Optimaliseren van de meting en evaluatie van grafietnodulariteit
Gietijzer is een composietmateriaal waarin het niet-metalen grafiet op driedimensionale wijze in het ijzer is verdeeld. Een van die soorten is nodulair gietijzer, dat uitstekende mechanische eigenschappen heeft door de aanwezigheid van grafietknobbeltjes. Dit type gietijzer wordt dan ook gebruikt in auto-onderdelen, infrastructuren, enzovoort. Meting en evaluatie van de grafietnodulariteit en de rondheidsfactor volgens de industriële normen zijn van vitaal belang om deze eigenschappen te kunnen garanderen.
In dit gedeelte wordt uitgelegd hoe de rondheidsfactor en de grafietnodulariteit kunnen worden bepaald, en worden kwantitatieve en efficiënte meetvoorbeelden met onze nieuwste 4K digitale microscoop gegeven.
- Evaluatie met de grafietnodulariteit en rondheidsfactor
- De grafietnodulariteit en rondheidsfactor bepalen
- Optimaliseren van de meting en evaluatie van grafietnodulariteit
- Een 4K digitale microscoop die onontbeerlijk is voor het optimaliseren van de evaluatie van grafietnodulariteit met één enkel apparaat
Evaluatie met de grafietnodulariteit en rondheidsfactor
Wat is nodulair gietijzer?
Nodulair gietijzer (FCD-materiaal) is een gietijzersoort die uitstekende mechanische eigenschappen krijgt door de ontwikkeling van grafietknobbeltjes. Nodulair gietijzer wordt ook wel sferoïdaal grafietgietijzer genoemd.
Het verschil tussen nodulair gietijzer en grijs gietijzer (FC-materiaal), een typische gietijzersoort, is dat de laatste grafietvlokken bevat, waardoor het breekbaar is (dus een lage taaiheid heeft) omdat de spanning gemakkelijk op specifieke plaatsen kan samenkomen. Daarentegen bevat nodulair gietijzer ten minste 0,04% mg (magnesium) en ten minste 0,02% Ce (cerium) en 0,02% Ca (calcium), waardoor het dankzij de gekristalliseerde grafietknobbeltjes uitstekende mechanische eigenschappen bezit zoals slijtvastheid en taaiheid (sterktegraad).
De voornaamste toepassing van nodulair gietijzer is als materiaal voor rioleringsbuizen, water- en gasleidingen en andere leidingen. Dit type gietijzer wordt ook veel gebruikt in toepassingen waar taaiheid en slijtvastheid belangrijk zijn zoals voor auto-onderdelen.
Grafietnodulariteit, rondheidsfactor en mechanische eigenschappen
Voor nodulair gietijzer en andere producten van nodulair grafietgietijzer zijn de mate van grafietverdeling (de grafietnodulariteit) en de rondheid van de grafietknobbeltjes (de rondheidsfactor) van grote invloed op de mechanische eigenschappen zoals slijtvastheid, taaiheid, treksterkte en ductiliteit.
Daarom is het zeer belangrijk om de grafietnodulariteit en de rondheidsfactor tijdens het evalueren van nodulair gietijzer op kwantitatieve wijze te meten en te evalueren om de kwaliteit en de eigenschappen ervan te kunnen garanderen.
De grafietnodulariteit en rondheidsfactor bepalen
Grafietknobbeltjes vormen zich niet als perfecte bollen. Daarom moeten voor het meten van de nodulariteit van grafiet bijna bolvormige vormen worden gedefinieerd als nodulair grafiet en moeten deze vormen van elkaar worden onderscheiden. In het algemeen wordt de rondheid van de vorm van een voorwerp geëvalueerd aan de hand van de rondheid, maar bij grafietnodulariteit wordt de rondheidsfactor, die een ander concept heeft dan rondheid, gebruikt om de rondheid volgens een norm te classificeren en wordt deze toegepast op een formule voor het berekenen en evalueren van de rondheid.
