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Analyse de la topographie de texture de surface de plaques en acier à l’aide d’un microscope numérique à balayage laser


Il existe de nombreuses raisons d’analyser la topographie de surface de plaques en acier dans divers environnements de fabrication industrielle. Dans l’industrie automobile, il peut être nécessaire d’examiner les plaquettes de frein métalliques ou semi-métalliques pour détecter l’usure par frottement, ou d’analyser le pouvoir lubrifiant des arbres de moteur en acier. Dans la fabrication d’acier électrique, il faut vérifier attentivement l’orientation des grains près de la surface afin de réduire au minimum la perte de cœur. Ceci est essentiel pour améliorer l’efficacité énergétique et le rendement du signal dans les moteurs et les transformateurs électriques. Le développement de traitements des surfaces en acier et des revêtements de surface spéciaux dans certains secteurs industriels dépend également des analyses de surface à des fins d’assurance qualité.

La topographie de surface des plaques en acier est complexe et peut beaucoup varier, avec des échantillons qu’il faut souvent mesurer avec une précision inférieure au micromètre. À l’aide d’un microscope métallographique, il est difficile d’observer de telles surfaces et l’analyse quantitative en profondeur de la surface est impossible. Le microscope numérique à balayage laser LEXT® OLS4100 d’Olympus offre une observation plus efficace et une option d’analyse lors de l’observation à fort grossissement d’échantillons de plaques en acier.

Analyse de la corrosion

En plus d’échantillons de plaques d’acier ayant subi l’usure par frottement ou la conductivité en milieu industriel, il existe également un besoin de mesurer les effets du climat et de l’eau ou d’autres liquides sur les échantillons d’acier. Dans ces cas, le niveau de corrosion après réalisation d’un test cyclique combiné (système de tests cycliques combinés imitant l’eau salée, des environnements secs ou humides) ou d’un test d’exposition extérieure (l’échantillon d’acier est laissé dehors avec différents autres types de plaques en acier exposés à des environnements naturels différents) est analysé à un grossissement élevé.

Afin d’évaluer les niveaux de corrosion avec précision, la profondeur entre la surface et le point le plus profond de corrosion est mesurée, avec une précision pouvant être inférieure au micromètre. Il existe quatre types de corrosion principaux pour les tôles d’acier :

Quatre types de corrosion trouvés sur les tôles en acier.
 

Une faible corrosion des plaques en acier peut être très difficile à observer et à analyser à l’aide d’un microscope métallographique. Le microscope à balayage laser OLS4100 fournit toutes les données nécessaires pour mesurer efficacement et comprendre la corrosion subie par des échantillons de taille variable dans divers environnements d’utilisation et d’exposition. Voici des images de corrosion de plaque d’acier prises à l’aide du microscope OLS4100 :

Les caractéristiques topographiques des faibles corrosions sont visualisées sous un grossissement élevé.
 

Corrosion élevée ; l’assemblage de l’image est souvent nécessaire pour comprendre les motifs de corrosion de taille importante.
 

Analyse d’échantillons : rugosité des plaques en acier

Lorsqu’un constructeur automobile a demandé à son fournisseur d’acier de mesurer la rugosité de surface des plaques en acier avec une grande résolution, le microscope OLS4100 a fourni une résolution plus élevée et des mesures plus exactes de la rugosité de surface. Les illustrations suivantes comparent les mesures de la rugosité des plaques en acier effectuées à l’aide du microscope OLS4100 à celles effectuées avec un profilomètre à contact :

Analyse d’échantillons : morphologie de surface de l’acier électrique

L’acier électrique est un acier qui intègre environ 3 % de silicium pour améliorer ses caractéristiques magnétiques. Les transformateurs électriques utilisent la puissance magnétique pour modifier les valeurs de tension. De ce fait, l’acier électrique est largement utilisé dans les cœurs et les bobines en fer dans les transformateurs afin d’améliorer la puissance magnétique. La qualité de l’acier électrique influe directement les économies d’énergie et la consommation de CO2.

Lorsqu’un creux apparaît à la surface de l’acier électrique, cela a un effet négatif sur les performances magnétiques de l’acier. Plus le creux est grand, plus la perte de cœur potentielle est élevée. Lors de l’analyse de la perte de cœur, il est nécessaire de mesurer avec précision ces petits creux à la surface afin de déterminer la relation entre la profondeur des creux et la perte de cœur. Il est essentiel de réduire au minimum la perte de cœur afin de maximiser l’efficacité énergétique et le rendement de signal.

Afin de mesurer un creux de 20 µm, l’exactitude doit être d’environ 1-2 µm pour une mesure fiable. Le microscope OLS4100 peut mesurer ces creux avec une exactitude inférieure à 1 µm. En outre, il est possible d’acquérir une image 3D avec le microscope OLS4100 en 30 secondes, réduisant la durée de l’inspection et libérant du temps pour d’autres analyses.

Analyse d’échantillons : développement de traitements et de revêtements de surface

De nouveaux traitements de surface et de revêtements de surface de l’acier sont régulièrement développés afin d’améliorer la résistance à la corrosion, de donner de nouvelles propriétés aux tôles d’acier et d’améliorer l’apparence des composants en acier. L’analyse de la rugosité des plaques d’acier fait partie intégrante de ces processus de développement car elle a un effet sur la performance de ces traitements et revêtements. Avec le microscope OLS4100, tous les composants de traitement et de revêtement, y compris les couches supérieures, primaires et chimiques, ainsi que les alliages et la plaque en acier elle-même, peuvent être observés minutieusement et analysés en fonction de la rugosité de surface.

Lien entre la rugosité des plaques en acier et les performances des traitements et revêtements de surface.
 

Résumé

Qu’il soit utilisé pour observer et analyser la corrosion de plaques en acier, l’usure par frottement, la rugosité de surface ou la perte de cœur, le microscope confocal à balayage laser LEXT OLS4100 d’Olympus offre une observation et une analyse très efficaces avec une précision inférieure au micromètre. Vous pourrez acquérir des images 3D de grande résolution en 30 secondes, réduisant le temps de travail par échantillon et augmentant l’efficacité globale de l’inspection. Les industries qui peuvent bénéficier des avantages du microscope OLS4100 pour l’analyse de surface des plaques en acier incluent l’automobile, la production d’énergie, le développement des traitements et des revêtements de surface, l’aérospatial, la défense et la fabrication.

Olympus IMS

Produits utilisés pour cette application
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Le microscope confocal à balayage laser LEXT™ OLS5100 combine une exactitude de mesure et des performances optiques exceptionnelles grâce à des outils performants qui facilitent l’utilisation du système. Les opérations de mesure précise des formes et de la rugosité de surface au niveau submicronique sont rapides et efficaces et simplifient votre travail tout en fournissant des résultats fiables et de haute qualité.

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