Internationale ASTM-Standards wurden von Regierungsbehörden und Unternehmen auf der ganzen Welt übernommen, um Qualität bei Herstellung und Umweltschutz zu gewährleisten.
In der Praxis können jedoch Wiederholungsprüfungen und -messungen mühsam und zeitaufwendig sein.
Um diese Herausforderung zu bewältigen, hat unsere Custom Solutions Group (CSG) in der OLYMPUS Stream Software individualisierte Arbeitsabläufe erstellt, mit denen Kunden die Anforderungen gemäß ASTM bei Herstellungsverfahren erfüllen können. Dies ist hier anhand von zwei Beispielen erläutert.
1. Beispiel ASTM E1268
ASTM E1268 ist ein internationaler Standard zur Beurteilung des Zeilenstrukturgrades oder des Grades der Ausrichtung von Mikrostrukturen. Zeilenstruktur und Ausrichtung können die mechanischen Eigenschaften (wie Mikrohärte) eines Materials beeinträchtigen und die Festigkeit von Kohlenstoff oder legierten Stählen beeinflussen. Aus diesem Grund verwenden Prüfer diesen Standard, um die Materialqualität nach Wärmebehandlungen in Herstellungsverfahren zu gewährleisten.
Für diesen Standard müssen Metallurgen die Beschaffenheit von Zeilenstruktur oder Ausrichtung in Mikrostrukturen basierend auf dem strukturellen Erscheinungsbild qualitativ beschreiben. Ein Kunde bat um eine Möglichkeit, Messwerte mit der OLYMPUS Stream Software gemäß ASTM E1268 schnell und genau zu erfassen. Wir machten uns an die Arbeit und erstellten einen speziellen Arbeitsablauf für seine OLYMPUS Stream Software. Und so funktioniert's:
Messung von Zeilenstruktur und Ausrichtung mithilfe eines voreingestellten Rasters
In dieser kundenspezifischen Konfiguration legt der Prüfer ein Raster mit voreingestelltem Linienabstand und voreingestellter Liniengröße auf das Bild der Probe. Dann wird eine auf einem Schwellenwert basierende Analyse durchgeführt, um zu sehen, ob die Legierungsphase, oder ein Teil der Phase, sich auf den Rasterlinien des Bilds befindet. Je nachdem, wie unterschiedlich die Phase oder der Teil auf dem Raster erscheint, werden die Zählungen mit vollem oder halbem Wert gewichtet.
Das Ergebnis wird dann gemäß ASTM E1268 bewertet. Das System berechnet die folgenden Funktionen, um die Zeilenstruktur zu beschreiben:
- N |_ [1/mm]: Anzahl Überlappungen mit Rasterlinien lotrecht zur Deformationsausrichtung.
- N || [1/mm]: Anzahl Überlappungen mit Rasterlinien parallel zur Deformationausrichtung.
- Anisotropie-Index (AI): Verhältnis zwischen N |_ und N ||.
- Ausrichtungsgrad (Ω): Ausrichtungsgrad von teilweise linear ausgerichteten Strukturelementen auf der zweidimensionalen Polierebene (<0 für die horizontale Orientierung; nahe 0 für eine ungerichtete Struktur).
- Zeilenstrukturabstand [μm] (SB): Mittenabstand der Zeilen. Diese Funktion ist nur für Strukturen mit ausgeprägter Zeilenstruktur nützlich.
- Freier Abstand des Strahlgangs [μm] (λ): Abstand der Zeilenstruktur von Kante zu Kante. Diese Funktion ist nur für Strukturen mit ausgeprägter Zeilenstruktur nützlich.
Kundenspezifische Einstellung der OLYMPUS Stream Software für ASTM E1268
 | Hier ist der Arbeitsablauf beim Kunden kurz beschrieben: Der Prüfer öffnet zuerst das Fenster für den kundenspezifischen Ablauf in einer eigenen Registerkarte, um von hier aus auf die Standardfunktionen der OLYMPUS Stream Software und die spezifischen Funktionen zuzugreifen. Der Arbeitsbereich hält Optionen zum Festlegen des Schwellenwerts (Intensitätsbereich für die Partikelphase) und des Messrasters (Linienabstand und -größe) bereit. Der Prüfer klickt dann auf die Schaltfläche Measure, um die Messung auszuführen. Die Werte werden in einer Tabelle angezeigt und das Raster zeigt die markierten Linienabschnitte entsprechend der Phase. Zum Schluss kann der Prüfer die Tabelle als Excel Datei (xlsx oder csv) speichern. Dann werden die Messwertüberlagerung durch Tippen oder Klicken auf die Schaltfläche Copy Overlay in der Stream Software in eine Standard-Überlagerung umgewandelt. |
2. Beispiel ASTM E562
ASTM E562 ist ein internationaler Standard zur Bestimmung des Bereichs einer Materialphase (auch Volumenanteil genannt) mit einem systematischen manuellen Punktzählverfahren. Prüfer im Bereich der Metallographie verwenden diesen Standard, um unterscheidbare Komponenten oder Phasen innerhalb einer Mikrostruktur zu zählen. Diese Prüfmethode ist auf jedes feste Material anwendbar, von dem geeignete 2D-Abschnitte erstellt und beobachtet werden können.