De rondheidsfactor bepalen
De rondheidsfactor (R) waarmee de grafietnodulariteit wordt beoordeeld, wordt bepaald door het grafiet in het materiaal waar te nemen, zoals is te zien in de afbeelding. L is de maximumdiameter (lange as) van het grafiet. S is het gebied van het grafiet en D is een cirkel met deze maximumdiameter voor de diameter. Het gebied S delen door het gebied D geeft de rondheidsfactor.
De relatie tussen deze twee waarden is met andere woorden als volgt.
Als deze formules worden samengevoegd, geeft dit de volgende formule voor het bepalen van de rondheidsfactor.
De grafietnodulariteit bepalen
De classificaties in rondheidsfactoren en grootteklassen, beide gestandaardiseerd door een industriële norm, worden gebruikt om de grafietnodulariteit te bepalen. Hieronder staan de classificaties en normen volgens ISO 945 en de manier waarop die moeten worden gebruikt om de nodulariteit te berekenen.
De volgende informatie is conform de ISO-norm, maar de desbetreffende norm kan indien nodig worden herzien. Controleer daarom altijd wat de nieuwste norm is.
- Classificaties van de rondheidsfactor
-
VI:Sferoïdaal grafiet
Rondheidsfactor: R ≥ 0,80 -
V:Enigszins onregelmatig sferoïdaal grafiet
Rondheidsfactor: 0,60 ≤ R < 0,80 -
IV:Onregelmatig sferoïdaal grafiet
Rondheidsfactor: 0,45 ≤ R < 0,60 -
III:Vermiculair (compact) grafiet
Rondheidsfactor: 0,10 ≤ R < 0,45 -
I:Lamellair (vlok) grafiet
Rondheidsfactor: R < 0,10
- Classificatie van grootteklassen
-
Klasse Grafietgrootte (mm) 1 Groter dan of gelijk aan 1 2 Groter dan of gelijk aan 0,5 en kleiner dan 1 3 Groter dan of gelijk aan 0,25 en kleiner dan 0,5 4 Groter dan of gelijk aan 0,12 en kleiner dan 0,25 5 Groter dan of gelijk aan 0,06 en kleiner dan 0,12 6 Groter dan of gelijk aan 0,03 en kleiner dan 0,06 7 Groter dan of gelijk aan 0,015 en kleiner dan 0,03 8 Kleiner dan 0,015 -
Conform ISO wordt grafiet kleiner dan 10 µm niet geteld.
- De grafietnodulariteit berekenen
- Om de grafietnodulariteit te berekenen, wordt het gebied van het grafiet met een grootte van 10 µm of meer en op basis van de rondheid geclassificeerd als V of VI, gedeeld door het gebied van al het grafiet met een grootte van 10 µm of meer.
De formule voor het bepalen van de nodulariteit en de waarden die moeten worden vervangen, worden hieronder toegelicht. -
AvI:Het gebied van het grafiet van minimaal 10 µm en geclassificeerd als VI met de rondheidsfactor.Av:Het gebied van het grafiet van minimaal de minimumgrootte en geclassificeerd als V met de rondheidsfactor.Aall:Het totale gebied van het grafiet van minimaal de minimumgrootte.
Optimaliseren van de meting en evaluatie van grafietnodulariteit
Voor het met een optische microscoop afleiden van de grafietnodulariteit zijn ingewikkelde bewerkingen nodig zoals classificatie via meting en berekening van de rondheidsfactor, gebiedsberekening en telling. Deze bewerkingen zijn echter niet alleen tijdrovend en arbeidsintensief, maar ook vatbaar voor menselijke fouten en moeilijk kwantitatief te beoordelen.
Zelfs wanneer beeldanalyse met computersoftware wordt uitgevoerd, kost het tijd en moeite om met een optische microscoop duidelijke, vergrote beelden van grafiet te kunnen maken. Het daaruit voortvloeiende probleem is dat bewerkingen zoals het beheer van de grote hoeveelheid beeldgegevens en numerieke gegevens en het maken van rapporten met deze gegevens zeer complex kunnen zijn.
De uiterst nauwkeurige 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks van KEYENCE heeft een HR-lens met hoge resolutie en een 4K CMOS-beeldsensor, waarmee in hoge resolutie 4K-beelden van grafietknobbeltjes met verschillende vormen en afmetingen kunnen worden gemaakt. Het gebied van het grafiet kan worden berekend en het aantal van deze knobbeltjes kan automatisch worden geteld aan de hand van deze zeer nauwkeurige beelden. Duidelijke beelden en nauwkeurige waarden kunnen als een Excel-bestand worden opgeslagen, waardoor het maken van rapporten kinderspel is.
