Металлографический анализ
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»
Кафедра термообработки и физики металлов
Методические указания к лабораторной работе № 1
АВТОМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ИЗОБРАЖЕНИЙ SIAMS 700
«ОТНОСИТЕЛЬНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ФЕРРИТА И ПЕРЛИТА В СТАЛЯХ»
Екатеринбург
Введение
Металлографический анализ
Задачей металлографии является установление взаимосвязи между качественными и количественными характеристиками структуры, с одной стороны, и физическими, механическими, технологическими и эксплуатационными свойствами металлических материалов, с другой. Состав сплава, условия выплавки и кристаллизации, процессы обработки давлением и термообработки, а также рабочая нагрузка изменяют свойства материала. Эти изменения отражаются, прежде всего, на структуре и, следовательно, могут наблюдаться с помощью микроскопа, т.е. металлографически, и быть оценены количественно.
Объектом металлографии является металлографическая структура - это структура твердого тела доступная для наблюдения невооруженным глазом или с помощью микроскопа, т.е. взаимосвязанная конфигурация областей твердого тела с однородной или неоднородной кристаллической структурой, отделенных друг от друга некогерентными поверхностями раздела. Металлографическая структура характеризуется типом, формой, размерами, плотностью и распределением находящихся в термодинамическом равновесии дефектов кристаллической решетки и поверхностей раздела фаз. Дефекты решетки могут быть точечными, линейными и поверхностными. Важным структурным элементом поликристаллического материала является термодинамическая фаза с ее поверхностями раздела. В структуре существуют металлические, интерметаллические и неметаллические фазы. Описание структуры, т.е. количества, формы, размеров и распределения структурных элементов, предполагает использование диаграмм структура - свойство. Обычно описание начинается с определения величины зерна для однофазных материалов, а в случае двухфазных - с относительной доли фаз в структуре, их морфологии и дисперсности.
Металлографический анализ относится к прямым методам исследования материалов и позволяет непосредственно наблюдать структуру сплава после окончательного затвердевания и охлаждения, когда все процессы образования структуры и возможные превращения уже закончены.
Исследование микроструктуры
Рассмотрим подробнее особенности микроскопического исследования структуры материалов. Макроскопическое исследование проводят визуально или при малых увеличениях, чтобы обнаружить неоднородности в сечении всей детали. При микроскопическом исследовании вырезают из детали шлиф и проводят наблюдение структуры металла при значительных увеличениях - от 30 до нескольких тысяч. Обычно в лабораторных исследованиях используют увеличения от 50 до 500; 1000.
При исследовании микроструктуры можно:
· производить микрометрические измерения;
· установить величину и форму кристаллов, составляющих сплав;
· фиксировать структуры, характерные для некоторых видов обработки сплавов;
· определить химический состав некоторых структурных составляющих по их форме и характерному действию специальных реактивов;
· обнаружить микропоры, которые нарушают целостность материала, трещины, раковины, плены, пузыри, неметаллические включения;
· наблюдать изменение строения при внешнем воздействии на сплав (например, термическом или механическом).
В практике металловедения микроскопический метод - это основной метод, так как он позволяет чрезвычайно полно изучить структуру, которая определяет свойства материала. По микроструктуре углеродистой стали можно говорить о содержании углерода, что заменяет более дорогой и длительный метод химического анализа. Микроисследование позволяет безошибочно различить термически обработанный материал и даже оценить качество такой обработки. Изучение структуры и различных свойств металлов и сплавов позволяет получить наиболее полные сведения о самых различных материалах и протекающих в них превращениях. Металлографический анализ позволяет наблюдать структуры, образующиеся при холодной деформации; горячей деформации; кристаллизации; разрушении; превращениях в твердом состоянии в зависимости от температуры и времени выдержки.
Однако, часто необходимо провести количественную оценку структуры сплава. Например, количество дельта-феррита в нержавеющих сталях существенно влияет на их способность подвергаться горячей деформации давлением. Прочность серого чугуна зависит от среднего размера хлопьев графита. Для количественной оценки структуры пригодны измерения физических свойств, что требует многочисленных экспериментальных данных. Выход из такого положения дает количественный металлографический анализ.
