DE102014101134A1 - Automatically quantifying dendrite arm spacing in hypoeutectic aluminum casting, comprises acquiring image by computer-based system, estimating dendrite cell size and aspect ratio of dendrite cell, and converting into dendrite arm spacing - Google Patents

Automatically quantifying dendrite arm spacing in hypoeutectic aluminum casting, comprises acquiring image by computer-based system, estimating dendrite cell size and aspect ratio of dendrite cell, and converting into dendrite arm spacing Download PDF

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Abstract

Automatically quantifying dendrite arm spacing in a hypoeutectic aluminum casting, comprises: acquiring an image corresponding to a location of interest in the casting by using a computer-based system; estimating a dendrite cell size within the location of interest using the computer-based system; using the computer-based system to estimate a volume fraction of eutectic phases; estimating an aspect ratio of at least one dendrite cell; and converting the estimated dendrite cell size volume fraction and aspect ratio into a quantified dendrite arm spacing using the computer-based system. Automatically quantifying dendrite arm spacing in a hypoeutectic aluminum casting, comprises: acquiring an image corresponding to a location of interest in the casting by using a computer-based system; estimating a dendrite cell size within the location of interest using the computer-based system by overlaying the image with a gridded pattern to quantify the number of intersections between at least one cell boundary from the image and at least one portion of the gridded pattern; using the computer-based system to estimate a volume fraction of eutectic phases in the location of interest; estimating an aspect ratio of at least one dendrite cell within the location of interest by using the computer-based system; and converting the estimated dendrite cell size volume fraction and aspect ratio into a quantified dendrite arm spacing using the computer-based system. Independent claims are also included for: (1) automatically quantifying dendrite arm spacing in a hypoeutectic aluminum casting, comprising selecting a cast material to be analyzed, using an image analyzer to automatically determine dendrite cell size information corresponding to a location of interest in the selected cast material, and converting the dendrite cell size information to dendrite arm spacing information; (2) using an image analyzer to automatically determine dendrite cell size information comprises acquiring an image corresponding to location of interest, and estimating dendrite cell size within the location of interest by overlaying the image with a gridded pattern to quantify the number of intersections; and (3) an article of manufacture comprising a computer usable medium having computer readable program code embodied in it for automatically quantifying dendrite arm spacing for a hypoeutectic aluminum cast material, in which computer readable program code in the article of manufacture comprises computer readable program code portion for causing the computer to accept data pertaining to digital information of a location of interest within a sample of cast material, computer readable program code portion for causing the computer to process digital information into dendrite cell size information, computer readable program code portion for causing computer to convert dendrite cell size information into a corresponding dendrite arm spacing through an algorithm based on a volume fraction of eutectic phases in location of interest and an aspect ratio of at least one dendrite cell within location of interest, and computer readable program code portion for causing the computer to produce an output that corresponds to dendrite arm spacing.

Description

ANGABE VERWANDTER FÄLLEINDICATION OF RELATED CASES

Diese Anmeldung ist eine teilweise Fortsetzung der U.S.-Anmeldung mit der Serien-Nr. 13/757 914, eingereicht am 4. Februar 2013, mit dem Titel Method for Automatic Quantification of Dendrite Arm Spacing in Dendritic Microstructures, welche die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung 61/623 145, eingereicht am 12. April 2012, beansprucht.This application is a partial continuation of U.S. application serial no. No. 13 / 757,914, filed February 4, 2013, entitled Method for Automatic Quantification of Dendrite Arm Spacing in Dendritic Microstructures claiming priority to US Provisional Application 61 / 623,145, filed April 12, 2012.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Quantifizierung der mikrostrukturellen Feinheit von Metallgussteilen und im Spezielleren die automatisierte Quantifizierung eines Dendritenarmabstandes (DAS) in dendritischen Mikrostrukturen von Metallgussteilen als eine Methode, das manuelle Vornehmen solcher Messungen zu vermeiden.The present invention relates generally to the quantification of the microstructural fineness of cast metal parts and, more particularly, to the automated quantification of dendrite arm spacing (DAS) in dendritic microstructures of metal castings as a method of avoiding manually making such measurements.

Die resultierende Mikrostruktur aller Gusskomponenten auf Aluminiumbasis (z. B. von Motorblöcken, Zylinderköpfen, Getriebeteilen oder dergleichen) ist im Allgemeinen durch die Legierungszusammensetzung und im Spezielleren durch die Erstarrungsbedingungen bestimmt. In hypoeutektischen Legierungen (d. h. jenen, die weniger von den anderen Legierungsbestandteilen enthalten als es der eutektischen Zusammensetzung entspricht, wobei Beispiele davon A356 und 319 umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind) neigen die Materialien dazu, dendritisch zu erstarren. Andere derartige Aluminiumlegierungsbeispiele, die eine dendritische Erstarrung exemplarisch zeigen, umfassen 354, 355, 360, 380, 383 und andere. Eine typische Mikrostruktur dieser Familie von Legierungen besteht aus einer primären dendritischen Phase und einer zweiten Phase von Teilchen wie z. B. Siliziumteilchen und eisenreichen intermetallischen Verbindungen. Die relativen Mengen, Größen und die relative Morphologie dieser Phasen in der Struktur im Gusszustand sind stark von den Erstarrungsbedingungen wie auch von der Legierungszusammensetzung abhängig. Die Dendritzellengröße (DCS) und DAS, gelegentlich als der sekundäre Dendritenarmabstand (SDAS) bezeichnet, wurden lange Zeit verwendet, um die Feinheit des Gussteiles zu quantifizieren, die wiederum verwendet werden kann, um ein besseres Verständnis über das Material und seine zugehörigen Eigenschaften zu erlangen, wobei – als eine allgemeine Regel – Gusskomponenten mit einem kleineren DAS dazu neigen, eine bessere Duktilität und ähnliche mechanische Eigenschaften aufzuweisen. Erläuterungen betreffend den Aluminiumlegierungsguss im Allgemeinen wie auch die DAS-Eigenschaften im Speziellen, sind in zahlreichen anderen Anmeldungen zum Patent zu finden, welche sich im Besitz des Anmelders der vorliegenden Erfindung befinden, und umfassen die US-Patentanmeldung 12/356 226 eingereicht am 20. Januar 2009, die US-Patentanmeldung 12/402 538 eingereicht am 12 März 2009, die US-Patentanmeldung 12/454 087 eingereicht am 12. Mai 2009, und die US-Patentanmeldung 12/932 858 eingereicht am 8. März 2011, welche alle hiermit durch Bezugnahme aufgenommen sind.The resulting microstructure of all aluminum-based cast components (eg, engine blocks, cylinder heads, gearbox parts, or the like) is generally determined by the alloy composition, and more particularly by the solidification conditions. In hypoeutectic alloys (i.e., those containing less of the other alloying constituents than the eutectic composition, examples of which include, but are not limited to, A356 and 319), the materials tend to solidify dendritically. Other such aluminum alloy examples exemplifying dendritic solidification include 354, 355, 360, 380, 383 and others. A typical microstructure of this family of alloys consists of a primary dendritic phase and a second phase of particles such as, for example. As silicon particles and iron-rich intermetallic compounds. The relative amounts, sizes, and relative morphology of these phases in the as-cast structure are highly dependent on the solidification conditions as well as the alloy composition. The dendrite cell size (DCS) and DAS, sometimes referred to as the secondary dendrite arm spacing (SDAS), have long been used to quantify the fineness of the casting, which in turn can be used to gain a better understanding of the material and its associated properties in which, as a general rule, cast components with a smaller DAS tend to have better ductility and similar mechanical properties. Explanations regarding aluminum alloy casting in general, as well as the DAS characteristics in particular, are found in numerous other patent applications owned by the assignee of the present invention, and include U.S. Patent Application 12 / 356,226, filed 20. U.S. Patent Application 12/402 538 filed 12 March 2009, U.S. Patent Application 12/454 087 filed May 12, 2009, and U.S. Patent Application 12/932 858 filed March 8, 2011, all of which are hereby incorporated by reference are hereby incorporated by reference.

Es wurden viele Anstrengungen unternommen, die Dendritenverfeinerung und ihre Beziehung zu den Erstarrungsbedingungen zu beschreiben, beginnend 1950 mit Alexander und Rhines, die als Erste eine quantitative Grundlage für den Einfluss der Zusammensetzung und der Erstarrungsgeschwindigkeit für bestimmte Dendritenmerkmale erstellt haben. Die nachfolgende Tabelle 1 fasst die bekannte Literatur für die Beschreibung der Feinheit einer dendritischen Struktur in quantitativer Hinsicht zusammen. TABELLE 1 Mikrostrukturelle Parameter zur Beschreibung von Dendriten

Figure DE102014101134A1_0002
Many efforts have been made to describe dendrite refinement and its relationship to solidification conditions, starting in 1950 with Alexander and Rhines, who were the first to provide a quantitative basis for the influence of composition and rate of solidification for certain dendrite features. Table 1 summarizes the known literature for the description of the fineness of a dendritic structure in quantitative terms. TABLE 1 Microstructural parameters for the description of dendrites
Figure DE102014101134A1_0002

Von diesen haben Spear und Gardner (1963) die Skala einer dendritischen Struktur mithilfe der DCS quantitativ beschrieben, welche durch einen zufälligen Linienschnitt beschafft wird und in ihrer 3(a) als DCSli bezeichnet wird. Spear und Gardner folgend, haben Jaquet und Hotz (1992) in ihrer Studie ebenfalls die DCSli; verwendet, um die Dendriten zu quantifizieren. Levy et al. (1969) , Oswalt und Misra (1980) , Radhakrishna et al. (1980) und Flemings et al. (1991) haben alle DAS diskutiert, um die dendritische Struktur zu quantifizieren. In diesen Ansätzen, wird DAS durch ein Linienschnittverfahren beschafft, wobei die Linie so gewählt wird, dass sie eine Reihe genau definierter sekundärer Dendritenarme schneidet.Of these have Spear and Gardner (1963) The scale of a dendritic structure is quantitatively described by means of the DCS, which is obtained by a random line intersection and in its 3 (a) is called DCSli. Following Spear and Gardner Jaquet and Hotz (1992) in their study also the DCS li ; used to quantify the dendrites. Levy et al. (1969) . Oswalt and Misra (1980) . Radhakrishna et al. (1980) and Flemings et al. (1991) have all debated DAS to quantify the dendritic structure. In these approaches, DAS is obtained by an intersection technique, where the line is chosen to intersect a series of well-defined secondary dendrite arms.