Automatische gebiedsmeting/-telling van grafietnodulariteit
Het waarnemingssysteem van de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks zorgt voor een grote scherptediepte, waardoor gemakkelijk beelden kunnen worden vastgelegd die in het hele zichtveld scherp in beeld worden gebracht. Zo kunnen er duidelijke 4K-beelden van de vormen van het grafiet in het monster worden gemaakt. Aan de hand van deze zeer nauwkeurige beelden kan het gebied van het grafiet naadloos en automatisch worden gemeten en kan het aantal knobbeltjes uiterst nauwkeurigheid worden geteld, zodat snel de resultaten van de kwantitatieve analyse beschikbaar zijn.
Met deze functie voor het automatisch meten/tellen van gebieden worden niet alleen het aantal en het gebied van objecten die onder gespecificeerde omstandigheden als grafietknobbeltjes worden aangemerkt, onmiddellijk automatisch verkregen, maar ook allerlei gegevens zoals het totale gebied, de totale gebiedsverhouding en de maximale grafietdiameter, alsmede het gemiddelde, de standaardafwijking, de maximumwaarden en de minimumwaarde.
Optimaliseren van het genereren van een rapport over grafietnodulariteit
De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kan niet alleen automatisch zeer nauwkeurig grafietknobbeltjes meten, maar kan ook van de verkregen beeldgegevens en numerieke gegevens automatisch rapporten maken.
Excel kan op de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks worden geïnstalleerd, zodat er geen computer meer nodig is om van die gegevens een rapport te maken. Van de gegevens kan er direct een rapport worden gemaakt. Breng analysegegevens over naar een sjabloon die past bij de toepassing, om automatisch waarden te berekenen en weer te geven die in overeenstemming zijn met de norm. De beelden die moeten worden geanalyseerd, kunnen zelfs automatisch worden ingedeeld.
De volgende afbeelding laat een voorbeeld zien van het gebruik van een microscoop uit de VHX-reeks voor het vastleggen van het beeld van waargenomen grafiet en de analysegegevens en het exporteren daarvan naar een Excel-sjabloon. Dit voorbeeld geeft aan hoe een ISO-conform rapport met classificaties van de rondheidsfactor (type) en grootteklassen, het aantal knobbeltjes, diverse meetresultaten van het gebied en grafietnodulariteit automatisch kan worden gemaakt.
Doordat rapporten automatisch kunnen worden aangemaakt, kost het veel minder tijd en moeite om analyses en berekeningen uit te voeren en gegevens te beheren.
Een 4K digitale microscoop die onontbeerlijk is voor het optimaliseren van de evaluatie van grafietnodulariteit met één enkel apparaat
Met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kunnen gemakkelijk nauwkeurige gegevens worden verkregen door heldere 4K-beelden met hoge resolutie vast te leggen en deze beelden te gebruiken voor het zeer nauwkeurig automatisch meten en tellen van gebieden. Met deze microscoop kunnen alle bewerkingen worden uitgevoerd die nodig zijn voor de evaluatie van de grafietnodulariteit, met inbegrip van de uitvoer van rapporten met items die voldoen aan de industriële normen.
Problemen doen zich niet alleen bij werkzaamheden voor omdat die tijdrovend en arbeidsintensief zijn. De kans op menselijke fouten en verschillen in de waarden die door gebruikers worden gemeten, zijn niet uit te sluiten bij de visuele controles en metingen van grafiet, en ook niet bij de handmatige invoer van waarden waarvoor gebruikers over voldoende kennis en vaardigheden moeten beschikken.
De kwantitatieve meting en evaluatie van grafietnodulariteit zijn vaak ingewikkelde processen, maar met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks worden deze bewerkingen veel gemakkelijker, waardoor u enorm veel tijd en moeite bespaart.
Klik op de onderstaande knoppen voor aanvullende informatie of vragen over producten.
