扫描电镜的特点及其在钢铁研究中的应用

聚焦离子束扫描电镜三维重构夹杂物的形态和分布吴园园;洪慧敏;张珂【摘要】The MnS free‐cutting steel and EH36 electroslag weld zone samples were selected as the research object for the study .The layer‐by‐layer sectioning and imaging of inclusions were firstly conducted using the Auto Slice&View functions of focused ion beam‐scanning electron microscope(FIB‐SEM ) .Then ,the Amira software was used for three‐dimensional reconstruction based on the contrast of inclusions to obtain the morphology and distribution of signal inclusion and composite inclusion in steel materials .T he phase i‐dentification of composite inclusion also combined with the elemental mapping analysis function of electron probe micro‐analyzer(EPMA)and phase analysis function of electron back scattering diffraction(EBSD) . The results showed that the inclusions in MnS free‐cutting steel showed the coexisting distribution of strip type ,spindle shape and ellipsoidal type ,while the composite inclusion in EH36 electroslag weld zone sam‐ple was mainly composed of crystalline Mn2 TiO4 phase and amorphous phase with rich Al ,Ca ,Mg ,Si , Mn and O .Moreover ,these two phases were associated with eachother .The three‐dimensional recon‐struction graph clearly showed the morphology and distribution characteristics of inclusions ,which provid‐ed important basis to study the influence of inclusions on steel properties .%以MnS易切削钢和E H36电渣焊焊缝区样品为研究对象，首先利用聚焦离子束扫描电镜的自动系列切片和成像（Auto Slice ＆ View ）功能对夹杂物进行逐层切片并成像，然后利用A mira软件根据夹杂物的衬度进行三维重构，从而得到钢铁材料中单一夹杂物及复合夹杂物的形态和分布。

实 验 技 术 与 管 理 第37卷 第6期 2020年6月Experimental Technology and Management Vol.37 No.6 Jun. 2020ISSN 1002-4956 CN11-2034/TDOI: 10.16791/ki.sjg.2020.06.059高校仪器Quanta 400F 型扫描电镜的实验教学及开放共享姚丽娟，朱 满，刘翠霞（西安工业大学 材料与化工学院 陕西省光电功能材料与器件重点实验室，陕西 西安 710021）摘 要：该文以大型仪器Quanta 400F 型扫描电镜的管理为例，探讨了如何更高效、更开放地开展高校实验室管理工作。

通过在教学过程中加强与专业科学研究的结合、引入多媒体手段等加深学生对专业理论知识的理解，提升对仪器使用及数据分析的能力，培养学生的独立思考和科研能力。

根据扫描电镜和用户群特点，设计了符合实际的大型设备预约系统，统计出一系列量化指标，有效提高了仪器的使用率和管理水平，取得了良好效果。

关键词：扫描电镜；实验教学；预约系统；开放管理中图分类号：G642.0；F251 文献标识码：A 文章编号：1002-4956(2020)06-0266-03Experimental teaching and opening and sharing of Quanta 400Fscanning electron microscopeYAO Lijuan, ZHU Man, LIU Cuixia(Shaanxi Key Laboratory of Photoelectric Functional Materials and Devices, School of Materials and ChemicalEngineering, Xi’an Technological University, Xi’an 710021, China)Abstract: By taking the management of large-scale instrument of Quanta 400F scanning electron microscope as an example, this paper discusses how to carry out the management of university laboratories more efficiently and openly. Through strengthening the combination with scientific research in the teaching process and introducing the multimedia means to deepen students’ understanding of professional theoretical knowledge, students’ ability to use the instrucments and analyze data is improved and their independent thinking and scientific research ability is trained. According to the characteristics of the scanning electron microscope and user group, a large-scale equipment reservation system is designed, and a series of quantitative indexes are calculated, which effectively improves the utilization rate and management level of the instrument and achieves good results.Key words: scanning electron microscope; experimental teaching; reservation system; open management高校实验室承担着本科的实验教学以及大量科研任务。

钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验一、引言随着工业化的发展，钢铁材料在各个行业中得到了广泛应用。

