CN110646428A - 一种蠕墨铸铁金相定量分析方法及其应用 - Google Patents

一种蠕墨铸铁金相定量分析方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110646428A
CN110646428A CN201910934808.XA CN201910934808A CN110646428A CN 110646428 A CN110646428 A CN 110646428A CN 201910934808 A CN201910934808 A CN 201910934808A CN 110646428 A CN110646428 A CN 110646428A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cast iron
metallographic
vermicular cast
quantitative analysis
analysis method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910934808.XA
Other languages
English (en)
Inventor
田学雷
张效夫
郑洪亮
仇法文
侯兆乾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University
Original Assignee
Shandong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University filed Critical Shandong University
Priority to CN201910934808.XA priority Critical patent/CN110646428A/zh
Publication of CN110646428A publication Critical patent/CN110646428A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/28—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring areas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N2021/8405—Application to two-phase or mixed materials, e.g. gas dissolved in liquids

Abstract

本发明提供一种蠕墨铸铁金相定量分析方法及其应用，所述定量分析方法包括：1)在蠕墨铸铁试样表面划分宫格；2)在每格同一角的视场拍摄金相图片；3)获取石墨平均面积、蠕化率及形态特征值；4)对蠕墨铸铁试样进行腐蚀，重复步骤2)，并使得腐蚀前后视场一一对应；5)获取铁素体平均面积。本发明所述方法有效克服目前图像分析软件存在的石墨和珠光体腐蚀状态下灰度接近，边界不清晰的问题，能够满足蠕墨铸铁金相的较高精度的快速定量分析需求，因此具有良好的实际应用之价值。