McLellan (1982) hat die Dendritzellenanzahl (CPUA) verwendet, um die Mikrostruktur zu quantifizieren, und behauptet, dass sie den Deformationsprozess genauer beschreibt als der DAS. Allerdings hatten Levy et al. (1969) die Messungen sowohl des DAS als auch der CPUA kritisch analysiert, um die Gussstruktur zu charakterisieren, und darauf hingewiesen, dass die Standardabweichung für die DAS-Messung kleiner war als für die CPUA-Messung, und auch die aus der CPUA berechnete mittlere Zellengröße größer ist als der mittlere DAS. Die Messung der CPUA beinhaltet primäre, sekundäre und tertiäre Arme der Dendriten, wohingegen sich DAS-Messungen üblicherweise nur auf den sekundären Armabstand beziehen. McLellan (1982) used the dendrick cell number (CPUA) to quantify the microstructure and claims that it describes the deformation process more accurately than the DAS. However, had Levy et al. (1969) critically analyzed the measurements of both the DAS and the CPUA to characterize the cast structure and noted that the standard deviation for the DAS measurement was smaller than for the CPUA measurement, and also the mean cell size calculated from the CPUA is larger as the middle DAS. The measurement of the CPUA includes primary, secondary, and tertiary arms of the dendrites, whereas DAS measurements usually refer only to the secondary arm distance.

Die Verfahren in Verbindung mit der manuellen Messung des DAS wurden von dem Antragsteller der vorliegenden Erfindung häufig als eine Methode verwendet, eine DAS-Messung von Aluminiumgussteilen durchzuführen. Solch eine Prozedur umfasst allgemein zuerst die Zubereitung metallographischer Proben, die in Übereinstimmung mit bekannten Standards wie dem American Society of Testing and Materials Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens (auch als ASTM E3 bekannt) zubereitet werden, wobei ein Abschnitt davon in der nachfolgenden Tabelle 2 wiedergegeben ist. TABELLE 2 ASTM E3 Oberfläche Schmiermittel Typ/Größe des Schleifmittels ANSI (FEPA) Zeit in Sekunden KraftA in N (lbf) DrehzahlB der Walze Drehung Planschleifen Papier/Stein Wasser SiC/Al2O3 mit Körnung 120–320 (P120–400) 15–45 20–30 (5–8) 200–300C COD Feinschleifen festes Nylontuch Verträgliches Schmiermittel 6–15 μm Diamant 180–300 20–30 (5–8) 100–150 CO Grobpolieren Tuch mit niedrigen/ohne Noppen Verträgliches Schmiermittel 3–6 μm Diamant 120–300 20–30 (5–8) 100–150 CO Endpolieren Tuch mit mittleren/hohen Noppen Verträgliches Schmiermittel 1 μm Diamant 60–120 10–20 (3–5) 100–150 CO KunstvelourslederE Wasser 0,04 μm kolloidales Siliziumdioxid oder 0,05 μm Aluminiumoxid 30–60 10–20 (3–5) 100–150 CON TRAF AKraft pro 30 mm (1¼ Inch) Durchmesser der Befestigung.
BAntriebsköpfe rotieren im Allgemeinen mit einer Drehzahl zwischen 25 und 150 U/min.
CSteinschleifer mit hoher Drehzahl rotieren im Allgemeinen mit einer Drehzahl größer als 1000 U/min.
DKomplementäre Drehung, Oberfläche und Probe drehen sich in der gleichen Richtung.
EOptionaler Schritt.
FGegenläufige Drehung, Oberfläche und Probe drehen sich in der entgegengesetzten Richtung.
The methods associated with the manual measurement of DAS have often been used by the applicant of the present invention as a method of performing a DAS measurement of aluminum castings. Such a procedure generally includes first preparing metallographic samples prepared in accordance with known standards such as the American Society of Testing and Materials Standard Guide for Preparation of Metallographic Specimens (also known as ASTM E3 known), a portion of which is shown in Table 2 below. TABLE 2 ASTM E3 surface lubricant Type / size of abrasive ANSI (FEPA) time in seconds Force A in N (lbf) Speed B of the roller rotation Surface grinding paper / stone water SiC / Al 2 O 3 with grain size 120-320 (P120-400) 15-45 20-30 (5-8) 200-300 C CO D Fine grinding firm nylon cloth Compatible lubricant 6-15 μm diamond 180-300 20-30 (5-8) 100-150 CO Coarse polishing cloth with low / no pimples Compatible lubricant 3-6 μm diamond 120-300 20-30 (5-8) 100-150 CO Final polishing cloth with medium / high nubs Compatible lubricant 1 μm diamond 60-120 10-20 (3-5) 100-150 CO Art suede E water 0.04 μm colloidal silica or 0.05 μm alumina 30-60 10-20 (3-5) 100-150 CON TRA F A force per 30 mm (1¼ inch) diameter of fixture.
B drive heads generally rotate at a speed between 25 and 150 rpm.
C high speed stone grinders generally rotate at a speed greater than 1000 rpm.
D Complementary rotation, surface and sample rotate in the same direction.
E Optional step.
F Opposing rotation, surface and sample rotate in the opposite direction.

Es wird erwartet, dass die Oberfläche der zu analysierenden Probe von hinreichender Qualität ist, um die möglichst wahre Größe und Form der Teilchen widerzuspiegeln. In einer Form wird die Ebene des Schliffes eutektische Phasen umfassen, die verglichen mit der umgebenden Matrix dunkler erscheinen. Somit werden die metallographischen Proben schließlich in einer Form geschliffen, um eine ebene, nahezu spiegelbildliche Oberflächengüte zu erhalten. Es kann ein chemisches Ätzen verwendet werden, um den Kontrast der Dendritstruktur zu erhöhen, wobei das Ätzen in einer Form in Übereinstimmung mit ASTM E407 erfolgen kann. Die Probe ist bevorzugt sauber und trocken, während Schleifartefakte (z. B. eine Kometenschweifbildung, eine Grübchenbildung, die Bildung von Kratzern, ein Ausreißen und eine Fleckenbildung) bei einem Minimum gehalten werden sollten. Gleichermaßen sollte über Testbedingungen und -abweichungen im Vorhinein Übereinkunft herrschen. In einer bevorzugten Form wird jede Probe in vielen Sichtfeldern untersucht, von denen jedes einer starken (z. B. einer 100-fachen) Vergrößerung unterzogen wird, die von der Feinheit der Materialkörnung abhängig ist. Danach sollte ein Bild des zu messenden Sichtfeldes aufgenommen werden. In einer Form kann das Linienschnittverfahren zum Messen von DAS verwendet werden, wobei drei oder mehr Dendriten mit sichtbaren Dendritenstämmen mit zumindest drei Dendritenarmen pro Sichtfeld ausgewählt werden. Davon wird eine Linie von der Außenkante des ersten Dendritenarmes bis zu der Innenkante des letzten Dendritenarmes gezogen; ein Beispiel davon ist in 6B abgebildet. Die Distanz d für jeden Dendrit kann aufgezeichnet werden, während die Anzahl n1, n2, n3 etc. der Dendritenarme, die für jede Messung gezählt werden, ebenfalls aufgezeichnet werden kann. Diese Abläufe können für jedes Sichtfeld wiederholt werden.The surface of the sample to be analyzed is expected to be of sufficient quality to reflect the true size and shape of the particles as much as possible. In one form, the plane of the cut will include eutectic phases that appear darker compared to the surrounding matrix. Thus, the metallographic samples are finally ground in a mold to obtain a flat, nearly mirror-image surface finish. Chemical etching may be used to increase the contrast of the dendrite structure, etching in a mold in accordance with ASTM E407 can be done. The sample is preferably clean and dry, while abrasive artifacts (eg, comet tailing, pitting, scratching, tearing, and staining) should be kept to a minimum. Similarly, test conditions and deviations should be preceded by agreement. In a preferred form, each sample is examined in many fields of view, each of which is subjected to a high magnification (eg, 100 times), which depends on the fineness of the grain of material. Then an image of the field of view to be measured should be taken. In one form, the line-cut method can be used to measure DAS, with three or more dendrites with visible dendrite trunks selected with at least three dendrite arms per field of view. From this, a line is drawn from the outer edge of the first dendrite arm to the inner edge of the last dendrite arm; an example of this is in 6B displayed. The distance d for each dendrite may be recorded while the number n1, n 2, n 3, etc. of the dendrite arms, which are counted for each measurement, can also be recorded. These processes can be repeated for each field of view.

Derzeit können sowohl ein prozentualer Volumenanteil von Eutektika als auch die DCS mithilfe eines Bildanalysegeräts automatisch bestimmt werden. Die lokale Abkühlgeschwindigkeit beeinflusst nicht nur die mikrostrukturelle Feinheit, sondern auch die Porenbildung. Aus diesem Grund ist die Tendenz vorhanden, häufiger den DAS zu verwenden, um die mikrostrukturelle Feinheit zu quantifizieren. Das Problem mit der Messung des DAS besteht darin, dass sie manuell vorgenommen werden muss, indem die genau definierten Dendritenarme in dem Bild identifiziert werden. Unglücklicherweise ist dies sowohl sehr zeitaufwändig als auch stark von der Fertigkeit des Benutzers oder der Einzelperson abhängig, welcher bzw. welche die Messung durchführt.Currently, both percent volume of eutectics and DCS can be automatically determined using an image analyzer. The local cooling rate does not only affect the microstructural fineness, but also the pore formation. For this reason, there is a tendency to use the DAS more frequently to quantify the microstructural fineness. The problem with measuring the DAS is that it must be done manually by identifying the well-defined dendrite arms in the image. Unfortunately, this is both very time consuming and heavily dependent on the skill of the user or individual performing the measurement.

ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG SUMMARY OF THE PRESENT INVENTION

Das Unvermögen, automatisch DAS- und ähnliche Materialeigenschaftsstreuungen von Gusskomponenten zu berücksichtigen, wird durch die verschiedenen Aspekte der hierin veröffentlichten vorliegenden Erfindung behoben, wobei robuste, genaue und automatische Messungen des DAS in dendritischen Mikrostrukturen von Metallgussteilen zur Produktqualitätskontrolle wie auch zur Produktleistungs- und -haltbarkeitsanalyse verwendet werden können. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist ein Verfahren zum automatischen Vorhersagen einer Verteilung des DAS und ähnlicher Materialeigenschaften innerhalb einer Gusskomponente offenbart. Das Verfahren umfasst, dass eine Mikroprobe von der interessierenden Gussteilstelle genommen wird. In dem vorliegenden Kontext ist eine Mikroprobe eine metallographische Probe, die in einer Standardarbeitsvorschrift zur Mikrostrukturanalyse zubereitet wird. Eine solche Standardarbeitsvorschrift umfasst die der oben erläuterten ASTM E3 . Dann wird die Probe analysiert. In einer Form kann ein Bildanalysegerät zum Messen der DCS verwendet werden, das entweder ein DCS-Linienschnitt(DCSli)-Verfahren oder ein mittleres flächenäquivalentes Kreisdurchmesserverfahren (DCSed) oder einen ähnlichen Ansatz verwendet, wobei eine DCS, ein eutektischer Volumenanteil und ein Dendrit-Aspektverhältnis verwendet werden können. Daraus wird der gemessene DCS-Wert in Übereinstimmung mit einer der hierin dargelegten Beziehungen in einen DAS umgewandelt. Der quantifizierte DAS-Wert, der dem DCS-Wert entspricht, wird bevorzugt in ein benutzerfertiges Format wie z. B. einen für einen Menschen lesbaren Ausdruck oder Daten in einem computerlesbaren Format gebracht, auf das bzw. den anschließend über eine Computerausdruckvorrichtung, einen computerlesbaren Algorithmus oder ein anderes geeignetes Mittel eingewirkt werden kann. In einer bevorzugten Form kann ein Durchschnitt der verschiedenen Aspektverhältnisse, die innerhalb einer speziellen interessierenden Stelle gemessen werden, als eine Darstellung des Aspektverhältnisses in einer nachfolgenden Berechnung oder einem ähnlichen Algorithmus verwendet werden.The inability to automatically account for DAS and similar material property spreads of cast components is overcome by the various aspects of the present invention herein disclosed, wherein robust, accurate and automatic measurements of DAS in dendritic microstructures of metal castings for product quality control as well as product performance and durability analysis can be used. In accordance with one embodiment, a method for automatically predicting a distribution of DAS and similar material properties within a casting component is disclosed. The method includes taking a microsample from the casting site of interest. In the present context, a microsample is a metallographic sample prepared in a standard microstructural analysis protocol. Such a standard working instruction includes that of the one explained above ASTM E3 , Then the sample is analyzed. In one form, an image analyzer may be used to measure DCS using either a DCS line (DCS li ) method or a mean area equivalent circle diameter method (DCS ed ) or a similar approach using a DCS, a eutectic volume fraction, and a dendrite Aspect ratio can be used. From this, the measured DCS value is converted to a DAS in accordance with one of the relationships set forth herein. The quantified DAS value, which corresponds to the DCS value, is preferably converted into a user-ready format, such as a. For example, a human-readable phrase or data may be rendered in a computer-readable format that may then be manipulated via a computer print device, computer-readable algorithm, or other suitable means. In a preferred form, an average of the various aspect ratios measured within a particular point of interest may be used as a representation of the aspect ratio in a subsequent calculation or similar algorithm.

Wie derzeit ausgestaltet, kann die Automatisierung durch ein Programm oder einen ähnlichen Algorithmus stattfinden, das bzw. der auf einem digitalen Computer laufen oder sonst wie ausgeführt werden kann, um die resultierende DAS-Datendarstellung zu erzeugen. In einer bevorzugten Form umfasst der digitale Computer bevorzugt eines oder mehrere von einer Eingabe, einer Ausgabe, einer Verarbeitungseinheit (oft als Zentraleinheit (CPU) bezeichnet) und einem Speicher, der solch einen Code, ein Programm oder einen Algorithmus in dem Speicher des Computers temporär oder permanent speichern kann, sodass auf die in dem Code enthaltenen Anweisungen durch die Verarbeitungseinheit auf der Basis von Eingangsdaten eingewirkt werden kann, sodass die durch den Code und die Verarbeitungseinheit erzeugten Ausgabedaten über eine Ausgabe an ein anderes Programm oder einen anderen Benutzer weitergeleitet werden können. In einer Form wird ein Daten enthaltender Abschnitt des Speichers (auch Operativspeicher genannt) als Arbeitsspeicher (RAM) bezeichnet, während ein Anweisungen enthaltender Abschnitt des Speichers (auch permanenter Speicher genannt) als ein Nur-Lese-Speicher (ROM) bezeichnet wird. Ein Datenbus oder ein ähnlicher Satz von Drähten und die zugeordneten Schaltkreise bilden einen geeigneten Datenübertragungsweg, der die Eingabe, die Ausgabe, die CPU und den Speicher wie auch jegliche Peripheriegeräte in solch einer Weise miteinander verbinden kann, dass es dem System ermöglicht wird, als ein integriertes Ganzes zu arbeiten. Solch ein Computersystem wird als eines mit einer Neumann-Architektur (auch als Universal- oder speicherprogrammierbarer Computer bezeichnet) bezeichnet. Gleichermaßen wird ein speziell adaptierter Computer oder eine computerähnliche Datenverarbeitungsvorrichtung, welcher bzw. welche die typischen Merkmale einer Neumann-Architektur verwendet, um zumindest einige der Datenerfassungs-, Datenmanipulations- oder ähnlichen Rechenfunktionen auszuführen, als innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet.As currently configured, automation may be through a program or similar algorithm that may be running on a digital computer or otherwise executed to produce the resulting DAS data representation. In a preferred form, the digital computer preferably includes one or more of an input, an output, a processing unit (often referred to as a central processing unit (CPU)) and a memory temporarily storing such a code, program or algorithm in the memory of the computer or permanently store so that the instructions contained in the code can be acted upon by the processing unit based on input data so that the output data generated by the code and the processing unit can be forwarded via an output to another program or another user. In one form, a portion of the memory (also called operational memory) containing data is referred to as random access memory (RAM), while a portion of the memory (also referred to as persistent memory) containing instructions is referred to as a read-only memory (ROM). A data bus or similar set of wires and associated circuitry form an appropriate data transmission path that can interconnect the input, output, CPU, and memory, as well as any peripherals, in such a way as to allow the system as one integrated whole to work. Such a computer system is referred to as having a Neumann architecture (also referred to as a general purpose or programmable memory computer). Likewise, a specially adapted computer or computer-like computing device which uses the typical features of a Neumann architecture to perform at least some of the data acquisition, data manipulation, or similar computational functions is considered to be within the scope of the present invention.

In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform ist ein Verfahren zum automatischen Vorhersagen einer Verteilung des DAS und ähnlicher Materialeigenschaften innerhalb einer Gusskomponente offenbart. Das Verfahren umfasst, dass ein zu analysierendes Gussmaterial ausgewählt wird, ein Bildanalysegerät verwendet wird, um automatisch DCS-Informationen zu bestimmen, welche dem ausgewählten Material entsprechen, und dann die DCS-Informationen durch zumindest eine von (a) einer empirischen Beziehung oder (b) einer theoretischen Beziehung zwischen den DCS- und den DAS-Informationen in DAS-Informationen umgewandelt werden.In accordance with another embodiment, a method for automatically predicting a distribution of the DAS and similar material properties within a cast component is disclosed. The method includes selecting a cast material to be analyzed, using an image analyzer to automatically determine DCS information corresponding to the selected material, and then present the DCS information by at least one of (a) an empirical relationship or (b ) of a theoretical relationship between the DCS and DAS information is converted into DAS information.

In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fertigungsartikel offenbart. Der Artikel umfasst ein computerverwendbares Medium mit einem darin enthaltenen computerlesbaren Programmcode zum Quantifizieren von DAS-Eigenschaften eines Gussmaterials, sodass er in einem Universalcomputer oder einem speziell adaptierten Computer wie oben erläutert verwendet werden kann. Solch ein computerlesbarer Programmcode umfasst insbesondere einen Abschnitt, um zu bewirken, dass der Computer Daten, welche digitalen Informationen entsprechen, die von einer Probe des Gussmaterials genommen wurden, annimmt oder liest, wie auch einen Abschnitt, um zu bewirken, dass der Computer die Informationen zu DCS-Informationen verarbeitet, zusätzlich zu einem Abschnitt, um die DCS auf der Basis entweder einer theoretischen Beziehung zwischen diesen zwei Formen von Informationen oder einer empirischen Beziehung in DAS umzuwandeln. Überdies umfasst das Programm, welches in dem computerlesbaren Medium enthalten ist, einen Abschnitt zum Ausgeben der DAS-Informationen. Solch eine Ausgabe kann in einer maschinenlesbaren oder für Menschen lesbaren Form vorhanden sein. Auf diese Weise wird die in dem computerverwendbaren Medium enthaltene Bestimmung von DAS in einer automatisierten Weise ausgeführt, um dadurch die Notwendigkeit zu vermeiden, solche Informationen manuell zu erfassen, wie oben erläutert. In einer spezielleren Form kann die Verwendung eines Bildanalysegeräts (oder einer ähnlichen Einrichtung) zum automatischen Bestimmen von Dendritzellengrößeninformationen, welche dem ausgewählten Gussmaterial entsprechen, durch Verwendung entweder der DCSli, DCSed, oder der algorithmischen Kombination aus eutektischem Volumenanteil und Dendrit-Aspektverhältnis, wie oben erläutert, erfolgen. Ferner kann eine zu analysierende Stelle unter Verwendung einer metallographischen Standardtechnik (wie z. B. der dem oben erwähnten ASTM E3 entsprechenden) bestimmt werden. In einer speziellen Form liegen die digitalen Informationen, die gelesen oder anders angenommen werden, in der Form von digitalen Bildern wie z. B. jener vor, die durch das Bildanalysegerät, mit dem Bildanalysegerät zusammenwirkende Einrichtungen oder andere, Fachleuten bekannte Verfahren, abtastbar sind. In einer anderen speziellen Form kann das Gussmaterial eine Aluminiumlegierung im Allgemeinen und eine hypoeutektische Aluminiumlegierung im Speziellen sein.In accordance with another aspect of the present invention, an article of manufacture is disclosed. The article includes a computer-usable medium having computer-readable program code embodied therein for quantifying DAS properties of a casting material so that it may be used in a general-purpose computer or a specially adapted computer as discussed above. Specifically, such computer readable program code includes a section for causing the computer to accept or read data corresponding to digital information taken from a sample of the molding material, as well as a section to cause the computer to display the information to DCS information, in addition to a section to convert the DCS to DAS based on either a theoretical relationship between these two forms of information or an empirical relationship. Moreover, the program included in the computer-readable medium includes a section for outputting the DAS information. Such an output may be in machine-readable or human-readable form. In this way, the determination of DAS contained in the computer-usable medium is carried out in an automated manner, thereby avoiding the need to manually capture such information, as explained above. In a more specific form, the use of an image analyzer (or similar device) to automatically determine dendrite cell size information corresponding to the selected casting material may be achieved by using either the DCS li , DCS ed , or the algorithmic combination of eutectic volume fraction and dendrite aspect ratio, such as explained above. Further, a site to be analyzed may be prepared using a standard metallographic technique (such as that described above ASTM E3 corresponding). In a particular form, the digital information that is read or otherwise assumed is in the form of digital images, such as digital images. For example, those may be scanned by the image analyzer, devices interacting with the image analyzer, or other methods known to those skilled in the art. In another specific form, the casting material may be an aluminum alloy in general and a hypoeutectic aluminum alloy in particular.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die nachfolgende detaillierte Beschreibung spezifischer Ausführungsformen ist am besten beim Lesen in Verbindung mit den nachfolgenden Zeichnungen verständlich, in denen gleiche Strukturen mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind und in denen:The following detailed description of specific embodiments is best understood when read in conjunction with the following drawings in which like structures are designated by like reference numerals and in which:

