Analisi di varie microstrutture metalliche al microscopio
Per molti anni, i professionisti metallografici hanno descritto qualitativamente le caratteristiche microstrutturali dei materiali metallici osservando le superfici lucide dei campioni metallografici al microscopio oppure hanno valutato microstrutture, dimensioni dei grani, inclusioni non-metalliche e particelle di fase attraverso il confronto con varie immagini standard. Tuttavia, questo metodo ha un basso livello di obiettività, implica una significativa soggettività durante la valutazione e la riproducibilità dei risultati è insoddisfacente. Inoltre, tutte le misurazioni vengono eseguite sul piano bi-dimensionale (2D) della superficie lucidata del campione, portando ad alcune discrepanze tra i risultati misurati e la vera descrizione spaziale tridimensionale (3D) della microstruttura. L'emergere della stereologia moderna ha fornito un metodo scientifico per estrapolare dalle immagini 2D allo spazio 3D-in particolare, una disciplina che collega i dati misurati sui piani 2D alla morfologia, alle dimensioni, alla quantità e alla distribuzione effettive delle microstrutture teoriche 3D dei materiali metallici. Consente inoltre di stabilire una connessione intrinseca tra la morfologia spaziale 3D, le dimensioni, la quantità e la distribuzione della microstruttura del materiale e le sue proprietà meccaniche, fornendo dati analitici affidabili per la valutazione scientifica dei materiali.
Poiché le microstrutture, le inclusioni non-metalliche e altri componenti nei materiali metallici non sono distribuiti uniformemente, la determinazione di qualsiasi parametro non può basarsi esclusivamente sull'osservazione di uno o più campi visivi al microscopio a occhio nudo. Invece, è necessario eseguire calcoli statistici sufficienti su un gran numero di campi visivi per garantire l’affidabilità dei risultati della misurazione. Se la valutazione visiva viene condotta manualmente al microscopio, l’accuratezza, la coerenza e la riproducibilità sono scarse e la velocità di misurazione è estremamente lenta. In alcuni casi, il carico di lavoro è addirittura troppo pesante per essere completato. Gli analizzatori di immagini, che sostituiscono l'osservazione-a occhio nudo e i calcoli manuali con tecnologie elettroniche e informatiche avanzate-, possono eseguire misurazioni ed elaborazioni di dati statisticamente significative in modo rapido e accurato. Offrono inoltre elevata precisione, eccellente riproducibilità ed eliminano l'influenza dei fattori umani sui risultati della valutazione metallografica. Inoltre, sono facili da utilizzare e possono stampare direttamente i rapporti di misurazione, rendendoli uno strumento indispensabile nell'odierna analisi metallografica quantitativa.
Un analizzatore di immagini al microscopio è un potente strumento per la ricerca metallografica quantitativa sui materiali e un eccellente assistente per l'ispezione metallografica quotidiana. Può evitare errori soggettivi causati dalla valutazione manuale, prevenendo così controversie. Sebbene non sia possibile né necessario utilizzare un analizzatore di immagini per ogni ispezione metallografica quotidiana, può essere utilizzato per l'analisi quantitativa quando la qualità del prodotto è anomala o quando il grado della struttura metallografica rientra tra qualificato e non qualificato (rendendo difficile giudicare). Ciò produce risultati accurati e garantisce la qualità del prodotto. L'applicazione degli analizzatori di immagini nell'analisi metallografica ha ampliato la portata degli elementi di ispezione metallografica, ha promosso il miglioramento dei livelli di rilevamento ed è anche estremamente utile per migliorare la competenza professionale degli ispettori.