Description

一种蠕墨铸铁金相定量分析方法及其应用
技术领域
本发明属于金相检测分析技术领域，具体涉及一种蠕墨铸铁金相定量分析方法及其应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
随着社会的发展和科技的进步，进一步减轻内燃机的重量已经是现代内燃机领域发展的一项重要的内容。有研究结果表明，车重每减少10％，燃料消耗就减少7％，废弃排放量降低10％。由于蠕墨铸铁中石墨形态的特殊性，蠕墨铸铁的力学性能接近球墨铸铁而铸造与导热性能又相近于灰铸铁，同时，较铝合金有着更高比功率(kW/kg)。因此，蠕墨铸铁是柴油机等有着薄壁的复杂铸件的理想材料。此外，蠕墨铸铁生产成本较低，生产过程中对环境的污染较小。以上诸多因素使得蠕墨铸铁成为了缸体缸盖铸件材质的较佳选择。
使用传统的标准图谱对照法来评定蠕墨铸铁金相，效率较低且误差较大。近年来，为实现组织的定量分析，借助图像分析软件成为了主要手段。相对于传统的标准图谱对照，图像分析软件具有分析速度快，分析结果精度高，同时可大幅度降低人为误差的优点。其工作原理为通过对图像的灰度处理实现图像的数字化，以实现对不同组织的定量分析，然而发明人发现，石墨和珠光体在腐蚀状态下的灰度接近，边界不清晰，统计时会产生较大误差。因此，当前大多数图像分析软件并不能直接满足蠕墨铸铁金相的快速定量分析需求。
发明内容
基于上述现有技术的不足，本发明提供一种能够满足蠕墨铸铁金相的较高精度的快速定量分析需求的方法，该方法能够有效克服图像分析软件存在的石墨和珠光体腐蚀状态下灰度接近，边界不清晰的问题，因此具有良好的实际应用之价值。
本发明的一个方面，提供一种蠕墨铸铁金相定量分析方法，所述方法包括：
1)在蠕墨铸铁试样表面划分宫格；
2)在每格同一角的视场拍摄金相图片；
3)获取石墨平均面积、蠕化率及形态特征值；
4)对蠕墨铸铁试样进行腐蚀，重复步骤2)，并使得腐蚀前后视场一一对应；
5)获取铁素体平均面积。
优选的，所述步骤1)采用合金划针在蠕墨铸铁试样表面划分宫格；划分宫格格数优选为5～9格；
优选的，所述步骤2)采用金相显微镜拍摄获取金相图片；拍摄图片数量与划分格数相对应；
优选的，所述步骤3)和5)均采用金相定量分析软件进行测定；
优选的，所述步骤4)采用硝酸酒精进行腐蚀；所述硝酸酒精浓度为2～5％；进一步优选为4％；
所述腐蚀时间为2～10s，进一步优选为5～7s；
优选的，所述方法还包括：通过公式即(视场面积-石墨平均面积-铁素体平均面积)/(视场面积-石墨平均面积)计算得到珠光体含量；
本发明的第二个方面，提供上述蠕墨铸铁金相定量分析方法在如下1)-4)任意一种或多种中的应用：
1)蠕墨铸铁珠光体含量分析；
2)蠕墨铸铁蠕化率的分级和判定；
3)蠕墨铸铁石墨形态判别；
4)蠕墨铸铁质量评估。
本发明的有益技术效果：
(1)本发明利用腐蚀前后视场的一致性，解决了石墨相与珠光体腐蚀后灰度相近、边界不清晰的问题，能有效的提高各项组织定量分析的准确性；
(2)本发明使用的相同间隔的视场更具有统计意义，可以更好的表征试样的平均组织水平，同时，使用方法简便、迅速，因此具有良好的实际应用之价值。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1中试样腐蚀前的金相图片；图中，黑色相为石墨相。
图2为本发明实施例1中试样腐蚀后的金相图片；图中，黑色相为石墨相，深色相为珠光体相，亮白色相为铁素体相。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如前所述，由于石墨和珠光体在腐蚀状态下的灰度接近，边界不清晰，统计时会产生较大误差。因此，当前大多数图像分析软件并不能直接满足蠕墨铸铁金相的快速定量分析需求。
有鉴于此，本发明的第一个方面，提供一种蠕墨铸铁金相定量分析方法，所述方法包括：
1)使用合金划针在蠕墨铸铁试样表面划分宫格；
2)使用金相显微镜在每格同一角的视场拍摄金相图片；
3)使用金相定量分析软件进行测定，得出石墨平均面积、蠕化率及形态特征值；
4)使用硝酸酒精溶液对蠕墨铸铁试样进行腐蚀；
5)使用金相显微镜在每格同一角的视场拍摄金相图片，腐蚀前后视场一一对应。
本发明的又一具体实施方式中，所述方法包括在步骤5)后，使用金相定量分析软件进行测定，得出铁素体平均面积；
本发明的又一具体实施方式中，所述方法还包括：通过公式即(视场面积-石墨平均面积-铁素体平均面积)/(视场面积-石墨平均面积)计算得到珠光体含量；
本发明的又一具体实施方式中，所述硝酸酒精溶液浓度为2～5％；优选为4％；
本发明的又一具体实施方式中，所述腐蚀时间为2～10s；进一步优选为5～7s；
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤1)中划分宫格格数为5～9格；
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤2)中拍摄的金相图片数量为5～9张；
本发明的又一具体实施方式中，所述步骤5)中拍摄的金相图片数量为5～9张；