1 ein Graph ist, der die offenbarten DAS- und DCS-Beziehungen empirisch und theoretisch (mit variierenden prozentualen Anteilen des Volumenanteils der eutektischen Phase in einer lokalen Mikrostruktur) zusammen mit den gemessenen DAS- und DCS-Werten für zwei verschiedene Aluminiumgusslegierungen 319 und A356 zeigt; 1 Figure 4 is a graph showing the disclosed DAS and DCS relationships empirically and theoretically (with varying percentages of the eutectic phase volume fraction in a local microstructure) along with the measured DAS and DCS values for two different cast aluminum alloys 319 and A356;

2A bis 2E zeigen, wie eine empirische und eine theoretische Beziehung zwischen DCS und DAS über – unter anderem – einen prozentualen eutektischen Volumenanteil auf der Basis eines Bildes einer interessierenden Mikrostrukturstelle hergestellt werden kann; 2A to 2E show how an empirical and a theoretical relationship between DCS and DAS can be made over, inter alia, a percent eutectic volume fraction based on an image of a microstructure site of interest;

3A eine Photomikrographie einer Aluminiumgusslegierung zeigt, wobei das Linienschnittverfahren verwendet wird, um die Größe der dendritischen Struktur wie z. B. DCSli und DAS nach dem Stand der Technik zu messen; 3A shows a photomicrograph of an aluminum casting alloy, wherein the line-cut method is used to determine the size of the dendritic structure such. B. DCS li and DAS according to the prior art to measure;

3B eine Darstellung der Photomikrographie von 3A mit näheren Details einer speziellen Zellenstruktur unter Verwendung einer bekannten halbautomatischen Technik zeigt, wobei die Länge durch die Anzahl von Dendriten geteilt ist; 3B a representation of the photomicrograph of 3A showing in greater detail a particular cell structure using a known semi-automatic technique, the length being divided by the number of dendrites;

3C die spezielle Dendritzellenstruktur von 3B zeigt, die einer Aspektverhältnisanalyse unterzogen wird; 3C the special dendrite cell structure of 3B which is subjected to an aspect ratio analysis;

4 die Beziehung zwischen DAS und DCS für die Aluminiumlegierungen A356 und 319 unter Verwendung einer Beziehung auf empirischer Basis zeigt; 4 shows the relationship between DAS and DCS for aluminum alloys A356 and 319 using an empirical relationship;

5 und 5A Flussdiagramme zeigen, welche die verschiedenen Schritte zum Bestimmen von DAS gemäß der vorliegenden Erfindung abbildet; 5 and 5A Flowcharts depicting the various steps for determining DAS according to the present invention;

6A und 6B exemplarische Methoden zeigen, um eine DAS-Messung zu erreichen; und 6A and 6B show exemplary methods to achieve a DAS measurement; and

7 ein Bildanalysesystem zeigt, das verwendet werden kann, um einen Dendritenarmabstand gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung automatisch zu quantifizieren. 7 Figure 4 shows an image analysis system that may be used to automatically quantify a dendrite arm spacing according to one aspect of the present invention.

Die in den Zeichnungen dargelegten Ausführungsformen sind rein illustrativ und sollen die durch die Ansprüche definierten Ausführungsformen nicht einschränken. Zudem werden einzelne Aspekte der Zeichnungen und der Ausführungsformen in Verbindung mit der nachfolgenden detaillierten Beschreibung offensichtlicher und besser verständlich.The embodiments set forth in the drawings are purely illustrative and not intended to limit the embodiments defined by the claims. In addition, individual aspects of the drawings and the embodiments will become more apparent and better understood in connection with the following detailed description.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Als Erstes Bezug nehmend auf die 1 und 7, wie oben erwähnt, wird einer von zwei Ansätzen verwendet, um einen gemessenen oder erfassten DCS-Wert in DAS umzuwandeln. Wie oben erläutert, kann eine automatisierte Methode zum Vorhersagen einer DAS-Verteilung innerhalb einer Gusskomponente umfassen, dass eine Mikroprobe von der interessierenden Gussteilstelle genommen wird und sie durch ein computerbasiertes Bildanalysegerät analysiert wird. Speziell Bezug nehmend auf 7 umfasst ein Bildanalysegerätsystem (hierin auch als Bildanalysesystem, Bildanalysegerät oder dergleichen bezeichnet) 300 einen Computer 310 oder eine ähnliche Datenverarbeitungseinrichtung, der bzw. die eine Verarbeitungseinheit 310A (die in der Form eines oder mehrerer Mikroprozessoren vorhanden sein kann), einen oder mehrere Mechanismen für die Informationseingabe 310B (einschließlich einer Tastatur, einer Maus oder einer anderen Vorrichtung wie z. B. eines Stimmerkennungsempfängers (nicht gezeigt)), wie auch einen oder mehrere Lader 310C (die in der Form eines magnetischen oder optischen Speichers oder einer ähnlichen Speicherung in der Form von CDs, DVDs, eines USB-Ports oder dergleichen vorhanden sein können), einen oder mehrere Anzeigeschirme oder eine ähnliche Informationsausgabe 310D, einen Speicher 310E und ein computerlesbares Programmcodemittel (nicht gezeigt) zur Verarbeitung zumindest eines Teils der empfangenen Informationen bezüglich der Aluminiumlegierung umfasst. Wie Fachleute einsehen werden, kann der Speicher 310E in der Form eines Arbeitsspeichers (RAM, auch Großspeicher genannt, der zur temporären Speicherung von Daten verwendet werden kann) und ein Anweisungen speichernder Speicher in der Form eines Nur-Lese-Speichers (ROM) vorhanden sein. Zusätzlich zu anderen Formen der Eingabe, die nicht gezeigt sind (wie z. B. eine Internet- oder eine ähnliche Verbindung zu einer externen Datenquelle), können die Lader 310C als eine Möglichkeit dienen, um Daten oder Programmanweisungen von einem computerverwendbaren Medium (wie z. B. Flash-Driver oder den zuvor erwähnten CDs, DVDs oder ähnlichen Medien) in ein anderes (z. B. den Speicher 310E) zu laden. Wie Fachleute einsehen werden, kann der Computer 300 als eine eigenständige (d. h. selbstständige) Einheit vorhanden sein oder er kann der Teil eines größeren Netzwerkes wie z. B. jener sein, die beim Cloudcomputing anzutreffen sind, bei dem sich verschiedene Rechner-, Software-, Datenzugriffs- und -speichervorrichtungen an ganz verschiedenen physischen Orten befinden können. Solch eine Trennung der Rechnerquellen hindert solch ein System nicht daran, als ein Computer kategorisiert zu werden.First of all, referring to the 1 and 7 As mentioned above, one of two approaches is used to convert a measured or detected DCS value to DAS. As discussed above, an automated method of predicting DAS distribution within a casting component may include taking a microsample from the casting station of interest and analyzing it by a computer-based image analysis device. With special reference to 7 includes an image analyzer system (also referred to herein as an image analysis system, image analyzer or the like) 300 a computer 310 or a similar data processing device, the or a processing unit 310A (which may be in the form of one or more microprocessors), one or more information input mechanisms 310B (including a keyboard, mouse, or other device such as a voice recognition receiver (not shown)) as well as one or more loaders 310C (which may be in the form of a magnetic or optical memory or similar storage in the form of CDs, DVDs, a USB port or the like), one or more display screens or similar information output 310D , a store 310E and computer readable program code means (not shown) for processing at least a portion of the received information regarding the aluminum alloy. As professionals will see, the memory can 310E in the form of a random access memory (RAM, also called large memory which can be used for temporary storage of data) and a memory storing instructions in the form of a read only memory (ROM). In addition to other forms of input that are not shown (such as an Internet or similar connection to an external data source), the loaders may 310C serve as a way to transfer data or program instructions from one computer-usable medium (such as a flash driver or the aforementioned CDs, DVDs or similar media) to another (eg, the memory 310E ) to load. As professionals will see, the computer can 300 as a separate (ie self-contained) entity, or it can be the part of a larger network, such as Those that are found in cloud computing where various computing, software, data access and storage devices may reside in very different physical locations. Such a separation of computer sources does not prevent such a system from being categorized as a computer.