而钢铁零件的质量直接关系到机械设备的性能和安全，因此，对钢铁零件进行渗氮层深度测定和金相组织检验就显得尤为重要。

这两项工作可以有效地评估钢铁零件的质量和使用性能，保障设备的正常运行。

本文将对钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验进行详细介绍。

二、钢铁零件渗氮层深度测定1.渗氮层深度测定的意义钢铁材料在使用过程中需要具备一定的硬度和耐磨性，而渗氮技术可以有效提高钢铁材料的表面硬度和耐磨性。

因此，渗氮层深度测定是评估渗氮工艺效果的重要手段。

通过测定渗氮层的深度，可以了解到渗氮工艺的渗透程度和均匀性，从而判断钢铁零件的质量和性能。

2.渗氮层深度测定的方法目前，常用的渗氮层深度测定方法主要有金相显微镜法、深度硬度测试法和化学分析法等。

其中，金相显微镜法是最为常用的方法之一。

这种方法利用金相显微镜对试样进行金相观察，通过显微镜下清晰的图像可以准确地判断渗氮层的深度和均匀性。

3.渗氮层深度测定的步骤进行渗氮层深度测定时，首先需要选择合适的试样，然后对试样进行金相显微镜观察，测定渗氮层深度。

具体步骤如下：（1）制备试样：根据需要测定的零件类型和表面情况，选择合适的试样并进行制备。

（2）金相显微镜观察：将试样放入金相显微镜中，调节合适的放大倍数，观察渗氮层的深度和均匀性。

（3）测量和记录：利用金相显微镜对渗氮层的深度进行测量和记录，得出准确的数据。

4.渗氮层深度测定结果的分析得到渗氮层深度测定结果后，需要对数据进行仔细分析。

通过分析可以得出渗氮工艺的效果和存在的问题，为进一步改进和优化工艺提供重要参考依据。

三、金相组织检验1.金相组织检验的意义金相组织检验是评估金属材料组织和性能的重要手段。

通过金相组织检验可以了解到钢铁零件的晶粒结构、相含量、析出物和缺陷等情况，从而评估材料的性能和质量。

2.金相组织检验的方法目前，金相组织检验常用的方法主要有腐蚀剥离法、照相显微镜法和扫描电镜法等。

《AerMet100超高强度钢高温变形行为研究》篇一一、引言随着现代工业技术的飞速发展，超高强度钢因其优异的力学性能和良好的可加工性，在航空、汽车、能源等重要领域得到了广泛应用。

AerMet100作为一种新型的超高强度钢，其高温变形行为的研究对于指导其加工工艺、优化材料性能具有重要价值。

本文旨在探究AerMet100超高强度钢在高温环境下的变形行为，为相关领域的研发和应用提供理论支持。

二、文献综述在过去的研究中，关于钢铁材料高温变形行为的研究已经取得了一定的成果。

钢铁在高温下的变形行为受到多种因素的影响，包括合金成分、温度、应变速率以及应变等。

对于AerMet100超高强度钢，虽然已有部分学者对其进行了研究，但关于其在高温环境下的变形行为仍需进一步探索。

三、研究内容与方法（一）研究内容本研究主要针对AerMet100超高强度钢在高温环境下的变形行为进行探究，包括其变形机制、影响因素以及变形过程中的组织结构变化。

（二）研究方法1. 材料准备：选取AerMet100超高强度钢作为研究对象，制备标准试样。

2. 高温变形实验：通过热模拟实验机对试样进行高温变形实验，记录变形过程中的应力-应变曲线。

3. 组织结构分析：利用金相显微镜、扫描电镜等手段，观察变形前后试样的组织结构变化。

4. 数据处理与分析：对实验数据进行处理，分析AerMet100超高强度钢高温变形行为的规律和特点。

四、实验结果与分析（一）实验结果通过高温变形实验，得到了AerMet100超高强度钢的应力-应变曲线，观察了变形前后的组织结构变化。

（二）结果分析1. 应力-应变曲线分析：通过分析应力-应变曲线，发现AerMet100超高强度钢在高温变形过程中表现出明显的加工硬化现象，且随着温度的升高，加工硬化现象逐渐减弱。