Bei Herstellungsverfahren wird häufig der Ferritgehalt von Duplex-Edelstahlschweißnähten (DSS) gemäß ASTM E562 gemessen, um sicherzustellen, dass das Material nach dem Schweißen seine mechanischen Eigenschaften und seine Korrosionsbeständigkeit beibehält.
Wir haben einen kundenspezifischen Arbeitsablauf für die OLYMPUS Stream Bildanalysesoftware entwickelt, um diese Prüfmethode zu optimieren. Und so funktioniert's:
Punktraster für die systematische manuelle Punktzählung
In dieser kundenspezifischen Konfiguration wird ein Raster mit einer zuvor festgelegten Anzahl Rasterpunkten über das Bild der Probe gelegt. Die Anzahl Rasterpunkte wird mit der Option Define Grid festgelegt. Mit dem bloßen Auge wird bewertet, ob sich die Phase oder ein Teil der Phase auf dem Rasterpunkt im Bild befindet. Volle oder halbe Punkte werden gezählt, je nachdem, wie klar die Phase oder der Teil der Phase auf dem Rasterpunkt erscheint.
Das Ergebnis der manuellen Punktzählung wird gemäß dem ASTM E562 Standard bewertet. Die statistischen Parameter umfassen:
- Flächenanteil: Der Flächenanteil ist der Prozentanteil des Flächenverhältnisses der untersuchten Komponenten im aufgenommen Bild.
- Anteil der mittleren Fläche: Der Anteil der mittleren Fläche ist der prozentuale Durchschnitt aller Punktwerte aller Bilder.
- Standardabweichung: Die Standardabweichung ist ein Maß für die Abweichung vom Mittelwert. Im Falle einer manuellen Punktzählung wird der Mittelwert als Verhältnis der mittleren Fläche definiert. Die Standardabweichung gibt an, wie stark die ermittelten Werte um den Mittelwert (Anteil der mittleren Fläche in %), also das Ausmaß der Streuung, gestreut sind.
- Konfidenzintervall (CI): Das Konfidenzintervall ist der sogenannte Konfidenzbereich. Mit anderen Worten bedeutet ein Konfidenzintervall von 95, dass die ermittelten Werte mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % die wahre Position des Parameters enthalten.
- Relative Genauigkeit: Die relative Genauigkeit gibt an, wie genau die Messung ist. Die relative Genauigkeit steigt mit der Anzahl gezählter Punkte pro Raster.
Im Folgendem ist der kundenspezifische Arbeitsablauf erläutert.
Kundenspezifische Einstellung der OLYMPUS Stream Software für ASTM E562
 | Wie im oberen Beispiel, öffnet der Prüfer das Fenster für die kundenspezifische Lösung in einer neuen Registerkrate, die Standardfunktionen der OLYMPUS Stream Software befinden sich in einer anderen. Im Fenster mit den spezifischen Funktionen wird der Bildbereich mit dem Live-Bild oder den zuletzt aufgenommenen Bildern synchronisiert. Zum Umschalten zwischen den verschiedenen Bildern verwendet der Prüfer das Fenster Gallery Tool in der Registerkarte mit den Standardfunktionen der OLYMPUS Stream Software. Der Arbeitsbereich enthält die Optionen Define Grid, Count Full und Count Half, sowie die Optionen Delete Single Points und Delete all Points. Die Ergebnisse der manuellen Zählung werden in einer Tabelle angezeigt. Diese Ergebnisse können als mit Excel kompatible cvs-Datei gespeichert werden. Dann speichert der Prüfer die Messwertüberlagerung durch Tippen oder Klicken auf die Schaltfläche Copy Grid. Erfüllung der Anforderungen internationaler Standards mit spezifischen ArbeitsabläufenDies sind nur zwei Beispiele. Heute gibt es mehr als 12000 internationale ASTM-Standards . Unsere kundenspezifischen Arbeitsabläufe können Metallurgen dabei helfen, iterative Aufgaben und den Zeitaufwand für die Schulung von Personal zu reduzieren. |
Möchten Sie Ihren aktuellen Arbeitsablauf in der OLYMPUS Stream Software für ASTM, ISO und andere internationale Standards individualisieren, kontaktieren Sie uns noch heute.
