ASTM E1245 Determinação do teor de metal ou do teor de componente de segunda fase em metais por método automatizado de análise de imagem

ASTM E1245 Determinação do teor de metal ou do teor de componente de segunda fase em metais por método automatizado de análise de imagem

A norma ASTM E1245, Prática Padrão para Determinação do Conteúdo de Componentes de Segunda Fase em Metais por Análise Automatizada de Imagens, desenvolvida pela Sociedade Americana para Testes e Materiais (ASTM), descreve um procedimento para obtenção de medidas estereológicas que definem as características morfológicas fundamentais de inclusões naturais em aços e outros metais, utilizando análise automatizada de imagens. Essa prática pode ser aplicada para fornecer tais dados para qualquer segunda fase discreta.

ASTM E1245 Determinação do teor de metal ou do teor de componente de segunda fase em metais por método automatizado de análise de imagem

Nesta aplicação, métodos de medição estereológica são usados ​​para avaliar as propriedades médias de inclusões ou outras partículas de segunda fase em um plano de polimento longitudinal. Essa informação, por si só, não produz uma descrição tridimensional desses componentes no espaço, uma vez que os processos de deformação fazem com que esses componentes girem e se alinhem de maneira preferencial. O desenvolvimento de tal informação exigiria medições em três planos ortogonais e está fora do escopo desta aplicação.

Esta aplicação aborda o problema da geração de dados estereológicos, especialmente quando as características dos componentes a serem medidos dificultam a obtenção de dados estatisticamente confiáveis.

Esta aplicação é utilizada para avaliar resíduos naturais ou componentes de segunda fase de metais, utilizando procedimentos estereológicos básicos realizados por analisadores de imagem automatizados.

Esta aplicação não é adequada para avaliar inclusões extrínsecas em aços e outros metais. Devido à natureza irregular e imprevisível da distribuição das inclusões extrínsecas, outros métodos que envolvem inspeção minuciosa, como ultrassom, devem ser utilizados para detectar sua presença. Posteriormente, a natureza exata do material extrínseco pode ser determinada seccionando-se a área suspeita e realizando-se uma série de desbastes incrementais para identificar e medir individualmente o material extrínseco. A medição dimensional direta é utilizada em vez da aplicação de métodos estereológicos.

A norma ASTM E1245 é um padrão metalúrgico internacionalmente aceito. Esta norma estabelece um procedimento consistente para o uso de sistemas automatizados de análise de imagem para medir quantitativamente substâncias não metálicas e outros componentes de segunda fase em materiais metálicos.

À medida que as indústrias de manufatura dependem cada vez mais da microscopia digital e do controle de qualidade automatizado, a norma ASTM E1245 fornece uma metodologia confiável para a obtenção de medições objetivas e repetíveis de características microestruturais que influenciam significativamente as propriedades mecânicas e físicas dos metais.

O objetivo principal da norma ASTM E1245 é estabelecer procedimentos padronizados para a medição dos seguintes itens:

  • Inclusões não metálicas em aços
  • Partículas de óxido
  • Inclusões de enxofre
  • carbonetos
  • Compostos intermetálicos
  • Outros componentes discretos da segunda fase

Esta norma utiliza análise automatizada de imagens combinada com princípios estereológicos para medir de forma eficiente e consistente essas características microscópicas.

A norma ASTM E1245 aplica-se ao seguinte:

  • aços carbono
  • Aços de liga
  • Aços inoxidáveis
  • ferro fundido
  • Ligas de alumínio
  • Ligas de cobre
  • Ligas de níquel
  • Ligas de titânio
  • Outros materiais metálicos que contêm partículas de segunda fase mensuráveis

Esta aplicação foi concebida para caracterizar inclusões em amostras metalográficas polidas. Em vez de uma descrição tridimensional completa da microestrutura, ela se concentra na obtenção de medições estereológicas bidimensionais estatisticamente significativas.

Em princípio, este procedimento consiste em várias etapas:

  • Preparação de amostra metalográfica polida.
  • Capturando imagens com um microscópio digital.
  • Identificação de inclusões ou partículas de segunda fase utilizando software de análise de imagem.
  • Medição automática das propriedades das partículas.
  • Realização de cálculos estereológicos.
  • Apresentação dos resultados estatísticos.

A análise automatizada de imagens substitui grande parte da contagem manual tradicionalmente realizada por metalógrafos, aumentando a repetibilidade e reduzindo o viés do operador.

A norma ASTM E1245 permite a medição de diversas características de inclusões, incluindo:

  • Número de inclusões
  • Proporção de área
  • Tamanho de partícula
  • comprimento
  • largura
  • Proporção
  • Fator de forma
  • Orientação
  • distribuição
  • Distância média livre entre inclusões

Esses parâmetros ajudam os engenheiros a entender a limpeza e a qualidade microestrutural geral de um metal.

