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钢材质量评估过程中人工评级非金属夹杂物（NMI）的挑战

Challenges_Faced_When_Manually_Rating_Non-Metallic_Inclusions_teaser.jpg

快速、精确和可靠的非金属夹杂物（NMI）评级对钢材质量评估具有重要作用。在钢铁生产和组件制造过程中，非金属夹杂物（NMI）人工评级是一种常用的方法。本文介绍了在寻求高效、高成本效益的钢材质量评估方法时，人工NMI评级遇到的相关挑战。人工评级存在结果不一致的问题，会影响质量评估的可信性。由多名用户开展的人工NMI评级具有下述缺点：i)结果差异性大，例如NMI尺寸和分组；ii)分析时间长；iii)很难常规性地应用不同的标准。相比之下，自动化NMI更加可靠，成本效益也更高。

简介


过去20年中，随着市场对钢铁的需求不断增长，钢铁已经成为全球应用最广泛的材料之一[1]。钢铁广泛应用于车辆、机器、管道、索塔和船舶和建筑建造等行业，因此钢材质量的评估便显得尤为重要。非金属夹杂物（NMI）评级是评估它们对钢材质量影响程度的关键指标[2-5]。快速、可靠和灵活的NMI评级解决方案能够为钢铁生产商以及零部件制造商带来诸多优势。下面列举了在寻求高效和高成本效益的钢材质量评估 [3]方法时，人工NMI评级解决方案遇到的挑战。

[Translate to chinese:] Comparison of inclusion types between the most common standards
图1：常见标准中的夹杂物类型对比

人工夹杂物评级的相关挑战


在钢材生产和工业制造中，当人们想寻求高效和高成本效益的钢材质量评估方法时，人工NMI评级解决方案常会遇到下列问题。
对于一家生产钢铁或钢材组件的公司，在不同的班次间，人工NMI评级具有主观性，评级结果也不一致。这主要是由不同用户在执行人工评级过程中的显著差异引起的。仅凭目视和视觉上的比较，不同人员得出的结论会有显著的差异，因此很难在多位用户中实现一致的NMI图像人工分析。
NMI邻近参数，例如夹杂物分组[2]要求的面积，在执行人工评级的不同用户间可能有不同的定义和应用方式。统一实施分组夹杂物定义也有很大的难度。
评估NMI面积、尺寸或斜度也是一项难题[3]。难点主要在于：
NMI形状有很大的差异
仅凭一张钢材表面上可见的NMI的俯视显微镜视图，很难测得微微倾斜的NMI的真实长度

[Translate to chinese:] Characterization parameters for inclusions: length (L), width (W), diameter (D), aspect ratio (AR), contour, and grouping (horizontal (s) and vertical (d) separation of inclusions).
图2：夹杂物的表征参数：长度（L）、宽度（W）、直径（D）、长宽比（AR）、形状和分组（夹杂物的水平（s）和垂直（d）区分）。

对于大多数钢铁生产商和组件制造商，人工NMI样本评级的分析时间通常都过长。使用人工评级解决方案时，标准评级方法（如ASTM E45现场评估[2,3,5,6]）非常耗时。
执行人工NMI评级时，应用不同的国际、区域或组织性钢材质量标准也颇具挑战[5]。正如前文所述，标准参数的变化，例如夹杂物圆度和分组的定义[2]会让用户对人工夹杂物分级感到困惑[3]。

克服挑战：自动化NMI评级解决方案


徕卡显微系统钢材质量解决方案套件采用LAS X钢铁专家软件，可提供克服人工评级困难的自动化NMI评级解决方案。结果证明，它是一种快速、灵活、可靠的钢材质量评估方法[2]。

[Translate to chinese:] DMi8 A Inverted Microscope - Professional Configuration
图3：DMi8倒置显微镜——专业配置

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