的比較，不同人員得出的結(jié)論會(huì)有顯著的差異，因此很難在多位用戶(hù)中實(shí)現(xiàn)一致的NMI圖像人工分析。
NMI鄰近參數(shù)，例如夾雜物分組[2]要求的面積，在執(zhí)行人工評(píng)級(jí)的不同用戶(hù)間可能有不同的定義和應(yīng)用方式。統(tǒng)一實(shí)施分組夾雜物定義也有很大的難度。
評(píng)估NMI面積、尺寸或斜度也是一項(xiàng)難題[3]。難點(diǎn)主要在于：
NMI形狀有很大的差異
僅憑一張鋼材表面上可見(jiàn)的NMI的俯視顯微鏡視圖，很難測(cè)得微微傾斜的NMI的真實(shí)長(zhǎng)度
圖2：夾雜物的表征參數(shù)：長(zhǎng)度（L）、寬度（W）、直徑（D）、長(zhǎng)寬比（AR）、形狀和分組（夾雜物的水平（s）和垂直（d）區(qū)分）。
對(duì)于大多數(shù)鋼鐵生產(chǎn)商和組件制造商，人工NMI樣本評(píng)級(jí)的分析時(shí)間通常都過(guò)長(zhǎng)。使用人工評(píng)級(jí)解決方案時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)方法（如ASTM E45現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估[2,3,5,6]）非常耗時(shí)。
執(zhí)行人工NMI評(píng)級(jí)時(shí)，應(yīng)用不同的國(guó)際、區(qū)域或組織性鋼材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也頗具挑戰(zhàn)[5]。正如前文所述，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的變化，例如夾雜物圓度和分組的定義[2]會(huì)讓用戶(hù)對(duì)人工夾雜物分級(jí)感到困惑[3]。
克服挑戰(zhàn)
自動(dòng)化NMI評(píng)級(jí)解決方案
徠卡顯微系統(tǒng)鋼材質(zhì)量解決方案套件采用LAS X鋼鐵專(zhuān)家軟件，可提供克服人工評(píng)級(jí)困難的自動(dòng)化NMI評(píng)級(jí)解決方案。結(jié)果證明，它是一種快速、靈活、可靠的鋼材質(zhì)量評(píng)估方法[2]。
圖3：DMi8倒置顯微鏡——專(zhuān)業(yè)配置
References：
1.J. DeRose, D. Barbero, Reasons Why There is Growing Need for Fast and Reliable Steel Quality Rating Solutions, Science Lab (2020) Leica Microsystems.
2.D. Diez, J. DeRose, T. Locherer, Rate the Quality of Your Steel: Free Webinar and Report: Overview of standard analysis methods and practical solutions for evaluating steel inclusions, Science Lab (2020) Leica Microsystems.
3.N. Ecke, Analyzing non-metallic inclusions in steel, Science Lab (2020) Leica Microsystems.
4.A. Schué, Steel - It All Depends on What's Really Inside: New European Standard in Steel Industry, Science Lab (2009) Leica Microsystems.
5.J. DeRose, D. Barbero, T. Locherer, Top Issues Related to Standards for Rating Non-Metallic Inclusions in Steel, Science Lab (2020) Leica Microsystems.
6.ASTM E45 - 18a, Standard Test Methods for Determining the Inclusion Content of Steel, ASTM International (American Section of the International Association for Testing Materials).
