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显微镜下的钢铁之美:沙钢集团

钢铁总是给人以灰色、冷硬的感觉,前不久,沙钢钢铁研究院用显微镜拍摄了一组钢铁材料微观图像,这些钢铁材料在显微镜的“火眼金睛”下,脱去了灰色的外衣,呈现出异彩纷呈的美。就让我们一起来欣赏它们的美吧! 


  作品1

  照片名称:壮美梯田

  样品名称:帘线钢82B

  组织特点:珠光体中铁素体和渗碳体形貌(你看过哈尼梯田,曾经以为很壮美,但当你发现在实验室,在电镜的视野下,竟然存在更为壮美的梯田,你不由得感叹自然造物的神奇,微观世界与宏观世界同样让人震撼。)

  技术描述:利用透射电镜研究不同形变量下的珠光体片层间距及渗碳体碎化规律。背景:珠光体的机械性能主要取决于珠光体的片间距,珠光体在受外力拉伸时,塑性变形基本上在铁素体内发生,渗碳体层则有阻止滑移的作用。片层间距越小,铁素体和渗碳体的相界面就越多,对位错运动的阻碍也就越大,即塑性变形抗力越大,因而硬度和强度都增高,片状珠光体的塑性也随片间距的减小而增大。珠光体组织片层间距大小是评价盘条组织的一个重要依据。

  拍摄设备:JEM-2100F场发射透射电子显微镜(日本电子) 


  作品2

  照片名称:夹杂物的消化系统

  样品名称:焊缝区样品(母材是EH36船板钢,焊材是JW-7) 

  组织特点:复合夹杂物的形貌及物相分布(右半部份夹杂物状似大肠,想不到,无机世界也有着状似有机世界高级生物的消化体统,不禁让人啧啧称奇。)

  技术描述:利用双束扫描电镜的聚焦离子束制备复合夹杂物的透射电镜样品,并利用透射电镜对夹杂物的形貌进行观察,并结合能谱仪和电子衍射对复合夹杂物的成分和物相进行鉴定。结果显示:大肠结构的物相为Mn0.33Zr0.33Ti0.33O1.67,其余的1,2,3区域分别为Mn2TiO4相,富含Si-Ca-Al-O元素的非晶相,MgAl2O4相。此项分析对研究复合夹杂物的形成机理提供理论的支持,从而在工艺上控制夹杂物的形成类型,尺寸等,最终达到提高材料的综合性能的目的。

  拍摄设备:JEM-2100F场发射透射电子显微镜(日本电子) 


  作品3

  照片名称:冰糖是什么味?

  样品名称:IF钢

  组织特点:TiN析出相(狗狗边嗅冰糖块,边问:“冰糖是什么味?”)

  技术描述:利用扫描电镜在腐蚀状态的IF钢上寻找析出相,并利用能谱仪确定析出相类型及成分,成分主要是Ti,N元素。背景:IF钢,即无间隙原子钢。间隙原子C、N对IF钢的织构及时效特性有着十分重要的影响。固溶的C、N原子不利于{111}织构的形成。此外,C、N含量高还将会明显增大IF钢的时效硬化倾向。Nb、Ti等元素可以将C、N间隙原子从基体中清除出来,从而获得较纯净的铁素体钢,有利于{111}织构的发展,并且保证了IF钢的非时效性。

  拍摄设备:JSM-7001F场发射扫描电子显微镜(日本电子)


  作品4

  照片名称:甜蜜的伤害

  样品名称:EH36船板钢

  组织特点:韧窝里面的夹杂物(草莓味美,可韧窝内的草莓却会对材料带来甜蜜的伤害)

  技术描述:利用扫描电镜观察EH36船板钢断口形貌,主要显示为韧性断裂,且在韧窝底部存在夹杂物,夹杂物富含S,Ca,Mn,Fe元素。背景:夹杂物的存在对于钢的韧性来说会存在一些不利的影响,通过判断夹杂物类型,可以在炼钢工艺过程中尽量减少夹杂物的存在,提高钢材的强度及韧性。

  拍摄设备:JSM-7001F场发射扫描电子显微镜(日本电子) 


  作品5

  照片名称:美丽的代价

  样品名称:825高温合金

  组织特点:晶界析出物(高温合金可谓材料界的贵妇人,时刻不忘打扮自己,一串一串的珍珠项链,使得自己雍容华贵)

  技术描述:利用扫描电镜观察腐蚀后的825高温合金,晶界上布满了析出相,经能谱确定其为富含Cr、Mo的碳化物。背景:825是全奥氏体镍铁铬合金,在氧化和还原环境下都具有抗酸和碱腐蚀性能。为了进一步提高825合金的耐蚀性能,需要严格控制样品的晶界析出的碳化物,晶界析出碳化物会导致晶界附近产生贫Cr区,导致耐蚀性能的下降。

  拍摄设备:EVO18钨灯丝扫描电子显微镜(德国蔡司) 


  作品6

  照片名称:花团锦簇

  样品名称:镀锡层

  组织特点:钢板表面电镀锡(想不到镀锡板的表面,竟隐藏着一片天然的大花园,微观世界的美,等待你去发现)

  技术描述:利用扫描电镜观察钢板表面的电镀锡层,表面呈现出棱角较多的结晶锡层。背景:电镀锡钢板有很好的耐蚀性,具有无毒、易钎焊、柔软等优点。表面光滑的锡层有利于提高其耐蚀性能,此图中的锡层表面的形貌比较粗糙,相对耐蚀性能较差。

  拍摄设备:EVO18钨灯丝扫描电子显微镜(德国蔡司) 


  作品7

  照片名称:螳螂舞

  样品名称:夹杂物

  组织特点:EH36船板钢电解夹杂物(一群螳螂翩翩起舞,姿态优美)

  技术描述:采用小样电解技术,提取EH36船板钢中的夹杂物。然后通过扫描电镜观察夹杂物的形貌,并利用能谱仪确定夹杂物的成分,成分主要是C、O、Zr、Ti元素。背景:对于船板钢而言,良好的韧性是最关键的,而钢中夹杂物的形貌、尺寸都对其韧性有很大的影响。通过这种方法既可以观察到夹杂物的全貌,又可以避免基体对夹杂物成分的影响,可以得到比较直观的夹杂物形貌及成分,对改善船板钢韧性有一定的指导意义。

  拍摄设备:EVO18钨灯丝扫描电子显微镜(德国蔡司)


  作品8

  照片名称:岁月痕迹

  样品名称:模具钢D25

  组织特点:含Nb的析出相(这是一位盘着发髻的老奶奶,经历过世事沧桑,看尽世间百态,岁月在她的额头上留下痕迹)

  技术描述:利用透射电镜观察D25磨具钢中的析出相形貌及位错组态,并通过能谱仪确定析出相的类型及成分,成分主要是Nb元素。背景:通过透射电镜分析结果,对研究析出物析出机理和位错形成原因有指导意义,可以通过改进工艺有效控制夹杂物的尺寸、形态和分布等,从而达到提高材料性能的目的。

  拍摄设备:JEM-2100F场发射透射电子显微镜(日本电子)


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  •  荆轲
     发布于 2019-09-20 21:12:44  回复该评论
  • 做精密钢管真不容易,要知道热处理,要懂材料,要懂工艺,要了解国内外钢管钢铁知识………太多了了(;´༎ຶ㉨༎ຶ`)

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