In einer speziellen Form kann der computerlesbare Programmcode in einen ROM geladen werden, der Teil des Speichers 310E ist. Solch ein computerlesbarer Programmcode kann auch als Teil eines Fertigungsartikels ausgebildet sein, sodass sich die in dem Code enthaltenen Anweisungen auf einer magnetisch lesbaren oder optisch lesbaren Platte oder einem anderen ähnlichen nichttransitorischen, maschinenlesbaren Medium wie z. B. einer Flash-Memory-Vorrichtung, CDs, DVDs, EEPROMs, Floppy Disks oder einem anderen derartigen Medium befinden, welches in der Lage ist, maschinenausführbare Anweisungen und Datenstrukturen zu speichern. Auf solch ein Medium kann von dem Computer 310 oder einer anderen elektronischen Vorrichtung mit der Verarbeitungseinheit 310A zugegriffen werden, die verwendet wird, um Anweisungen von dem computerlesbaren Programmcode zu interpretieren. Wie Fachleute auf dem Gebiet der Computer einsehen werden, kann ein Computer 310, der einen Teil eines Bildanalysesystems 300 bildet, außerdem zusätzliche Chipsätze wie auch einen Bus und eine ähnliche Verdrahtung zum Weiterleiten von Daten und diesbezüglichen Informationen zwischen der Verarbeitungseinheit 310A und anderen Vorrichtungen (wie den zuvor erwähnten Eingabe-, Ausgabe- und Speichervorrichtungen) umfassen. Wenn das Programmcodemittel in den ROM geladen ist, wird der Computer 310 des Systems 300 eine Maschine für einen speziellen Zweck, welche ausgestaltet ist, um eine optimale Gusskomponente in einer hierin beschriebenen Art und Weise zu bestimmen. In einem anderen Aspekt kann das System 300 nur der Anweisungscode (einschließlich des der verschiedenen Programmmodule (nicht gezeigt)) sein, während das System 300 in einem noch anderen Aspekt sowohl den Anweisungscode als auch ein computerlesbares Medium, wie oben erwähnt, umfassen kann.In a special form, the computer-readable program code can be loaded into a ROM, which is part of the memory 310E is. Such computer readable program code may also be embodied as part of an article of manufacture such that the instructions contained in the code reside on a magnetically readable or optically readable disc or other similar nontranslational machine readable medium, such as the like. A flash memory device, CDs, DVDs, EEPROMs, floppy disks or other such medium capable of storing machine-executable instructions and data structures. On such a medium can from the computer 310 or other electronic device with the processing unit 310A which is used to interpret instructions from the computer readable program code. As professionals in the field of computer viewing can use a computer 310 which is part of an image analysis system 300 It also forms additional chipsets as well as a bus and similar wiring to pass data and related information between the processing unit 310A and other devices (such as the aforementioned input, output and memory devices). When the program code means is loaded in the ROM, the computer becomes 310 of the system 300 a special purpose machine configured to determine an optimal casting component in a manner described herein. In another aspect, the system can 300 only the instruction code (including that of the various program modules (not shown)) while the system 300 in yet another aspect, may include both the instruction code and a computer-readable medium as mentioned above.

Fachleute werden auch einsehen, dass es außer dem Ansatz einer manuellen Eingabe, welcher in der Eingabe 310B abgebildet ist (insbesondere in Fällen, in denen große Datenmengen eingegeben werden), andere Möglichkeiten gibt, um Daten und ähnliche Informationen zu empfangen, und dass jedes herkömmliche Mittel zum Bereitstellen solcher Daten, um es der Verarbeitungseinheit 310A zu ermöglichen, auf diese einzuwirken, innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung liegt. Die Eingabe 310B als solche kann auch in der Form einer Leitung mit hohem Datendurchsatz (einschließlich der oben erwähnten Internetverbindung) vorhanden sein, um große Mengen von Code-, Eingangsdaten oder anderen Informationen in den Speicher 310E anzunehmen. Die Informationsausgabe 310D ist ausgestaltet, um Informationen bezüglich des gewünschten Gießansatzes an einen Benutzer (wenn die Informationsausgabe 310D z. B. in der Form eines Bildschirms vorhanden ist, wie gezeigt) oder an ein anderes Programm oder Modell weiterzuleiten. Fachleute werden gleichermaßen einsehen, dass die der Eingabe 310B und der Ausgabe 310D zugeordneten Merkmale zu einer einzigen funktionellen Einheit wie z. B. einer graphischen Benutzeroberfläche (GUI) kombiniert werden können.Professionals will also realize that it is beyond the approach of manual input, which in the input 310B (especially in cases where large amounts of data are entered), other ways to receive data and similar information, and any conventional means of providing such data to the processing unit 310A permitting them to act on them is within the scope of the present invention. The input 310B as such, even in the form of a high data rate line (including the Internet connection mentioned above) may be present to store large amounts of code, input data or other information into the memory 310E to accept. The information release 310D is configured to provide information regarding the desired pouring approach to a user (if the informational output 310D z. In the form of a screen as shown) or to another program or model. Professionals will equally see that the input 310B and the issue 310D assigned characteristics to a single functional unit, such as B. a graphical user interface (GUI) can be combined.

Das Bildanalysesystem 300 wird verwendet, um Informationen aus Bildern 322, insbesondere mithilfe von metallographischen Techniken, zu entnehmen, um die Struktur mit den physikalischen Eigenschaften des interessierenden Materials in Beziehung zu setzen. Diese Eigenschaften würden die Zugfestigkeit, die Fließgrenze, die Dehnung und die Härte umfassen (sind aber nicht darauf beschränkt). Beginnend mit einer zubereiteten metallographischen Probe wird ein Mikroskop ähnlich einem gestürzten Mikroskop 320 (aber nicht darauf beschränkt) verwendet, um ein Bild 322 zu machen, das von der Kamera 330 aufgenommen wird. Typischerweise werden viele Bilder 322 durch die Verwendung eines Verfahrtisches 340, oft motorisiert, und eines Verfahrtischmusters 350 aufgenommen. Dann wird an diesen digitalisierten Bildern 322 in einer computerbasierten Routine oder einem Algorithmus 360 eine Grau-Schwellwertoperation ausgeführt, um die Bildanalysesoftware zu bilden, die in dem Speicher 310E oder einem anderen geeigneten computerlesbaren Medium gespeichert werden kann. Dann misst die Routine 360 die Schwellenpixel des Bildes 322. Danach werden diese Daten analysiert, um das Endergebnis zu produzieren. Ein Verfahrtisch-Steuergerät 370 (das eine joystickartige Steuerung verwendet) wird verwendet, um die Mikroprobe von einem Feld zu einem anderen Feld in dem Mikroskop 320 zu bewegen, wobei die dreidimensionalen (kartesischen) x-, y- und z-(Brennpunkt)-Verfahrtisch-Bewegungen durch das Verfahrtisch-Steuergerät 370 gesteuert werden. Dies ermöglicht eine Bewegung über ein Verfahrtischmuster hinweg, um die Analyse vieler Sichtfelder über der Probe zu gestatten. Dieses automatisierte Verfahrtischmuster – welches Autofokusmerkmale umfasst – gestattet die Aufnahme großer Datenmengen in einer kurzen Zeitspanne. Der Joystick des Verfahrtisch-Steuergeräts 370 ermöglicht eine Bewegung des Verfahrtisches, während die Probe durch das Okular des Mikroskops 320 beobachtet wird, um die Auswahl spezieller Bereiche zu erleichtern, auf denen die Analyse durchgeführt wird.The image analysis system 300 is used to get information from pictures 322 in particular using metallographic techniques, to relate the structure to the physical properties of the material of interest. These properties would include, but are not limited to, tensile strength, yield strength, elongation, and hardness. Starting with a prepared metallographic sample, a microscope becomes similar to a collapsed microscope 320 (but not limited to) uses a picture 322 to do that from the camera 330 is recorded. Typically, many pictures 322 through the use of a travel table 340 , often motorized, and a driving pattern 350 added. Then, on these digitized images 322 in a computer-based routine or algorithm 360 a gray threshold operation is performed to form the image analysis software stored in the memory 310E or any other suitable computer-readable medium. Then the routine measures 360 the threshold pixels of the image 322 , Thereafter, these data are analyzed to produce the final result. A travel table control unit 370 (using a joystick-like control) is used to move the microsample from one field to another field in the microscope 320 with the three-dimensional (Cartesian) x, y and z (focus) travel table movements through the travel stage controller 370 to be controlled. This allows movement across a travel table pattern to allow the analysis of many fields of view over the sample. This automated driving pattern - which includes autofocus features - allows you to capture large amounts of data in a short amount of time. The joystick of the travel table control unit 370 allows movement of the traversing table while passing the specimen through the eyepiece of the microscope 320 is observed in order to facilitate the selection of specific areas on which the analysis is performed.

Mit spezieller Bezugnahme auf 1 wird in einem ersten Ansatz eine empirische Formel verwendet, die aus den Versuchsdaten für verschiedene Materialien entwickelt wurde: DAS = a·DCS + b (1) wobei a und b Materialkonstanten sind, während in einem zweiten Ansatz eine physikalisch basierte (d. h. theoretische) Gleichung verwendet wird: DAS = (1 – Veu)·DCS (2) wobei Veu der tatsächliche Volumenanteil eutektischer Phasen in einer lokalen Mikrostruktur ist. In dem vorliegenden Kontext wird, da es schwierig und unpraktisch ist, den tatsächlichen Volumenanteil Veu zu messen, ein gemessener Flächenanteil (der mithilfe des Bildanalysegeräts problemlos ermittelt werden kann) als ein Äquivalent verwendet. Fest steht, dass eine geringe Differenz zwischen den beiden besteht, da der gemessene Flächenanteil eine zweidimensionale Darstellung der eutektischen Phase ist, wogegen der Volumenanteil Veu eine dreidimensionale Darstellung ist. Dennoch stellt der gemessene Flächenanteil eine hinreichende Genauigkeit bereit (wobei aus statistischer Sicht, wenn alle Teilchen der eutektischen Phase kugelförmig sind, der gemessene Flächenanteil dem Volumenanteil entspricht).With special reference to 1 In a first approach, an empirical formula is used, which was developed from the experimental data for different materials: DAS = a · DCS + b (1) where a and b are material constants while in a second approach a physically based (ie theoretical) equation is used: DAS = (1 - V eu ) · DCS (2) where V eu is the actual volume fraction of eutectic phases in a local microstructure. In the present context, since it is difficult and impractical to measure the actual volume fraction V eu , a measured area fraction (which can be readily determined using the image analyzer) is used as an equivalent. It is clear that there is a small difference between the two, since the measured area fraction is a two-dimensional representation of the eutectic phase, whereas the volume fraction V eu is a three-dimensional representation. Nevertheless, the measured area fraction provides sufficient accuracy (from a statistical point of view, if all particles of the eutectic phase are spherical, the measured area fraction corresponds to the volume fraction).

