钢中夹杂物分析方法横向测评：光镜法和电镜法

01.背景介绍

随着钢铁行业进人微利时代，生产具有更高附加值的高品质洁净钢也是钢铁企业自身发展的需求。因此，洁净钢技术研究及其生产工艺控制技术目前已经成为各钢铁企业的重要课题。生产洁净钢的关键在于减少钢中的杂质，而控制杂质的关键又在于准确和快速的测定此类钢中杂质，并优化相应的炼钢工艺。

分析测定钢中非金属夹杂物的是一项复杂的工作，它既需要对钢样中存在的大量夹杂物进行定量分析，测量其尺寸、形貌等，又需要测定它们的化学组成和分布、以及变化趋势等。目前，常用的夹杂物分析方法有：光镜金相法、手动扫描电镜分析法、全自动扫描电镜分析法等。

光镜金相法

• 应用较普遍，分析成本低

• 无法区分夹杂物的成分分析，无法分析小尺寸夹杂物

手动电镜分析

• 可获得单个夹杂物的高清图像和成分分布

• 统计有困难，人工劳动强度大，耗时长

全自动电镜分析

• 全自动分析，效率和准确性极高，大大解放人工

1. 光镜金相分析

该方法来源于 GB/T 10561—2005《钢中非金属杂物含量的测定——标准评级图显微检验法》。其主要特点是，可以观察分析夹杂物经过轧制变形后的形貌，并通过夹杂物的形态、颜色以及明暗场、偏振光等方式分析钢中非金属夹杂物，判定钢中夹杂物的类型，同时测量夹杂物的长度、宽度判定夹杂物的级别；但是，此方法只能检验分析钢材中的非金属夹杂物；不能对复合型夹杂物的成分进行分析。

2. 手动电镜分析

该方法来源于 GB/T 30834—2014《钢中非金属及杂物的评定和统计扫描电镜法》，利用扫描电镜+能谱仪对钢中非金属夹杂物进行尺寸分布统计、化学分类及评级的程序。

该方法可以获得获得夹杂物的清晰图像和成分分布（通过能谱面扫描），深入了解单个夹杂物的详细信息。但无法获得统计的测试结果，靠人工统计费时费力且准确性有限。

3. 全自动电镜分析

该方法是将形貌分析、成分分析和自动化程序结合起来的一种方法，同样参考了 GB/T 30834—2014《钢中非金属及杂物的评定和统计扫描电镜法》，可以对钢中非金属夹杂物的形貌、成分、种类、大小、数量及分布进行分析评级。同时对于试样制备要求较低，不需要经过特殊的处理方可进行检验分析。

02.ParticleX 全自动电镜分析系统介绍

ParticleX 起源于 ASPEX，ASPEX 在1992年创立初始，就定位为全自动扫描电镜；2012 年与 FEI 合并，并于 2017 年进行了硬件大升级，更名为Explorer4；2019年升级为双系统的ParticleX，大大提升了用户的操作体验。

使用 ParticleX 可以全自动获得如下结果：

1). 特征夹杂物的形貌图片，尺寸信息（直径，等效圆直径，周长，面积，成分信息，分类属性等

2). 各类夹杂物的统计结果（尺寸数量分布，面积分数等），及成分信息（均值）

3). 夹杂物在三元相图上的成分分布

Inclusion classification: Spinel and CaAl Oxide inclusions（夹杂物分类：尖晶石和钙铝氧化物）

4). 一键重新定位感兴趣夹杂物，做成分面分布扫描

03.ParticleX 全自动分析系统的特点

01深厚的技术积累

• 历经 29 年研发与升级，系统功能不断丰富

• 国内外公认的准确和专业的钢铁夹杂物自动分析系统

• 软硬件一体化设计，保证了软硬件的协调工作

02专业的数据库系统

• 通过一系列布尔表达式精确定义夹杂物的分类

• 自带多种夹杂物分类数据库，用户也可自定义

03超长寿命 CeB6 晶体灯丝

• 使用寿命超过 2000h，轻松应对隔夜分析，无需频繁更换灯丝

• 亮度稳定性好，确保测试结果的准确性

04超大样品仓室

• 可观测样品尺寸 100×100×40mm

• 专用镶嵌样品台，放样简单

• 一次可完成多个样品测试