金相显微镜对于图像晶粒度的预处理
金相分析是对金属进行研究和性能测试的重要手段,在显微镜下观察,绝大多数的金属材料是由许多细小的晶粒组成。传统的材料学理论认为,晶粒细小材料的常规力学性能如拉伸强度、韧性、塑性等均相对较好;晶粒的尺寸还会影响金属的疲劳强度。因此,在金属性能分析中,晶粒尺寸(即晶粒度)的估算显得十分重要。
金属是由许多大小各异的微小晶粒组成,晶粒与晶粒之间由晶界分隔开,由于金属中的晶粒个体大小各异,而晶粒个体通常不能决定金属的性能,分析某粒晶粒的大小因而没有特别意义,晶粒度往往表征的是晶粒的平均尺寸。
由于金相显微镜原始图像往往存在噪声,晶粒与晶界间大多数情况下不是很清晰,不便于计算机分析,因此,有必要在计算机自动分析前进行适当的预处理。
1、晶粒计数
单位面积中晶粒的数量与晶粒的尺寸有关,晶粒的大小对金属的拉伸强度、韧性、塑性等机械性质有决定性的影响。因此,晶粒的计数在金相分析中具有相当重要的意义。
所谓填充剔除计数法,就是根据行或列扫描图像,当*次碰到一个物体(白色)时,计数器加一,且将该物体填充为别的颜色(黑色),以后再扫描到该物体时,扫描程序不再将其当作物体,即该物体在一次计数后就被剔除,从而保证了该物体被计数一次。
由于细化后的晶界是八连通的网状线条,因此,应用填充剔除计数法时,必须注意选用四连通的方式填充晶粒。
2、晶粒度估算
金属晶粒的尺寸(或晶粒度)对其在室温及高温下的机械性质有决定性的影响,晶粒尺寸的细化也被作为钢的热处理中zui重要的强化途径之一。因此,在金属性能分析中,晶粒尺寸的估算显得十分重要。
3、晶粒面积估算
在平面图像中,晶粒的晶粒度有时由其面积来表征。晶粒的面积定义为:在数字图像中,晶粒的面积就是其所占的像素数。
单个晶粒的面积没有实际意义,但一定区域中所有晶粒的平均面积却可以用来反映金相的晶粒度。其晶粒的平均面积可以用下式来粗略估算:ASG=(S-PB)/N,其中ASG代表晶粒的平均面积,S为图像的大小,PB为晶界所占的总像素,N为图像中晶粒的颗数,S=128×128,N=85,PB可由晶界跟踪算法统计获得,其值为1862,故ASG=170.8个像素。
分析可知,图像边界处的许多晶粒是不完整的,将它们用在统计数据中是不的,往往会造成平均面积变小,因此,为了克服这一缺点,更的统计方法是剔除不完整的晶粒,然后求出所有完整晶粒面积的平均值。
图像边界处的不完整晶粒可以这样剔除:图像向四周各扩展一个白像素点,使图像边界处的不完整晶粒成为一个连通的整体,然后将其填充为黑色。由于白色的封闭区域是晶粒,因此被填充为黑色的不完整晶粒将不被统计。
4、晶粒直径估算
更多时候,晶粒尺寸是由其直径来表征的。例如,许多金属的屈服应力sy和晶粒直径d之间满足Hall—Petch关系:
式中s0和ky为常数。可见,晶粒直径的计算是很有必要的。
北京中显恒业仪器仪表有限公司
(王春晓)
:wangcx010
:
公司地址:北京市海淀区西三旗上奥世纪中心1号楼3单元906室
什么叫金相显微镜? 电脑型金相显微镜或是数码金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成的高科技产品,可以在计算机上很...
金相显微镜分倒置金相显微镜和正置金相显微镜,主要用来观察金相组织结构,也可以用来观察岩石、煤、矿物质等等。 金相显微镜的使用方法是什么?怎么使用? ?这个组装过程就...
电脑型金相显微镜或是数码金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成的高科技产品,可以在计算机上很方便地观察金相图像...
金相显微镜光源的的调整金相显微镜的照明光源在聚光镜中的位置是否正确,关系到视场的亮度及照明的均匀性,直接影响金相显微观察的效果.由于照明光源位置的偏离,往往使柯拉照明原...
众所周知,放大镜是最简单的一种光学仪器,它实际上是一块会聚透镜(凸透镜),利用它可以将物体放大。当物体AB置于透镜焦距f以外时,得到倒立的放大实像AB,它的位置在2倍焦距...
金相显微镜就是普通的光学显微镜,可以加一些辅助的功能,例如明场、暗场、偏光、微分干涉等很多。你说的金相显微镜就是观察普通金相样品的,正因为名字不一样是因为它观察的...