Dieser zweite Ansatz würde robuste und automatische Messungen von DAS in dendritischen Mikrostrukturen von Metallgussteilen nicht nur zur Produktqualitätskontrolle, sondern auch zur Produktleistungs- und -haltbarkeitsanalyse bereitstellen. In dem empirischen oder dem physikalisch basierten (d. h. theoretischen) Ansatz der obigen Gl. (1) und (2) kann der DAS in einer dendritischen Struktur von Aluminiumgusslegierungen wie z. B. A356 und 319 automatisch aus der Messung eines oder beider von DCS und dem eutektischen Volumenanteil Veu bestimmt werden. Gleichermaßen ist in Gl. (2) Veu = k·feu, wobei feu der theoretische Volumenanteil der eutektischen Phase der Legierung (unter Gleichgewichtsbedingungen) ist und k (> 1) ein Koeffizient zur Berücksichtigung der Volumenanteilzunahme eutektischer Phasen mit zunehmender Erstarrungs(Abkühl)-Geschwindigkeit (d. h. mit abnehmendem DAS) ist.This second approach would provide robust and automated DAS measurements in dendritic microstructures of metal castings not only for product quality control but also for product performance and durability analysis. In the empirical or physically based (ie theoretical) approach of the above Eq. (1) and (2), DAS can be used in a dendritic structure of cast aluminum alloys, such as aluminum alloys. For example, A356 and 319 are determined automatically from the measurement of one or both of DCS and the eutectic volume fraction V eu . Similarly, in Eq. (2) V eu = k · f eu , where f eu is the theoretical volume fraction of the eutectic phase of the alloy (under equilibrium conditions) and k (> 1) is a coefficient for taking into account the increase in volume fraction of eutectic phases with increasing solidification (cooling) velocity ( ie with decreasing DAS).

Die hierin erläuterte Erfindung ist besonders gut für hypoeutektische Metalle (d. h. jene mit einer dendritischen Struktur) geeignet. Die vorliegende Erfindung hilft maßgeblich dabei, eine mühsame, zeitaufwändige manuelle Messung von DAS zu eliminieren, als auch bedienerabhängige Fehler zu reduzieren, wobei andernfalls eine relativ große Standardabweichung (typischerweise in der Größenordnung von ±20%) vorhanden sein kann. Dies sorgt wiederum für genauere und zuverlässigere DAS-Daten und spart auch Labortechnikerzeit und -kosten. In einer speziellen Form wird eine Mikroprobe genommen, die dann automatisch in einem Bildanalysegerät 300 unter Verwendung von DCSli, DCSed oder der algorithmischen Kombination aus dem eutektischen Volumenanteil und dem Dendrit-Aspektverhältnis, wie unten stehend in Gl. (5) gezeigt, im Hinblick auf DCS analysiert wird. Der gemessene DCS-Wert wird dann in Übereinstimmung mit entweder dem empirischen oder dem physikalisch basierten (d. h. theoretischen) Ansatz, die oben erläutert sind, in DAS umgewandelt. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung würde bedeutsamerweise robuste und automatische Messungen von DAS in dendritischen Mikrostrukturen von Metallgussteilen bereitstellen, die nicht nur zur Produktqualitätskontrolle, sondern auch zur Produktleistungs- und -haltbarkeitsanalyse verwendet werden können.The invention discussed herein is particularly well suited for hypoeutectic metals (ie, those having a dendritic structure). The present invention significantly aids in eliminating tedious, time-consuming manual measurement of DAS, as well as reducing operator-dependent errors, otherwise a relatively large standard deviation (typically on the order of ± 20%) may be present. This, in turn, provides more accurate and reliable DAS data, and also saves lab technician time and costs. In a special form, a microprobe is taken, which then automatically in an image analyzer 300 using DCS li , DCS ed or the algorithmic combination of the eutectic Volume fraction and dendrite aspect ratio as shown below in Eq. (5), analyzed for DCS. The measured DCS value is then converted to DAS in accordance with either the empirical or the physical based (ie theoretical) approach discussed above. Significantly, the method of the present invention would provide robust and automated measurements of DAS in dendritic microstructures of metal castings that can be used not only for product quality control but also for product performance and durability analysis.

Als Nächstes Bezug nehmend auf die 2A bis 2D zusammen mit 5 sind Schritte in Verbindung mit dem automatischen Bestimmen von DAS unter Verwendung des DCSli (zusammen mit den dendritischen Zellenaspektverhältnissen) gezeigt. Zuerst Bezug nehmend auf 2A ist ein Bild der Mikrostruktur 10 im fotografierten Zustand gezeigt, welches eine zu analysierende Region zeigt. Die Mikrostruktur 10 besteht aus primären Aluminiumdendriten 20 (weiß) und eutektischen Si- und Fe-reichen Teilchen 30 (schwarz) und eutektischem Aluminium 40 (dieses bildet keine Dendriten, besetzt aber stattdessen Stellen neben den eutektischen Teilchen 30). Als Nächstes Bezug nehmend auf 2B werden fünf konzentrische Kreise 50 mit bekannter Länge (in exemplarischer Form als 500 Mikrometer gezeigt) als ein Gitter (oder Gittermuster) in einem Bildanalysegerätsystem 300 (in 7 gezeigt) verwendet, um die DCS der in 2A gezeigten dendritischen Mikrostruktur 10 abzuschätzen. Der Wert von DCS wird mithilfe von DCS = L/n (3) abgeschätzt, wobei L die Gesamtlänge (der Umfang) der fünf Kreise ist und n die Gesamtzahl der Schnittpunkte der fünf kreisförmigen Linien ist, welche an Zellengrenzen schneiden. Es wird einzusehen sein, dass andere Gittermuster, andere als konzentrische Kreise, verwendet werden können, solange sie eine einfache Bestimmung von DCS in der oben erwähnten linearen Weise vorsehen. Als Nächstes Bezug nehmend auf 2C sind die konzentrischen Kreise 50 von 2B über die Mikrostruktur 10 von 2A gelegt, während das Bildanalysegerät 300 DCS und den prozentualen Volumenanteil der eutektischen Regionen 30 und 40 misst. 2C zeigt außerdem die Prozedur der automatischen Messung der DCS in einem Bildanalysegerät 300, wobei das überlappte Bild mit den fünf Kreisen in der bearbeiteten Mikrostruktur 10 in dem Bildanalysegerät 300 ein oder mehrere Male gestreckt und dann abgetragen wird, um die eutektischen Regionen 30, 40 vollständig zu füllen, um die Anzahl der Segmente zu bestimmen (Abschneiden). So wird dann das bearbeitete Bild der Mikrostruktur 10, wie in 2C gezeigt, mit dem Bild aus den konzentrischen Kreisen 50 in dem Bildanalysegerät 300 kombiniert, um es diesem zu ermöglichen, zu bestimmen, wie viele Segmente der konzentrischen Kreise 50 durch die eutektischen Regionen 30, 40 unterbrochen oder geschnitten werden. Der Flächenanteil der eutektischen Regionen 30, 40 in einer erfassten interessierenden Stelle des anfänglichen Bildes von 2A als solcher wird durch Umwandlung des erfassten Bildes in ein eutektisches Bildäquivalent gemessen, wobei das Verhältnis der dunklen Regionen in Bezug auf die helleren Regionen ein Maß für die Flächenprozente des Eutektikums ergibt. Es ist ersichtlich, dass die dunkle Region von 2C einer Verschmelzung der eutektischen Teilchen 30 und des eutektischen Aluminiums 40 entspricht.Referring next to the 2A to 2D along with 5 steps in connection with the automatic determination of DAS using the DCS li are shown (together with the dendritic cells aspect ratios). First, referring to 2A is a picture of the microstructure 10 shown in the photographed state showing a region to be analyzed. The microstructure 10 consists of primary aluminum dendrites 20 (white) and eutectic Si and Fe rich particles 30 (black) and eutectic aluminum 40 (this does not form dendrites, but instead occupies sites next to the eutectic particles 30 ). Referring next to 2 B become five concentric circles 50 of known length (shown in exemplary form as 500 microns) as a grid (or grid pattern) in an image analyzer system 300 (in 7 shown) used the DCS of the in 2A shown dendritic microstructure 10 estimate. The value of DCS is calculated using DCS = L / n (3) where L is the total length (circumference) of the five circles and n is the total number of intersections of the five circular lines that intersect at cell boundaries. It will be appreciated that other grating patterns, other than concentric circles, may be used as long as they provide for a simple determination of DCS in the above-mentioned linear fashion. Referring next to 2C are the concentric circles 50 from 2 B about the microstructure 10 from 2A placed while the image analyzer 300 DCS and the percentage volume fraction of the eutectic regions 30 and 40 measures. 2C also shows the procedure of automatic measurement of DCS in an image analyzer 300 , where the overlapped image with the five circles in the edited microstructure 10 in the image analyzer 300 stretched one or more times and then removed to the eutectic regions 30 . 40 fill completely to determine the number of segments (truncation). So then becomes the edited image of the microstructure 10 , as in 2C shown with the image from the concentric circles 50 in the image analyzer 300 combined to allow this to determine how many segments of the concentric circles 50 through the eutectic regions 30 . 40 be interrupted or cut. The area fraction of the eutectic regions 30 . 40 in a captured point of interest of the initial image of 2A as such, it is measured by converting the captured image to a eutectic image equivalent, where the ratio of the dark regions relative to the brighter regions gives a measure of the area percent of the eutectic. It can be seen that the dark region of 2C a fusion of the eutectic particles 30 and eutectic aluminum 40 equivalent.

