Los aceros avanzados de baja aleación y alta resistencia colados continuamente a menudo están sujetos a una segregación elemental a lo largo de la línea central de la palanquilla o losa durante la colada y el enfriamiento. El control de la macrosegregación es fundamental antes de laminar y formar palanquillas o desbastes, ya que si la segregación elemental es excesiva, puede provocar una debilidad estructural, incluido el agrietamiento y la rotura de los productos laminados y formados. Por lo tanto, al detectar la macrosegregación antes de laminar y formar, se pueden ahorrar sustancialmente los costos de producción, el manejo de materiales y la refundición y fundición del producto.
El monitoreo tradicional de la industria se ha realizado mediante grabado e imágenes ópticas. Esto requiere mucho tiempo y no es cuantitativo desde el punto de vista de la composición. Los resultados son subjetivos y difíciles de comparar si los métodos y la preparación de muestras no son idénticos entre plantas y diferentes fabricantes de acero. El grabado es subjetivo y no puede proporcionar datos de composición cuantitativos para un análisis estadístico significativo, pero puede proporcionar información sobre la homogeneidad estructural.
Ahora, al emplear el mapeo avanzado de IXRF Systems, la espectroscopía de fluorescencia de rayos X dispersiva de energía de micropuntos (microEDXRF), es posible escanear rápidamente las áreas de la línea central y monitorear cuantitativamente la falta de homogeneidad elemental. La preparación de la muestra es simple, solo se requiere una superficie fresada limpia y se pueden medir y mapear concentraciones de píxeles de menos de una décima parte de un porcentaje en peso. El tamaño de píxel puede variar, ya que la fuente de rayos X enfocada puede producir diámetros de haz de 5 a más de 100 micrones, ideal para mapear rápidamente la macrosegregación de decenas a cientos de micrones. Con la fuente de rayos X normal a la superficie de la muestra, el área de excitación es redonda y se pueden usar múltiples detectores, hasta cuatro, para medir tasas de conteo más altas. Los archivos de datos de mapas pueden contener hasta 5 GB o más.
Si bien muchos elementos clave se segregan conjuntamente en los aceros de alta resistencia de colada continua, el manganeso (Mn) es de particular interés, ya que es el principal agente de endurecimiento que se puede medir fácilmente en un entorno de aire. Otros elementos segregantes de interés incluyen: Cr, Ni, Mo, S, P, Al y Si.
EL ATLAS no solo proporciona evidencia visual de la macrosegregación en los mapas elementales, sino también una medición cuantitativa de las concentraciones elementales en la región de la línea central de palanquillas y losas coladas continuamente.
La cuantificación de las concentraciones de elementos segregantes se determina frente a un rango de estándares de acero de referencia mediante regresión lineal, lo que proporciona resultados cuantitativos precisos. Las curvas de calibración típicas para diferentes elementos segregantes de interés se muestran a continuación.
Los mapas elementales de rayos X también se pueden utilizar para identificar y estudiar con mayor detalle problemas de falta de homogeneidad en aceros y otros materiales, naturales y artificiales, como inclusiones e impurezas. Atlas puede identificar y cuantificar automáticamente impurezas e inclusiones dentro de un mapa.
El versátil ATLAS El software de mapeo y el control de escenario automatizado permiten un retorno único y rápido al comando para mapear ubicaciones de interés con una precisión exacta de reubicación del escenario (una micra). Esta función única "Ir a" bajo comando puede llevar rápidamente el escenario a cualquier área de interés, inclusión o falta de homogeneidad, para un estudio más detallado y/o para confirmar los resultados iniciales del mapeo. Esta capacidad proporciona la corroboración de los resultados del mapeo inicial y la capacidad de refinar los resultados del mapeo con mayor detalle si es necesario o deseado. El IXRF Atlas El sistema proporciona una capacidad no destructiva que cambia el juego para monitorear la homogeneidad de los materiales naturales y hechos por el hombre y cómo puede afectar algunas de sus propiedades químicas y estructurales.
Consulte el artículo sobre tecnología del hierro y el acero de julio de 2017 de AIST “Bridging the Gap: MXRF Technique Rapidly Maps Centerline Segregation” por Joydeep Singupta y Jackie Leung, ArcelorMittal Global R&D―Hamilton, Ontario, Canadá y K. Witherspoon, IXRF Systems, Inc. Austin, TX para obtener detalles técnicos sobre las ventajas de la técnica μXRF para el control cuantitativo de la macrosegregación.
Ahora, mediante el empleo de la nueva tecnología de espectroscopía de dispersión de energía de micro rayos X de escaneo avanzado, es posible escanear rápidamente las áreas de la línea central y monitorear cuantitativamente la falta de homogeneidad elemental. La preparación de la muestra es simple, solo se requiere una superficie fresada limpia y se pueden medir y mapear concentraciones de píxeles de menos de una décima parte de un porcentaje en peso. El tamaño de píxel puede variar, ya que la fuente de rayos X enfocada puede producir diámetros de haz de 5 a más de 100 micrones, ideal para mapear rápidamente la macrosegregación de decenas a cientos de micrones. Con la fuente de rayos X normal a la superficie de la muestra, el área de excitación es redonda y se pueden usar múltiples detectores, hasta cuatro, para medir tasas de conteo más altas. Los archivos de datos de mapas pueden contener hasta 5 GB o más.
EL ATLAS serie de sistemas de espectrómetro de microfluorescencia de rayos X (μXRF) lidera la industria en capacidades analíticas:
- Fuente de rayos X enfocada de 5 a 100 μm
- Mida desde Na hasta U en aire, vacío o helio
- La platina de muestra más grande con las opciones de cámara más completas
- Escaneo de giro de alta velocidad a 1-3 ms/píxel con una precisión de <1 micra en todos los ejes
- Fuente de rayos X normal a la superficie de la muestra con geometría de detectores múltiples
- Sistema de visualización óptica optimizado
- 3 cámaras de posicionamiento y análisis de muestras
- Software cuantitativo versátil
- Software FP de análisis a granel sin estándares
- Regresión lineal
- Escaneo y mapeo de líneas cuantitativas
- Metrología de películas delgadas y recubrimientos
- Ir a función: vaya a cualquier región de píxeles en el mapa con el comando para volver a analizar
- Control de instrumentos totalmente automatizado de todos los parámetros.
- Opciones de detector SDD de alta resolución con áreas activas de 30 a 150 mm2