本发明的又一具体实施方式中，提供上述蠕墨铸铁金相定量分析方法在如下1)-4)任意一种或多种中的应用：
1)蠕墨铸铁珠光体含量分析；
2)蠕墨铸铁蠕化率的分级和判定；
3)蠕墨铸铁石墨形态判别；
4)蠕墨铸铁质量评估。
以下通过实施例对本发明做进一步解释说明，但不构成对本发明的限制。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种蠕墨铸铁金相定量分析方法，其步骤：
1)使用合金划针在蠕墨铸铁试样表面划分“五宫格”；
2)使用金相显微镜在每格同一角的视场拍摄金相图片，共5张；
3)使用金相定量分析软件进行测定，得出石墨平均面积、蠕化率及形态特征值；
4)使用4％硝酸酒精溶液对蠕墨铸铁试样进行腐蚀，腐蚀时间为5s；
5)使用金相显微镜在每格同一角的视场拍摄金相图片，共5张，腐蚀前后视场一一对应；
6)使用金相定量分析软件进行测定，得出铁素体平均面积；
7)通过(视场面积-石墨平均面积-铁素体平均面积)/(视场面积-石墨平均面积)计算得到珠光体含量。
实施例2
一种蠕墨铸铁金相定量分析方法，其步骤：
1)使用合金划针在蠕墨铸铁试样表面划分“七宫格”；
2)使用金相显微镜在每格同一角的视场拍摄金相图片，共7张；
3)使用金相定量分析软件进行测定，得出石墨平均面积、蠕化率及形态特征值；
4)使用4％硝酸酒精溶液对蠕墨铸铁试样进行腐蚀，腐蚀时间为6s；
5)使用金相显微镜在每格同一角的视场拍摄金相图片，共7张，腐蚀前后视场一一对应；
6)使用金相定量分析软件进行测定，得出铁素体平均面积；
7)通过(视场面积-石墨平均面积-铁素体平均面积)/(视场面积-石墨平均面积)计算得到珠光体含量。
实施例3
一种蠕墨铸铁金相定量分析方法，其步骤：
1)使用合金划针在蠕墨铸铁试样表面划分“九宫格”；
2)使用金相显微镜在每格同一角的视场拍摄金相图片，共9张；
3)使用金相定量分析软件进行测定，得出石墨平均面积、蠕化率及形态特征值；
4)使用4％硝酸酒精溶液对蠕墨铸铁试样进行腐蚀，腐蚀时间为7s；
5)使用金相显微镜在每格同一角的视场拍摄金相图片，共9张，腐蚀前后视场一一对应；
6)使用金相定量分析软件进行测定，得出铁素体平均面积；
7)通过(视场面积-石墨平均面积-铁素体平均面积)/(视场面积-石墨平均面积)计算得到珠光体含量。
最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种蠕墨铸铁金相定量分析方法，其特征在于，所述方法包括：
1)在蠕墨铸铁试样表面划分宫格；
2)在每格同一角的视场拍摄金相图片；
3)获取石墨平均面积、蠕化率及形态特征值；
4)对蠕墨铸铁试样进行腐蚀，重复步骤2)，并使得腐蚀前后视场一一对应；
5)获取铁素体平均面积。
2.如权利要求1所述的蠕墨铸铁金相定量分析方法，其特征在于，所述步骤1)采用合金划针在蠕墨铸铁试样表面划分宫格。
3.如权利要求2所述的蠕墨铸铁金相定量分析方法，其特征在于，划分宫格格数为5～9格。
4.如权利要求1所述的蠕墨铸铁金相定量分析方法，其特征在于，所述步骤2)采用金相显微镜拍摄获取金相图片；拍摄图片数量与划分格数相对应。
5.如权利要求1所述的蠕墨铸铁金相定量分析方法，其特征在于，所述步骤3)和5)均采用金相定量分析软件进行测定。
6.如权利要求1所述的蠕墨铸铁金相定量分析方法，其特征在于，所述步骤4)采用硝酸酒精进行腐蚀。
7.如权利要求6所述的蠕墨铸铁金相定量分析方法，其特征在于，所述硝酸酒精浓度为2～5％；优选为4％。
8.如权利要求1所述的蠕墨铸铁金相定量分析方法，其特征在于，腐蚀时间为2～10s，优选为5～7s。
9.如权利要求1所述的蠕墨铸铁金相定量分析方法，其特征在于，所述方法还包括：通过公式即(视场面积-石墨平均面积-铁素体平均面积)/(视场面积-石墨平均面积)计算获得珠光体含量。
10.权利要求1-9任一项所述蠕墨铸铁金相定量分析方法在如下1)-4)任意一种或多种中的应用：
1)蠕墨铸铁珠光体含量分析；
2)蠕墨铸铁蠕化率的分级和判定；
3)蠕墨铸铁石墨形态判别；
4)蠕墨铸铁质量评估。
CN201910934808.XA 2019-09-29 2019-09-29 一种蠕墨铸铁金相定量分析方法及其应用 Pending CN110646428A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910934808.XA CN110646428A (zh) 2019-09-29 2019-09-29 一种蠕墨铸铁金相定量分析方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910934808.XA CN110646428A (zh) 2019-09-29 2019-09-29 一种蠕墨铸铁金相定量分析方法及其应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110646428A true CN110646428A (zh) 2020-01-03