Als Nächstes Bezug nehmend auf 2D wird ein Graph, der den mithilfe der in Gl. (2) dargelegten theoretischen Beziehung automatisch berechneten DAS zeigt, mit einer erfassten oder manuell gemessenen DAS verglichen. Jeder Datenpunkt in 2D steht sowohl für den manuell gemessenen DAS-Wert von der horizontalen Achse wie auch den berechneten DAS-Wert von der vertikalen Achse. Die Volllinie zeigt an, dass der berechnete DAS-Wert exakt der gleiche ist wie der manuell gemessene DAS. Die zwei Strichlinien sind der durchschnittliche manuell gemessene DAS innerhalb einer Standardabweichung des manuell gemessenen DAS-Werts, und alle diese Datenpunkte liegen innerhalb dieser Grenze. Noch bessere Ergebnisse wurden durch die detailliertere Analyse von Gl. (5) realisiert, die nachfolgend in näherem Detail erläutert wird.Referring next to 2D becomes a graph that uses the equation given in Eq. (2) theoretical relationship automatically calculated DAS shows compared with a recorded or manually measured DAS. Each data point in 2D stands for both the manually measured DAS value from the horizontal axis and the calculated DAS value from the vertical axis. The solid line indicates that the calculated DAS value is exactly the same as the manually measured DAS. The two dashed lines are the average manually measured DAS within a standard deviation of the manually measured DAS value, and all of these data points are within this limit. Even better results were obtained by the more detailed analysis of Eq. (5), which will be explained in more detail below.

Als Nächstes Bezug nehmend auf 4 ist die Beziehung zwischen DAS und DCS gezeigt, wobei eine gute lineare Korrelation zwischen den experimentellen Daten offensichtlich ist. Während 1 die theoretische Beziehung zwischen DCS und DAS mit verschiedenen Eutektikumvolumina (man beachte z. B. den Beginn bei 0,0) zeigt, zeigt 4 (die eine Teilmenge von 1 bildet, da die Strichlinie in 1 die gleiche ist wie die Linie in 4) die Geradengleichung zeigt. Nachdem DCS automatisch bestimmt wurde (wie oben erwähnt), kann der DAS danach mithilfe von Gl. (1) empirisch abgeschätzt werden. Für die analysierten Versuchsdaten liegt der Gesamtfehler bei der Abschätzung von DAS aus dem DCS-Wert innerhalb von 5%, was statistisch signifikant ist. Für A356 und 319 (die jeweils 6 bis 7% Si enthalten) lautet die empirische Gleichung: DAS = 0,6334 × DCS – 8,4459 (DCS > 15 μm) (4) wobei R2 ein Maß für die Anpassungsgüte einer linearen Regression ist; in der Version, die in den 1 und 4 abgebildet ist, beträgt R2 – das ein dimensionsloser Bruch zwischen 0,0 und 1,0 ist – 0,9516. Als Referenz bedeutet ein R2-Wert von 0,0, dass die Kenntnis eines Werts entlang der Abszisse (d. h. der x-Achse) nicht dabei hilft, den entsprechenden Wert auf der Ordinate (d. h. der y-Achse) vorherzusagen. Unter solchen Umständen besteht keine lineare Beziehung zwischen den X- und Y-Werten und die Ausgleichsgerade ist eine horizontale Linie, die in jeder beliebigen Richtung durch den Mittelwert aller Y-Werte orientiert sein kann. Wenn hingegen R2 gleich 1,0 ist, liegen alle Punkte exakt auf einer geraden Linie ohne Streuung, sodass die Kenntnis des X-Werts zu einer exakten Vorhersage des Y-Werts führt.Referring next to 4 the relationship between DAS and DCS is shown, and a good linear correlation between the experimental data is evident. While 1 shows the theoretical relationship between DCS and DAS with different eutectic volumes (note, for example, the onset at 0.0) 4 (which is a subset of 1 forms, since the dotted line in 1 the same as the line in 4 ) shows the straight line equation. After DCS has been determined automatically (as mentioned above), the DAS can then use Eq. (1) empirically estimated. For the analyzed experimental data, the total error in estimating DAS from the DCS value is within 5%, which is statistically significant. For A356 and 319 (each containing 6 to 7% Si), the empirical equation is: DAS = 0.6334 × DCS - 8.4459 (DCS> 15 μm) (4) where R 2 is a measure of the goodness of fit of a linear regression; in the version that in the 1 and 4 R 2 - which is a dimensionless fraction between 0.0 and 1.0 - is 0.9516. By reference, an R 2 value of 0.0 means that knowing a value along the abscissa (ie, the x-axis) does not help predict the corresponding value on the ordinate (ie, the y-axis). Under such circumstances, there is no linear relationship between the X and Y values, and the balance line is a horizontal line that can be oriented in any direction through the average of all Y values. If, on the other hand, R 2 is equal to 1.0, then all the points lie exactly on a straight line without scattering, so that knowledge of the X value leads to an exact prediction of the Y value.

Wie oben erwähnt, steht in einer Form die Differenz zwischen DAS und DCS in Beziehung zu dem Volumenanteil Veu eutektischer Phasen. Das Linienschnittverfahren wurde entwickelt, indem gemessene Daten mit einer Ausgleichsgeradengleichung korreliert wurden. Bei dem oben erwähnten Linienschnittverfahren (DCSli) ist die DCS gleich dem Wert der Gesamtlänge der Linien (z. B. dem Umfang von fünf Kreisen der konzentrischen Kreise 50) dividiert durch die Gesamtzahl von Schnittpunkten an den Zellengrenzen. Somit wird das Linienschnittverfahren verwendet, um zu DCS-Werten zu gelangen, die wiederum verwendet werden, um auf der Basis der obigen Gl. (1) oder (2) in DAS-Werte umgewandelt zu werden. Das Linienschnittverfahren als solches erfasst automatisch DAS, unabhängig davon, ob der empirisch basierte Ansatz oder der physikalisch basierte Ansatz verwendet wird. Es ist zu sehen, dass der in Gl. (3) verwendete DCS-Wert die Breite der Zellengrenzen nicht berücksichtigt, die mit dem Volumenanteil Veu eutektischer Phasen oder Regionen 30, 40 in Beziehung steht. Anders ausgedrückt überschätzt das DCS-Verfahren die Dendritzellengröße, indem es nur den Volumenanteil Veu eutektischer Phasen 30, 40 als Teil der Dendriten 20 behandelt. Der Volumenanteil Veu eutektischer Phasen, die den Regionen 30, 40 entsprechen, kann abhängig von der Legierungszusammensetzung beträchtlich sein. In den Aluminiumlegierungen A356 (7% Si) und 319 (6% Si, 3,5% Cu) beträgt der Volumenanteil Veu eutektischer Phasen etwa 50%. Es wird einzusehen sein, dass es die Schwarz-Weiß-Darstellung der in der Fig. gekennzeichneten Phasen oder Regionen 30 und 40 schwierig macht, diese zu identifizieren und zu unterscheiden, da sie als miteinander verschmolzen erscheinen (da beide schwarz dargestellt sind); dennoch werden Fachleute einsehen, dass andere Darstellungen (z. B. farbige) verwendet werden könnten, um die Abgrenzungsstellen deutlicher zu zeigen.As mentioned above, is in a form, the difference between the DAS and DCS in relation to the volume fraction V eu eutectic phases. The intersection method was developed by correlating measured data with a regression line equation. In the above-mentioned line cutting method (DCS li ), the DCS is equal to the value of the total length of the lines (for example, the circumference of five circles of the concentric circles 50 ) divided by the total number of intersections at the cell boundaries. Thus, the line-cut method is used to arrive at DCS values, which in turn are used to calculate on the basis of the above Eq. (1) or (2) to be converted into DAS values. As such, the line-slice method automatically detects DAS, regardless of whether the empirically-based approach or the physics-based approach is used. It can be seen that the one in Eq. (3) DCS value used does not take into account the width of the cell boundaries, with the volume fraction V eu eutectic phases or regions 30 . 40 in relationship. In other words, the DCS method overestimates the Dendritzellengröße by only the volume fraction V eu eutectic phases 30 . 40 as part of the dendrites 20 treated. The volume fraction V eu eutectic phases, which regions the 30 . 40 may vary considerably depending on the alloy composition. In the aluminum alloys A356 (7% Si) and 319 (6% Si, 3.5% Cu), the volume fraction V eu eutectic phase is about 50%. It will be appreciated that it is the black-and-white representation of the phases or regions indicated in the figure 30 and 40 difficult to identify and distinguish because they appear to be merged together (since both are shown in black); however, it will be appreciated by those skilled in the art that other representations (eg, colored ones) could be used to more clearly show the boundaries.

Wie oben erwähnt, kann der DAS auch mithilfe der physikalisch basierten Gl. (2) bestimmt werden. Für Aluminiumgusslegierungen kann der theoretische Volumenanteil feu eutektischer Phasen aus vorhandenen Phasendiagrammen oder Thermodynamik-Rechnersoftware, wie Fachleuten bekannt, bestimmt werden. Der theoretische Volumenanteil feu eutektischer Phasen beträgt z. B. etwa 49% für A356 (7% Si, 0,4% Mg) bzw. 43% für 319 (6% Si, 1% Fe, 0,5% Mn, 3,5% Cu).As mentioned above, the DAS can also be determined using the physically based eq. (2) be determined. For cast aluminum alloys of the theoretical volume fraction may be determined f eu of eutectic phases from existing phase diagrams or thermodynamics computer software, as known in the art. The theoretical volume fraction f eu eutectic phases is z. B. about 49% for A356 (7% Si, 0.4% Mg) and 43% for 319 (6% Si, 1% Fe, 0.5% Mn, 3.5% Cu).