2. 组织结构分析：通过金相显微镜和扫描电镜观察发现，AerMet100超高强度钢在高温变形过程中，晶粒发生了明显的塑性变形和再结晶现象。

国产TP310HCbN 钢在高温应力作用下的组织结构摘 要：本文借助高分辨透射电镜、扫描电镜和光学显微镜研究国产TP310HCbN 钢在高温应力作用下的组织结构。

结果表明：经高温应力作用，晶内析出面心立方结构的M23C6和NbC 和简单四方结构的NbCrN ，晶界也析出M23C6,这些析出相提高了TP310HCbN 钢持久样的硬度；晶内和晶界析出的M23C6碳化物的晶格常数均为基体的3倍，并与基体保持完全共格关系。

关键词：TP310HCbN 钢；组织结构；析出1 前言TP310HCbN 钢是在TP310的基础上，通过限制C 含量，并复合添加质量分数为0.20%～0.60%的强碳、氮化物形成元素Nb 和质量分数为0.15%～0.35%的N ，利用析出弥散分布、细小的NbCrN 相和富Nb 的碳、氮化物以及M 23C 6来进行强化。

600℃～750℃条件下TP310HCbN 的蠕变断裂强度明显高于TP347H 、TP310系列耐热钢；同时由于TP310HCbN 钢含有高Cr ，其高温抗蒸汽氧化和烟气腐蚀性能明显优于18Cr-8Ni 型耐热钢，目前已被广泛应用于超超临界锅炉高温过热器、高温再热器[1-4]。

TP310HCbN 是在ASME 标准中的材料牌号，它在日本JIS 标准中的材料牌号为SUS310JITB ，作为日本住友金属命名的钢牌号，称为HR3C 。

TP310HCbN 钢是一种含有较多合金元素的材料，使用过程中第二相的析出行为也较为复杂，对其组织结构和性能产生较大影响，因而TP310HCb 钢的第二相析出行为备受关注[5]。