Family

ID=68993203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910934808.XA Pending CN110646428A (zh) 2019-09-29 2019-09-29 一种蠕墨铸铁金相定量分析方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110646428A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115290845A (zh) * 2022-10-09 2022-11-04 山东大学 一种蠕墨铸铁蠕化率的判定方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101344490A (zh) * 2008-09-02 2009-01-14 首钢总公司 一种采用图像分析方法定量分析连铸板坯宏观偏析的方法
CN101684536A (zh) * 2008-09-25 2010-03-31 日立粉末冶金株式会社 铁系烧结轴承及其制造方法
CN106524957A (zh) * 2016-09-22 2017-03-22 武汉钢铁股份有限公司 珠光体团尺寸的测定方法
CN107144524A (zh) * 2017-05-22 2017-09-08 吉利汽车研究院（宁波）有限公司 车身试验舱加速腐蚀试验方法
CN107702969A (zh) * 2017-10-09 2018-02-16 泰州市产品质量监督检验院 一种用于测量球墨铸铁中碳含量的方法
CN109778655A (zh) * 2019-03-15 2019-05-21 四川轻化工大学 公路路面破损修补方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101344490A (zh) * 2008-09-02 2009-01-14 首钢总公司 一种采用图像分析方法定量分析连铸板坯宏观偏析的方法
CN101684536A (zh) * 2008-09-25 2010-03-31 日立粉末冶金株式会社 铁系烧结轴承及其制造方法
CN106524957A (zh) * 2016-09-22 2017-03-22 武汉钢铁股份有限公司 珠光体团尺寸的测定方法
CN107144524A (zh) * 2017-05-22 2017-09-08 吉利汽车研究院（宁波）有限公司 车身试验舱加速腐蚀试验方法
CN107702969A (zh) * 2017-10-09 2018-02-16 泰州市产品质量监督检验院 一种用于测量球墨铸铁中碳含量的方法
CN109778655A (zh) * 2019-03-15 2019-05-21 四川轻化工大学 公路路面破损修补方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115290845A (zh) * 2022-10-09 2022-11-04 山东大学 一种蠕墨铸铁蠕化率的判定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11506650B2 (en) Method for automatic quantitative statistical distribution characterization of dendrite structures in a full view field of metal materials
CN108535105B (zh) 一种蠕墨铸铁疲劳强度的预测方法
CN110646428A (zh) 一种蠕墨铸铁金相定量分析方法及其应用
CN114486515B (zh) 一种基于微观组织和拉伸性能的蠕墨铸铁疲劳强度预测方法
CN107476903A (zh) 一种增压柴油机egr性能评估及最佳egr率确定方法
Giovannoni et al. CFD Analysis of the effects of fuel composition and injection strategy on mixture preparation and fuel deposit formation in a GDI engine
CN108563844B (zh) 一种增压柴油机最佳egr率确定方法
CN113252447A (zh) 基于2d微观组织的金属材料拉伸性能的预测方法
CN106245029B (zh) Super304H奥氏体不锈钢持久试样组织显示的侵蚀剂、制备方法及应用方法
JP2004068729A (ja) エンジン制御パラメータの適合方法及び適合システム
Giorgio et al. A wear model for assessing the reliability of cylinder liners in marine diesel engines
CN116228743A (zh) 一种m50高温轴承钢一次碳化物的检测方法及系统
CN115661071A (zh) 基于深度学习的复合材料加工表面缺陷检测及评价方法
CN108693103A (zh) 一种用于高碳钢铸坯枝晶腐蚀与测量的方法
Blachnio et al. A non-destructive method to assess condition of gas turbine blades, based on the analysis of blade-surface images
CN1284965C (zh) 一种测定镍基高温合金相含量的方法
CN115096726A (zh) 一种通过珠光体含量和抗拉强度预测蠕墨铸铁疲劳强度的方法
Chen et al. Applying fully convolutional neural networks for corrosion semantic segmentation for steel bridges: The use of U-Net
CN106524957A (zh) 珠光体团尺寸的测定方法
CN113049586A (zh) 一种基于Matlab的钛合金金相分析方法
CN117740525A (zh) 基于微观组织含量和疲劳比的蠕墨铸铁疲劳强度预测方法
Szczotka et al. Influence of the chassis dynamometer regulation on the exhaust emission results
Pan et al. A prediction method for fatigue life of large moving components as function of scale factor: A case of motor‐generator rotor
LU500398B1 (en) A method for evaluating the wave dissipating effect of multi-layer enclosure
CN114047211B (zh) 一种基于ebsd检测弹钢材料奥氏体晶粒直径的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200103