Os equipamentos típicos utilizados nos testes incluem:

  • Microscópio metalúrgico
  • Câmera digital de alta resolução
  • Software de análise de imagem computadorizada
  • Platina motorizada para microscópio (opcional)
  • Padrões de calibração de imagem
  • Equipamentos para polimento e preparação de amostras

Sistemas automatizados modernos podem analisar centenas ou milhares de restos mortais em minutos.

Resultados precisos dependem muito da preparação adequada da amostra. A preparação típica inclui:

  • Cortar o material
  • Montagem de amostra
  • Moagem
  • Polimento sequencial
  • Polimento final para obter uma superfície sem riscos.
  • Abrasão adequada, se necessário.

Uma preparação inadequada pode criar artefatos ou ocultar vestígios, levando a medições imprecisas.

A norma ASTM E1245 é amplamente utilizada nas seguintes áreas:

  • Produção de aço: Os produtores de aço utilizam essa norma para avaliar a limpeza e verificar se seus processos de produção minimizam os resíduos nocivos.
  • Indústria aeroespacial: Os componentes de aeronaves exigem metais extremamente limpos devido aos resíduos que podem causar fissuras por fadiga sob cargas cíclicas.
  • Indústria automotiva: Os fabricantes utilizam a norma ASTM E1245 para avaliar os aços usados ​​nas seguintes áreas:
    • Engrenagens
    • rolamentos
    • virabrequins
    • Componentes de transmissão
    • Sistemas de suspensão
    • Fabricação de rolamentos

Os aços para rolamentos exigem um teor de inclusões extremamente baixo para maximizar a vida útil à fadiga.

  • Pesquisa e desenvolvimento: Os pesquisadores utilizam esse padrão para as seguintes comparações:
    • Efeitos do tratamento térmico
    • Processos de refinaria
    • Modificações da liga
    • Técnicas de produção

Em comparação com a microscopia manual tradicional, a análise automatizada de imagens, conforme descrita na norma ASTM E1245, oferece diversas vantagens:

  • Análise mais rápida
  • Repetibilidade aprimorada
  • Redução do viés do operador
  • Maior confiança estatística.
  • Armazenamento de dados digitais
  • Relatórios automáticos
  • Controle de qualidade altamente eficiente.

Essas vantagens tornam o padrão altamente adequado para ambientes de produção modernos.

Os ingredientes não metálicos têm um impacto significativo nos seguintes aspectos:

  • Força de fadiga
  • Resistência à tracção
  • tenacidade à fratura
  • Resistência ao desgaste
  • Processabilidade
  • Qualidade da superfície
  • Desempenho em relação à corrosão
  • fadiga de contato rotacional

O excesso de material pode se tornar um ponto de concentração de tensão, levando ao surgimento de fissuras e reduzindo a confiabilidade do componente.

A norma ASTM E1245 é geralmente aplicada pelos seguintes setores:

  • produtores de aço
  • fundições
  • Empresas aeroespaciais
  • fabricantes automotivos
  • Fabricantes de rolamentos
  • Fornecedores de equipamentos para petróleo e gás
  • indústria nuclear
  • Empreiteiras de defesa
  • Laboratórios de metalurgia
  • Instituições de pesquisa

A norma ASTM E1245 é frequentemente utilizada em conjunto com outras normas metalúrgicas, incluindo:

  • Métodos do manual ASTM E45 para determinar o teor de inclusões no aço.
  • Norma ASTM E112 - Determinação do tamanho médio do grão.
  • ASTM E562 Determinação da relação de volume por contagem manual sistemática de pontos.
  • ASTM E930 Estimativa da maior inclusão ou componente observado.
  • ASTM E1382 Análise automatizada de imagens para determinação do tamanho médio de grãos.

Em conclusão, a norma ASTM E1245 combina microscopia digital com técnicas de medição estereológica, permitindo que fabricantes e laboratórios produzam dados precisos, reproduzíveis e estatisticamente significativos sobre a qualidade microestrutural. Além disso, essa norma desempenha um papel fundamental no controle de qualidade, na otimização de processos e na pesquisa de materiais.

Há muitos anos, nossa organização, com sua equipe competente e experiente, compreende as necessidades de seus clientes, fornecendo os serviços avançados de ensaio que eles exigem e auxiliando-os no estabelecimento, implementação e aprimoramento de sistemas de gestão. Nesse contexto, também oferecemos serviços de ensaio em conformidade com a norma ASTM E1245.

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