Park [6]等通过对比HR3C 钢与不添加Nb 和N 的25Cr-20Ni 钢和SUS310S 钢的蠕变行为讨论了N 在HR3C 钢中的重要作用。

Iseda [7]等研究了HR3C 钢在700℃下的长时蠕变后组织性能的变化，以及在500-700℃下长期时效过程中的组织稳定性。

首钢热轧双相钢热轧工艺与组织性能分析一、引言介绍首钢热轧双相钢的发展背景和重要性，概述本文的研究内容和目的。

二、首钢热轧双相钢的工艺流程阐述首钢热轧双相钢的工艺流程包括原材料选择、钢种设计、热轧工艺和组织调控等步骤。

三、首钢热轧双相钢的组织性能分析分析首钢热轧双相钢的微观组织特征和宏观力学性能，包括相结构、晶粒尺寸、硬度、延展性、强度等方面的性能。

四、影响首钢热轧双相钢制备的关键因素探讨影响首钢热轧双相钢制备的关键因素，如热轧温度、保温时间、压下量、冷却速率等因素，并分析其对钢材机械性能和组织性能的影响。

五、未来发展方向总结首钢热轧双相钢的制备工艺和组织性能分析研究，探讨该材料的未来发展方向和研究方向。

六、结论总结研究内容，强调首钢热轧双相钢的重要性和应用前景，并提出未来研究的建议和展望。

第一章：引言随着工业化进程的加速，汽车、航空、建筑等领域的应用需求不断增长，对结构性能高、形变加工性能好的材料提出了新的要求。

金属材料作为重要的工程材料之一，在工业应用中起到了不可替代的作用。

例如，高速列车、飞机和大型机械设备等领域都需要使用高强度、高韧性、高延展性的金属材料。

因此，针对这些应用需求，双相钢在工业制造过程中的应用越来越受到关注。

首钢热轧双相钢是一种具有高强度、优异韧性和良好延展性的金属材料，已经成为目前国内外应用广泛的一种材料。

双相钢的关键特点在于它具有不同的组织结构，即含有相似或不同的珠光体相和铁素体相。

这使双相钢有着更高的强度和韧性，同时也具有较好的延展性，能够满足结构安全性和产品质量的需求。

然而，要想使这种材料具有最佳的性能和应用效果，需要与其制备工艺和组织性能相结合的深入分析。

因此，本文旨在对首钢热轧双相钢的制备工艺和组织性能进行分析，并总结其未来发展的方向。

本文的研究内容涵盖了首钢热轧双相钢的工艺流程、组织性能分析、影响制备工艺的关键因素以及未来的发展方向。

这些研究内容将为双相钢的制备和应用提供重要参考，为推动材料技术的进步做出贡献。

透射电镜与电子能量损失谱2010年Zeiss 会论文 2010年8月TEM与电子能量损失谱北京科技大学材料物理系柳得橹1 TEM在钢铁研究中的作用随着科学的进步，新技术日新月异、层出不穷，另一方面，材料尤其是历史悠久的钢铁材料的研究发展获得了突飞猛进的进展。

新概念、新工艺和新材料不断涌现，原有的常规分析方法常常不能满足钢铁材料发展与组织及性能控制的需要。

例如，近些年来钢铁材料研究中常见的纳米尺度相或小沉淀粒子的定性、定量分析;超细晶粒钢的分析;界面及其附近的分析;相变及其产物—TRIP钢、TWIP钢的分析等。

人们迫切希望应用一些高分辨率的微观分析方法来解决问题，而且对分析技术提出了更高的新要求。

光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜 (TEM) 是各实验室最常见的设备，应用日益广泛，然而这些仪器的功能、技术指标、应用与管理维护的效率和方便程度等等都在不断地推陈出新，发展极其迅速。

尽管如此，这三类仪器的适用范围仍然是不同的。

它们的主要特征与差别在于:分辨率;形成放大图像的成像方式及信号来源;图像的衬度机制;照明光源等。

可以大致简单地归纳如下: , 光学显微镜——现行的常规检验方法，用于观察试样表面的形貌像，如钢的组织、晶粒度、夹杂物分类评级等。

照明光源波长范围:可见光 400~800 nm，紫外线13 ~390 nm，光学显微镜的极限分辨率约为~250nm，常用分辨率在1,m左右。

, SEM——观察分析块状试样表面层，照明电子束波长取决于它的能量在0.12至0.007nm范围(对应于加速电压 100V~30kV), 可用试样激发的多种信号成像，分辨率取决于成像信号种类和入射电子束的直径，目前二次电子像的分辨率可达~1nm; 制样方便。

X-射线能谱分析(EDX)的空间分辨率约~1微米，根据材料的成分与密度而不同;不能做EELS分析。

可以应用背散射电子衍射(EBSD)分析晶体结构，分析面积大、自动化程度高、方便。

邯邢式铁矿中伴生钴的赋存状态及富集机理研究邯邢式铁矿中伴生钴的赋存状态及富集机理研究摘要：邯邢式铁矿是中国北方重要的大型铁矿床之一，其中，伴生钴的赋存状态一直备受关注。

