Deux exemples démontrant comment la conformité aux normes ASTM a été optimisée dans le logiciel OLYMPUS Stream

Les normes internationales ASTM ont été adoptées par des organismes gouvernementaux et des sociétés du monde entier en vue de soutenir la qualité de fabrication et la sécurité environnementale.

Mais, les procédures opératoires normalisées peuvent comprendre des tâches d’inspection et de mesure répétitives qui les rendent fastidieuses et chronophages.

Pour pallier ce problème, notre groupe des solutions personnalisées a mis au point dans le logiciel OLYMPUS Stream™ des procédures d’analyse sur mesure pour aider les microscopistes à satisfaire efficacement les normes ASTM relatives aux processus de fabrication. En voici deux exemples :

1. Norme ASTM E1268

La norme internationale ASTM E1268 sert à évaluer le degré de formation de bandes ou l’orientation des microstructures. Les microstructures en bandes ou orientées peuvent influencer les propriétés mécaniques d’un matériau, notamment la microdureté, et avoir un effet sur la résistance des aciers alliés ou non alliés. Pour cette raison, cette norme est utilisée durant le processus de fabrication pour garantir la qualité des matériaux après les traitements thermiques.

Cette norme exige que les métallurgistes décrivent la nature qualitative des microstructures en bandes ou orientées en fonction de leur aspect structurel. Un client nous a approchés pour savoir s’il était possible de modifier le logiciel OLYMPUS Stream pour l’aider à acquérir rapidement et précisément des valeurs mesurées dans le cadre des exigences de la norme ASTM E1268. Nous nous sommes donc mis au travail pour créer dans le logiciel OLYMPUS Stream de ce client une procédure sur mesure adapté à ses besoins. Voici comment ça fonctionne :

Mesure des microstructures en bandes ou orientées à l’aide d’une grille préétablie

Cette configuration personnalisée permet à l’inspecteur de placer sur l’image de l’échantillon une grille dont les dimensions (taille, quadrillage) ont été préalablement déterminées. Ensuite, une analyse automatisée basée sur les seuils s’exécute pour vérifier si la phase d’alliage ou une de ses parties, se situe sur le quadrillage de l’image. Un comptage complet ou semi-pondéré est appliqué selon le degré de différenciation de la phase ou de la partie de phase dans la grille.

Le résultat obtenu est ensuite évalué en fonction des exigences de la norme ASTM E1268. Le système calcule les paramètres suivants pour caractériser les bandes :

• N |_ [1/mm] : Nombre d’interceptions d’éléments avec des lignes de la grille qui sont perpendiculaires à la direction de déformation.
• N || [1/mm] : Nombre d’interceptions d’éléments avec des lignes de la grille qui sont parallèles à la direction de déformation.
• Index anisotropique : Rapport entre N |_ et N ||.
• Degré de l’orientation (Ω) : Degré d’orientation des éléments structurels linéaires partiellement orientés dans le plan bidimensionnel du poli (supérieur à zéro pour l’orientation horizontale ; proche de zéro pour une structure non orientée).
• Espacement des bandes [μm] : Espacement moyen des bandes de centre à centre; cette fonction n’est utile que pour les structures à bandes intenses.
• Espace inter-bandes [μm] (λ) : Espacement moyen des bandes de bord à bord ; cette fonction n’est utile que pour les structures à bandes intenses.

Configuration de la procédure sur mesure dans OLYMPUS Stream pour satisfaire aux exigences de la norme ASTM E1268

Voici un aperçu de la façon dont le client a configuré cette procédure: Tout d’abord, le microscopiste ouvre deux fenêtres distinctes, l’une pour la procédure sur mesure et l’autre avec les fonctions standard du logiciel OLYMPUS Stream afin de pouvoir accéder facilement aux deux. Le volet de la procédure sur mesure permet de définir le seuil (plage d’intensité pour la phase des particules) et la grille de mesure (taille et quadrillage). Le microscopiste clique ensuite sur le bouton « Measure » (Mesurer) pour effectuer la mesure. Les valeurs apparaissent dans le tableau et la grille affiche les sections de ligne marquées en fonction de leur appartenance à la phase. Une fois terminé, le microscopiste peut enregistrer la feuille de résultats dans un classeur Excel sous forme de fichier XLSX ou CSV. Ensuite, le logiciel OLYMPUS Stream peut convertir le calque de mesure en calque standard en cliquant sur « Copy Overlay » (Copier le calque).

