L; аналіз; зображення швидкості фази - MetalBlog
Блог експертів з металургії
Вимірювання вмісту фериту методом аналізу зображення в сталі.
Аналіз зображення все частіше використовується в металографії для підрахунку частинок (графіт у чавунах тощо) або для вимірювання швидкості фази. Дійсно, аналіз зображень економить багато часу. Результати все одно повинні бути надійними. Ми порівняли результати підрахунку швидкості фази (фериту) на зразках сталі за допомогою аналізу зображень та такого ж відліку за методом сітки опорних точок (ASTM E562).
Використаний експериментальний метод
Метою було визначити рівень фериту за допомогою інструменту аналізу зображень програмного забезпечення Olympus Stream з використанням моторизованого етапу LIS (Лабораторія "Структурних досліджень" CTIF). Для підтвердження цього методу отримані результати порівнювали з результатами, отриманими шляхом ручного підрахунку за сіткою точок (згідно зі стандартом ASTM E562) на зразках, які були предметом попередньої статті про оптимізацію хімічного впливу (тип реагенту, час атаки) за результатами вимірювання рівня фериту.
Значення хімічної атаки
Для того, щоб можна було правильно провести аналіз зображення, хімічна атака повинна виділити з досить чітким контрастом наявні фази. Дійсно, контрастності може бути достатньо для людського ока, але важче сприймати програмним забезпеченням, цей відрізняє лише відтінки сірого. Тому бажано, щоб напад не виявляв кольорових відтінків протягом однієї фази.
Зразки аналізували
Досліджувані зразки являють собою автено-феритову сталь, яка, як передбачається, має 70% фериту (зразок 20,569), аустеноферритову сталь, яка передбачає, що вона має 5% фериту (масштаб 2019.124), ферито-перлітова сталь, як передбачається, має 25% фериту (зразок. Ac003) і, нарешті, ферито-мартенсова сталь повинна мати 2% фериту (шкала 2019.780).
Підготовка зразків перед аналізом зображення
На правильно відшліфованому зразку проводиться хімічна атака, яка чітко виявляє мікроструктуру. Зразки 20.569 та 2019.124 травили реагентом Муракамі протягом 1 хвилини. Зразок Ac003 витравлювали 4% Nital протягом 40 секунд. Нарешті, зразок 2019.780 був атакований у Каллінгу протягом 2 хвилин. Зразок 2019.780 не брався до уваги для порівняння результатів. Дійсно, за його мікроструктури, що містить низький рівень фериту та надто нюансовану мартенситну структуру, виявлення ферритної фази неможливе без обмеження відсотка мартенситу на додаток до фериту.
Lвимірювання швидкості фази
Аналізи проводяться на чорно-білих зображеннях. Для зразка Ac003 вимірювання проводили на 12 полях зі збільшенням X100. Середня норма фериту на 12 полях становить 23,8%. Для зразка 2019.124 кількість полів становила 19 із збільшенням X 100. Середній рівень фериту на 19 полях становить 4,4%. Нарешті, для зразка 20 569 вимірювання проводили на 30 полях зі збільшенням X 500. Середня швидкість фериту на 30 полях становить 70,4%.
Порівняння підрахунку за сіткою точок та за допомогою аналізу зображень
Для перевірки методу визначення швидкості фази за допомогою аналізу зображень ми порівняли отримані результати з результатами, отриманими підрахунком сітки точок згідно стандарту ASTM E562 (еталонний метод). Результати дуже схожі з варіацією вимірювання фериту від 0,1% до 0,8% максимум. Слід також зазначити, що стандартне відхилення, виміряне аналізом зображення, менше (приблизно вдвічі), ніж при підрахунку за сіткою точок.
Еволюція аналізу зображень
Нарешті, слід зазначити, що аналіз зображень за допомогою математичної морфології, який в даний час дає дуже ефективні результати, буде дедалі складнішим завданням аналізу зображень за допомогою Deep Learning, однієї з галузей штучного інтелекту в повному розвитку. Однак глибоке навчання вимагає часто дуже значної навчальної бази зображень, що не стосується аналізу зображень за допомогою математичної морфології.
Висновки
Результати є незмінними для всіх досліджених зразків. Аналізатор зображення є потужним інструментом для вимірювання фаз структури, якщо контраст між ними добре засвоєний. Аналіз зображення може дати результати, дуже близькі до теоретичних значень. Порівняно з визначенням швидкості фази ручним підрахунком, аналіз зображення економить дорогоцінний час та можливість оцінити відсоток кожної фази в будь-якій ділянці зразка. Однак фазовий аналіз за допомогою аналізу зображення вимагає чудової підготовки зразків, щоб чітко розділити кожну фазу. Оволодіння поліруванням та хімічна атака є надзвичайно важливими. На основі свого досвіду металограф може вдатися до обробки зображень для посилення контрасту.