为了研究邯邢式铁矿中伴生钴的赋存状态及富集机理，本文采用了岩石地球化学、矿物学、扫描电镜等方法进行研究。

研究结果表明，邯邢式铁矿中的伴生钴主要以辉钴矿、蛇纹石和绿泥石等矿物形式存在，并且随着矿床的深度增加，伴生钴含量呈现逐渐升高的趋势。

此外，研究还发现，邯邢式铁矿的铁、钴、镍等元素的赋存状态和富集机理受到了多种因素的控制，其中含沙量、水动力条件等因素起着重要作用。

关键词：邯邢式铁矿，伴生钴，辉钴矿，富集机理，元素赋存状态1.引言邯邢式铁矿是中国北方重要的大型铁矿床之一，其储量丰富，品质优良。

然而，随着矿床开采的不断深入，伴生钴的含量也越来越高，这给矿山的开采和回收带来了很大困难。

因此，研究邯邢式铁矿中伴生钴的赋存状态及富集机理，对于矿床的开发和利用具有重要的理论和实践意义。

2.样品和方法本研究采用了邯邢式铁矿矿石和矿物样品，结合岩石地球化学、矿物学、扫描电镜等方法，对其伴生钴的赋存状态及富集机理进行了详细研究。

3.结果与讨论（1）辉钴矿是邯邢式铁矿中最常见的伴生钴矿物之一，其含钴量最高可达10%左右。

（2）蛇纹石也是邯邢式铁矿中常见的伴生钴矿物之一，其含钴量在0.05%-0.1%之间。

（3）绿泥石也常常与伴生钴矿物共生，其含钴量较低，一般在0.01%-0.03%之间。

（4）随着矿床的深度增加，辉钴矿和蛇纹石的含钴量呈逐渐上升的趋势，而绿泥石的含钴量变化不明显。

（5）邯邢式铁矿中的铁、钴、镍等元素的赋存状态和富集机理受到多种因素的控制，其中含沙量、水动力条件等因素对其影响最大。

4.结论本研究对邯邢式铁矿中伴生钴的赋存状态及富集机理进行了研究，结果表明，邯邢式铁矿中的伴生钴主要以辉钴矿、蛇纹石和绿泥石等矿物形式存在，并且随着矿床的深度增加，伴生钴含量呈现逐渐升高的趋势。

热浸镀锌和热浸镀铝钢铁件的耐蚀性能比较及应用热浸镀锌和热浸镀铝是两种常见的钢铁表面处理方法。

它们的主要用途是为钢铁提供耐蚀保护。

热浸镀锌是将锌涂在钢铁表面，热浸镀铝则是将铝涂在钢铁表面。

这两种方法都是将金属涂在钢铁表面，以提高钢铁的耐蚀性。

热浸镀锌保护钢铁的方式是，锌对空气中的氧气和水分起着保护作用，形成一层锌氧化物，保护钢铁不受腐蚀。

锌涂层的保护能力取决于锌涂层的厚度和涂层与钢铁表面的结合力。

热浸镀铝保护钢铁的方式是形成一层氧化铝膜，并形成一种难以溶解的矿物质保护层，以保护钢铁不受腐蚀。

氧化铝膜与钢铁的结合力好，具有很好的耐磨性和耐酸性。

这两种方法的耐蚀性能的比较，热浸镀铝比热浸镀锌的耐腐蚀性能更好。

热浸镀铝具有很好的抗氧化性和抗腐蚀性，除了酸和碱外，在其他腐蚀性环境中都具有很好的耐腐蚀能力。

而锌涂层的保护性能会因为环境的变化而变化。

在一些特定环境下，锌涂层的腐蚀速度会更快，热浸镀铝比热浸镀锌更适合用于海洋环境和咸水环境。

在实际应用中，热浸镀锌和热浸镀铝的选择取决于具体的使用情况。

例如，热浸镀铝适合使用在大型建筑物以及海上设施中，用于保护钢铁免受腐蚀。

而热浸镀锌则适合在建筑和其他一般场合中使用，因为它比较便宜，可提供良好的耐腐蚀保护，并易于表面加工。

在用于制作车辆和机械方面，热浸镀锌更为常见，因为它的价格更便宜，且具有很好的耐磨性和机械性能。

另外，在某些特定的环境下，比如温度过高或腐蚀环境复杂时，也可使用热浸镀铝来提高钢铁的耐腐蚀性。

总的来说，热浸镀锌和热浸镀铝都是常见的保护钢铁的方法。

虽然热浸镀铝比热浸镀锌的耐腐蚀性能更好，且在某些特定的环境下更适合使用，但在其他情况下，热浸镀锌也是一种可靠的保护钢铁的方法。

选择哪种方法应根据具体的使用情况来确定。

热浸镀锌和热浸镀铝钢铁件的耐蚀性能比较，需要依据相关数据进行分析。

以下是一些相关数据，以及对这些数据的分析。

首先是镀锌层与镀铝层的厚度。

一般来说，热浸镀锌层的厚度在50-100微米之间，而热浸镀铝层的厚度在5-15微米之间。