2. Norme ASTM E562

La norme ASTM E562 est une méthode d’essai standard internationale servant à déterminer la surface d’une phase de matériau (ou fraction volumique) par comptage manuel systématique de points. Les inspecteurs métallographiques utilisent cette méthode pour compter les constituants ou les phases reconnaissables dans une microstructure. Cette méthode d’essai peut être appliquée à tout matériau solide pour lequel des coupes 2D adéquates peuvent être préparées et observées.

Dans l’industrie de la fabrication, la norme ASTM E562 est utilisée couramment pour mesurer la teneur en ferrite des soudures faites d’acier inoxydable duplex afin de garantir que le matériau conserve ses propriétés mécaniques et de résistance à la corrosion après le soudage.

Nous avons développé une procédure sur mesure dans le logiciel d’analyse d’images OLYMPUS Stream d’un client afin de rationaliser cette méthode de test. Voici comment cela fonctionne :

Grille de points pour le comptage manuel systématique des points

Dans cette configuration sur mesure, on superpose sur l’image de l’échantillon une grille comportant un nombre préalablement établi de points. Le nombre de points est déterminé au moyen de l’option « Define Grid » (Définir la grille). On effectue ensuite une évaluation visuelle pour vérifier si la phase ou une de ses parties se situe sur le point de grille dans l’image. Des points entiers ou des demi-points sont comptés selon le degré de différenciation de la phase, ou d’une de ses parties, au niveau du point de grille.

Le résultat du comptage manuel des points est évalué selon les exigences de la norme ASTM E562. Les paramètres statistiques sont les suivants :

• Fraction de surface : La fraction de surface est le pourcentage du rapport de surface des composants évalués pour l’image acquise.
• Rapport de surface moyen : Le rapport de surface moyen est le rapport de surface moyen en pourcentage de tous les comptages de points sur toutes les images.
• Écart-type : L’écart-type mesure la dispersion d’un ensemble de données par rapport à leur moyenne. Dans le cas d’un comptage manuel, la moyenne se définit comme le rapport de surface moyen. L’écart-type indique à quel point les valeurs obtenues s’écartent de la valeur moyenne (rapport de surface moyen en %), c’est-à-dire le niveau de variabilité.
• Intervalle de confiance (IC) : L’intervalle de confiance représente la zone de certitude quant à l’estimation d’un paramètre. En d’autres mots, un intervalle de confiance égal à 95 signifie que la probabilité que les valeurs trouvées comprennent la véritable valeur du paramètre évalué se situe à 95 %.
• Exactitude relative : L’exactitude relative indique à quel point la mesure est proche de la vraie valeur. L’exactitude relative augmente avec le nombre de points comptés par grille.

Voyons maintenant comment notre client a configuré cette procédure sur mesure.

Configuration de la procédure sur mesure dans OLYMPUS Stream pour satisfaire aux exigences de la norme ASTM E562

Comme indiqué pour l’exemple précédent, le microscopiste ouvre deux fenêtres distinctes pour la procédure sur mesure et les fonctions standard du logiciel OLYMPUS Stream. Dans la fenêtre de l’outil personnalisé, l’image affichée se synchronise avec l’image en temps réel ou une image récemment acquise. Pour passer d’une image à l’autre, les microscopistes peuvent utiliser la galerie d’images de l’onglet habituel d’OLYMPUS Stream. Le volet de la procédure sur mesure comprend des options permettant de définir la grille de mesure et d’effectuer des comptages complets ou semi-pondérés, ainsi que de supprimer des points de mesure individuels sélectionnés ou la totalité de la mesure en cours. Enfin, les résultats du comptage manuel s’ajoutent au tableau de la fenêtre d’outils et le microscopiste peut l’enregistrer au format CSV compatible avec Excel. Ensuite, le calque de mesure peut être enregistré à l’aide du bouton « Copy Grid » (Copier la grille). Des procédures sur mesure pour répondre aux normes internationales Les exemples présentés ne donnent qu’un bref aperçu des possibilités. Aujourd’hui, plus de 12 000 normes ASTM existent à l’échelle mondiale et nos procédures sur mesure peuvent faciliter le travail des métallurgistes en réduisant l’exécution de tâches répétitives et le temps consacré à la formation du personnel.

Contactez-nous dès aujourd’hui si vous souhaitez créer des procédures spécifiques dans OLYMPUS Stream pour répondre aux exigences actuelles des normes ASTM, ISO, ou d’autres normes internationales.

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Vidéo : Aperçu du logiciel d’analyse d’images OLYMPUS Stream

Document infographique : Logiciel OLYMPUS Stream – Solutions pour l’industrie de la métallographie