СИСТЕМА АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ SIAMS 700
1. Общая характеристика системы анализа изображений SIAMS 700”
Система анализа изображений “SIAMS 700” представляет собой программный продукт, предназначенный для проведения обработки и анализа изображений, полученных при помощи цифровых и аналоговых фото- и видеокамер, а также сканеров в ходе проведения микро- и макросъемки.
Система позволяет автоматизировать процесс обработки изображений путем использования настраиваемых решений, а также конструктора таких решений. Все этапы обработки в системе представляются в электронной таблице в виде серии взаимосвязанных ячеек с изображениями, функциями, графиками и таблицами с результатами анализа, а также отчетами. Каждая ячейка такой таблицы соответствует определенному этапу обработки.
Для запуска анализатора необходимо нажать кнопку “Пуск” и выбрать ярлык “SIAMS 700” в папке “SIAMS” меню “Программы”. При первом запуске системы откроется окно “Шаблоны…” для выбора модулей (шаблонов) системы анализа изображений (рис. 1). Если пользователь ранее работал с анализатором, то можно загрузить ранее сохраненную таблицу (шаблон) из меню “Файл” окна “Шаблоны…”, опция “Открыть”.
Рис. 1. Окно выбора шаблонов системы анализа изображений “SIAMS 700”
Модуль (шаблон) системы представляет собой электронную таблицу. Все они могут быть логически объединены в следующие группы:
- решения;
- инструменты;
- примеры.
Вкладка “Примеры” содержит список с таблицами-примерами, иллюстрирующими решение конкретных задач обработки и анализа изображений. Вкладка “Инструменты” содержит серию программных модулей, позволяющих пользователю автоматизировать выполнение наиболее типичных задач.
Вкладка “Решения” содержит список автоматизированных программных модулей (шаблонов). Модули разработаны с учетом необходимости обработки большого количества относительно однотипных изображений. Каждое решение имеет свое уникальное название, однако все они также сгруппированы по тематике решаемых задач.
2. Интерфейс электронной таблицы “SIAMS 700”
Обработка и анализ изображений в “SIAMS 700” производится в электронной таблице, ячейки которой предназначены для размещения изображений, чисел, текста, графиков и функций. Столбцы таблицы обозначаются буквами латинского алфавита, а строки – числами. Таким образом, каждая ячейка имеет координаты в пространстве таблицы, например, D2.
Для того чтобы открыть таблицу, необходимо запустить “SIAMS 700”, выбрать модуль “Таблица” из списка шаблонов во вкладке “Инструменты” и нажать кнопку “ОК”.
На рис. 2 изображено окно таблицы с обозначением основных элементов интерфейса. Панель настроек модуля содержит вкладки “Библиотека”, “Настройка” и “Объект”. Они предназначены для выбора функций обработки объектов, например, изображения, помещенного в выбранную в настоящий момент времени (т.н. активную) ячейку, настройки функции обработки, а также отображения информации об объекте. Интерфейс вкладок, т. е. их содержание, изменяется в зависимости от типа объекта и выбранной функции. Активная ячейка выделяется цветом. Табличная структура позволят создавать цепочку обработки изображения, путем использования ссылок на ячейки, каждая из которых является определенным этапом его обработки, измерения или представления результатов.
Любая таблица “SIAMS 700” может быть сохранена на диске в виде подкаталога, содержащего все объекты, функции и настройки. Для этого в меню “Файл” модуля необходимо выбрать опцию “ Сохранить как…”, выбрать или создать в открывшемся окне каталог, где будет сохранена таблица, и ввести ее имя.
Рис. 2. Окно модуля "Таблица”: 1 – главное меню; 2 – панель инструментов; 3 – таблица; 4 - панель настроек
Для детального ознакомления с опциями главного меню, панели инструментов и функциями обработки изображении рекомендуется использовать справочную систему программы. Для вызова интерактивной справки следует воспользоваться опцией “SIMAGIS справка” меню “Справка”.
3. Основные операции в “SIAMS 700”
Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 16; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!