AISI M50轴承钢中三维结构表征检测方案(其它)

智能文字提取功能测试中

AISI M50 轴承钢三维结构表征 白腐蚀区 White etching regions (WERs)与轴承钢早期失效性能有紧密的关系。此文章介绍通过自动连续界面抛磨 AISI M50刚，对于WERs 表面成像，重建三维结构，进行轴承接触疲劳(RCF)测试。对于 WERs 进行连续445um材料界面的成像和结构重建。这种测量方式能够直接洞察WERs 亚表面原始和连续的结构信息。 材料研究背景 M50 VIM-VAR 钢具有在升温中具有高硬度和高抗压强度的贯穿硬化级别。此篇文章的轴承疲劳测试由 VIM VAR M50 钢和硅化镍 (Toshiba， TSN-03NH， Grade5)作为参照比较进行的。 WERs 或者 Dark etching regions(DERs)形成与轴承的承压区域。 WERs 和 DERs的形态依赖于材料的合金元素和化学结构。同时，众所周知的“Butterfly”形态的形成于氧化物杂质和较大碳化物附近。 DER。 WER 和 butterfly 形态在 2D 形式下已经被广泛研究。这篇文章的主旨是 WER 形态在3D分析下，能够更好的帮助理解循环压力后材料形态的转变。 Robo-Met. 3D 连续切面分析 Robo-Met. 3D 是全自动连续抛磨成像三维 3D 微结构分析测试系统，采集二维光学结构数据，用于三维重建和分析。通常的应用方向有材料加工制造，焊点分析和绝热涂层，以及陶瓷结构纤维指向等。 此篇文章中， M50样品是按照常规的金相切片和耦合技术金相制备的。在500X放大下进行成像。成像图像通过2×2形式进行拼接合成，在XY 方向上的分辨率 0.21um。样品抛光连续使用 6u/3u/0.25p金刚石磨蚀剂。通过去离子水和0.05p的胶状氧化铝溶液进行清洗。样品通过2%硝酸浸蚀液进行对比。 总共进行159切片或者截面采集，Z轴总高度 445.2um。整个采集过程中平均每个截面的厚度保持为2.8um。在图像拼合，校正和裁剪无关区域后，最终结果的成像的的区域尺寸为352.9um(X轴)和159.2um(Y轴)。 成像处理 通过 Image-Pro Premier 3D v9.2.2 进行3D成像的分析。对于3D分析，加载 z-stack 159个截面，通过沿着Y轴方向连续采样和 XZ轴方向全分辨进行处理的。。一个3D等值面可以直接输出无须任何过滤，直接输出 WERs 的体积分布图。一个直方图用来判断 WERs， 基于强度值和强度范围，设置为153-186.对于定量，尺寸的判断依据设置为长宽高各自为 5um。 体积参数被提取出来。 成像结果 图表-2原始2D成像 图表-3三维重建结构图像(159个截面) 成像结果处理 图表-43D分割 WER 图表 -53D分割 WER (不同视角) 图表-6基于5um尺寸判断的 WER 结构 图表-7基于 5um 尺寸判断的 WER 结构(不同视角) 图标6和7描绘的3D 结构是基于 5um 尺寸判断的 WER 空间结构。不同的色彩表明WER 的连接或者相似的特征与非连接特征峰分别具有相同的颜色。表格1软件自动生成计算的不同色彩编码的 WER 特征和计算的每个特征体积。 定量评估 WER 尺寸 Feature Name Volume(p) Width (pm) Height (um) Depth (um) V1：2522 12799.3 53.2 67.7 84.9 V1：1060 18879.3 69.3 33.9 84.2 V1：765 65869.7 68.7 95.3 213.2 V1：3120 77991.3 77.1 78.6 204.8 V1：1 85827.7 143.8 158.9 229.5 V1：14 220177.3 163.0 135.5 424.3 结论： 此研究结果成功的演示了 Robo-Met.3D 的使用和应用能力。系统具有收集高保真度成像数据，控制连续切片厚度和全自动测量的能力。测量结果能够可视化分析 AISI M50 轴承钢 WERs 的评估和增值情况。 白腐蚀区White etching regions（WERs）与轴承钢早期失效性能有紧密的关系。此文章介绍通过自动连续界面抛磨AISI M50刚，对于WERs表面成像，重建三维结构，进行轴承接触疲劳（RCF）测试。对于WERs进行连续445μm材料界面的成像和结构重建。这种测量方式能够直接洞察WERs亚表面原始和连续的结构信息。材料研究背景M50 VIM-VAR钢具有在升温中具有高硬度和高抗压强度的贯穿硬化级别。此篇文章的轴承疲劳测试由VIM VAR M50钢和硅化镍（Toshiba，TSN-03NH，Grade5）作为参照比较进行的。WERs或者Dark etching regions（DERs）形成与轴承的承压区域。WERs和DERs的形态依赖于材料的合金元素和化学结构。同时，众所周知的“Butterfly”形态的形成于氧化物杂质和较大碳化物附近。DER。WER和butterfly形态在2D形式下已经被广泛研究。这篇文章的主旨是WER形态在3D分析下，能够更好的帮助理解循环压力后材料形态的转变。Robo-Met. 3D连续切面分析 Robo-Met. 3D是全自动连续抛磨成像三维3D微结构分析测试系统，采集二维光学结构数据，用于三维重建和分析。通常的应用方向有材料加工制造，焊点分析和绝热涂层，以及陶瓷结构纤维指向等。此篇文章中，M50样品是按照常规的金相切片和耦合技术金相制备的。在500X放大下进行成像。成像图像通过2×2形式进行拼接合成，在XY方向上的分辨率0.21μm。样品抛光连续使用6μ/3μ/0.25μ金刚石磨蚀剂。通过去离子水和0.05μ的胶状氧化铝溶液进行清洗。样品通过2%硝酸浸蚀液进行对比。总共进行159切片或者截面采集，Z轴总高度445.2μm。整个采集过程中平均每个截面的厚度保持为2.8μm。在图像拼合，校正和裁剪无关区域后，最终结果的成像的的区域尺寸为352.9μm（X轴）和159.2μm（Y轴）。成像处理通过Image-Pro Premier 3D v9.2.2进行3D成像的分析。对于3D分析，加载z-stack 159个截面，通过沿着Y轴方向连续采样和XZ轴方向全分辨进行处理的。一个3D等值面可以直接输出无须任何过滤，直接输出WERs的体积分布图。一个直方图用来判断WERs，基于强度值和强度范围，设置为153-186. 对于定量，尺寸的判断依据设置为长宽高各自为5μm。体积参数被提取出来。成像结果图表‑2原始2D成像图表 ‑3 三维重建结构图像（159个截面）成像结果处理图表‑4 3D分割WER图表 ‑5 3D分割WER（不同视角）图表‑6 基于5μm尺寸判断的WER结构图表‑7基于5μm尺寸判断的WER结构 （不同视角）图标6和7描绘的3D结构是基于5μm尺寸判断的WER空间结构。不同的色彩表明WER的连接或者相似的特征与非连接特征峰分别具有相同的颜色。表格1软件自动生成计算的不同色彩编码的WER特征和计算的每个特征体积。定量评估WER尺寸结论：此研究结果成功的演示了Robo-Met.3D的使用和应用能力。系统具有收集高保真度成像数据，控制连续切片厚度和全自动测量的能力。测量结果能够可视化分析AISI M50轴承钢WERs的评估和增值情况。