In Wahrheit läuft die Erstarrung von Aluminiumgussteilen nie unter Gleichgewichtsbedingungen ab. Wegen der begrenzten Diffusion der gelösten Stoffe in erstarrten Aluminiumdendriten mit dem Anstieg der Erstarrungsgeschwindigkeit ist der tatsächliche Volumenanteil Veu eutektischer Phasen üblicherweise größer als der theoretische Wert feu. Für Legierungen mit einem hohen Diffusionsvermögen von Elementen wie Si variiert der Koeffizient k von 1 bis 1,1, während bei Legierungen mit Elementen, die ein geringes Diffusionsvermögen aufweisen, wie Cu, der Koeffizient k von 1 bis 1,2 variiert. Dies ist in guter Übereinstimmung mit den experimentellen Daten, die in den 1 und 4 gezeigt sind.In fact, the solidification of aluminum castings never proceeds under equilibrium conditions. Because of the limited diffusion of the dissolved substances in the solidified aluminum dendrites with the increase of the solidification rate of the actual volume fraction V eu eutectic phases is usually greater than the theoretical value f eu. For alloys with a high diffusibility of elements such as Si, the coefficient k varies from 1 to 1.1, while for alloys with elements having a low diffusivity, such as Cu, the coefficient k varies from 1 to 1.2. This is in good agreement with the experimental data presented in the 1 and 4 are shown.

Als Nächstes Bezug nehmend auf die 3A ist ein Beispiel einer typischen Legierungsmikrostruktur 110 gezeigt, um zu illustrieren, wie das Linienschnittverfahren verwendet wird, um die Größe der dendritischen Struktur wie z. B. DCS und DAS gemäß dem Stand der Technik zu messen. Als Nächstes Bezug nehmend auf die 3B und 3C sind Ansätze gezeigt, die bei der Bestimmung von DAS aus erfassten Bildern wie z. B. dem von 3A verwendet werden. Diese Fig. werden insbesondere in Verbindung mit dem Bildanalysegerät 300, der Bildanalysesoftware und anderen computergestützten Einrichtungen verwendet. Wie oben erwähnt, kann das Bildanalysegerät eine Maschine (und/oder eine Software) sein, um eine moderne Bildbearbeitung, eine Verbesserung und Analyse durchzuführen. In diesem Ansatz wird die Länge L2 durch die Anzahl der Dendriten (in diesem Fall fünf) dividiert, um den DAS zu ergeben. In einer Form ist der DCSed-Parameter als der durchschnittliche flächenäquivalente Durchmesser definiert, während die Cáceres et al.-Referenz mit dem Titel Dendrite cell size , welche in der oben stehenden Tabelle 1 erläutert wurde, einen anderen Parameter, den mittleren flächenäquivalenten Kreisdurchmesser einer Dendritzelle, DCSed, gemessen mit einer halbautomatischen Technik, verwendet hat, um die Dendriten 120 zu definieren. In dem vorliegenden Kontext ist ein halbautomatischer Ansatz einer, bei dem Teile der Analyse den Einsatz manueller Schritte (z. B. in einem oder mehreren der mittleren Schritte) beinhalten. Dies entspricht grob dem Messverfahren von Dendrite cell size von Jaquet und Hotz, welches in Tabelle 1 ebenfalls erwähnt ist. Es ist üblich, das in 3A gezeigte Verfahren zu verwenden, um DAS und DCS manuell zu messen. Speziell Bezug nehmend auf 3B ist ein Ergebnis der Analyse gezeigt, nachdem alle von den eutektischen Regionen 30, 40 der 2A und 2C auf eine Liniendarstellung reduziert wurden. Alle Regionen (durch die Fläche A dargestellt) als solche werden als primäre Dendritzellen betrachtet. Der Kreis C besitzt die gleiche Fläche wie die repräsentative Region A.Referring next to the 3A is an example of a typical alloy microstructure 110 to illustrate how the line-cut method is used to determine the size of the dendritic structure, such as the size of the dendritic structure. DCS and DAS according to the prior art. Referring next to the 3B and 3C approaches are shown that are used in the determination of DAS from captured images such. B. the of 3A be used. These figures are particularly in connection with the image analysis device 300 using image analysis software and other computerized facilities. As mentioned above, the image analyzer may be a machine (and / or software) to perform advanced image manipulation, enhancement, and analysis. In this approach, the length L2 is divided by the number of dendrites (in this case, five) to give the DAS. In one form, the DCS ed parameter is defined as the average area equivalent diameter, while the Cáceres et al. Reference entitled Dendrite cell size , which was explained in Table 1 above, has used another parameter, the mean area-equivalent circle diameter of a dendrite cell, DCS ed , measured by a semi-automatic technique, about the dendrites 120 define. In the present context, a semi-automatic approach is one in which portions of the analysis involve the use of manual steps (eg, in one or more of the middle steps). This roughly corresponds to the measuring method of Dendrite cell size of Jaquet and Hotz, which is also mentioned in Table 1. It is common in the 3A to use the method shown to manually measure DAS and DCS. With special reference to 3B is a Result of the analysis shown after all of the eutectic regions 30 . 40 of the 2A and 2C were reduced to a line representation. As such, all regions (represented by area A) are considered primary dendrite cells. The circle C has the same area as the representative region A.

Speziell Bezug nehmend auf die 2E und 3C in Verbindung mit den 3A und 3B wird der Flächenanteil der eutektischen Regionen in einer erfassten interessierenden Stelle des Bildes von 3A von dem Bildanalysegerät 300 durch Umwandeln des erfassten Bildes in ein eutektisches Bildäquivalent gemessen, wobei das Verhältnis der dunklen Regionen (d. h. der eutektischen Phasen oder Regionen 30, 40) in Bezug auf die helleren Regionen ein Maß für die Flächenprozente des Eutektikums ergibt. Dieses kann wiederum extrapoliert werden, um den tatsächlichen Volumenanteil Veu zu ergeben. Gleichermaßen wird auch das Aspektverhältnis der einzelnen Dendritzellen in der lokalen interessierenden Region in dem Bildanalysegerät 300 gemessen, nachdem die Dendriten verarbeitet wurden, um der in 3B abgebildeten skelettartigen Struktur zu ähneln, wobei das Verfahren zum Beschaffen des Dendritenskeletts von Cáceres und Wang, „Dendrite Cell Size and Ductility of Al-Si-Mg Casting Alloys: Spear and Gardner Revisited”, Int. J. Cast Metals Res., 1996, 9, 157–162 (welches hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist) übernommen wird. Daraus wird das Aspektverhältnis einer speziellen Dendritzelle A durch Messen der Zellengröße entlang einer genau festgelegten Richtung bestimmt; eine Möglichkeit, um dies zu tun, besteht darin, den maximalen Feret(„Schieblehren”)-Durchmesser Fmax durch den minimalen Feret-Durchmesser Fmin des Dendriten zu dividieren. Im Allgemeinen sind die Feret-Durchmesser besonders brauchbar bei der Analyse von mikroskopischen Teilchen, Zellen und ähnlichen Bildern, wo Projektionen eines dreidimensionalen (3D)-Objekts auf eine 2D-Ebene in einer solchen Weise verwendet werden, dass der Durchmesser als der Abstand zwischen zwei parallelen Tangentiallinien anstelle von Ebenen definiert ist. Sobald all das erfasst ist, kann eine Beziehung zwischen der automatisch gemessenen DCS und dem wünschenswerteren DAS wie folgt berechnet werden: DAS = (1 – Veu)·DCS/√α (5) wobei Alpha (a) das durchschnittliche Aspektverhältnis der verschiedenen Zellen ist, die in 3C gezeigt sind. In einer Hinsicht kann Gl. (5) als eine speziellere Verfeinerung von Gl. (2) gesehen werden, indem die Quadratwurzel des durchschnittlichen Aspektverhältnisses berücksichtigt wird; solch ein Ansatz schafft eine größere Genauigkeit, insbesondere in Fällen, in denen die Dendriten länglich sind. Solche Fälle von hohen Aspektverhältnissen sind vorherrschend, wenn DAS kleine oder mittlere Werte aufweist.With particular reference to the 2E and 3C in conjunction with the 3A and 3B is the area fraction of the eutectic regions in a detected point of interest of the image of 3A from the image analyzer 300 by converting the captured image to a eutectic image equivalent, wherein the ratio of dark regions (ie, the eutectic phases or regions 30 . 40 ) gives a measure of the surface area percentage of the eutectic with respect to the brighter regions. This in turn can be extrapolated to give the actual volume fraction V eu . Likewise, the aspect ratio of the individual dendrite cells in the local region of interest in the image analyzer also becomes 300 measured after the dendrites have been processed to the in 3B to resemble the skeletal structure depicted, the method of obtaining the dendritic skeleton of Cáceres and Wang, "Dendrite Cell Size and Ductility of Al-Si-Mg Casting Alloys: Spear and Gardner Revisited", Int. J. Cast Metals Res., 1996, 9, 157-162 (which is incorporated herein by reference). From this, the aspect ratio of a particular dendrite cell A is determined by measuring the cell size along a well-defined direction; one way to do this is to divide the maximum Feret ("calipers") diameter F max by the minimum Feret diameter F min of the dendrite. In general, Feret diameters are particularly useful in the analysis of microscopic particles, cells, and similar images where projections of a three-dimensional (3D) object onto a 2D plane are used in such a way that the diameter is the distance between two parallel tangent lines instead of planes. Once all of this is detected, a relationship between the automatically measured DCS and the more desirable DAS can be calculated as follows: DAS = (1 - Veu) · DCS / √α (5) where alpha (a) is the average aspect ratio of the different cells in 3C are shown. In one sense, Eq. (5) as a more specific refinement of Eq. (2) by taking into account the square root of the average aspect ratio; such an approach provides greater accuracy, especially in cases where the dendrites are elongate. Such cases of high aspect ratios are predominant when DAS has small or medium values.

Als Nächstes Bezug nehmend auf 5 zeigt ein Flussdiagramm gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung verschiedene Schritte 200 zum automatischen Quantifizieren von DAS für eine Mikroprobe eines untersuchten Materials. Wie oben erläutert, können viele der Schritte 200 (oder alle) automatisiert sein (wie z. B. durch geeignete Algorithmen, die so ausgestaltet sind, dass eine computer- oder durch einen ähnlichen Prozessor angesteuerte Vorrichtung auf sie einwirken kann). Zu Beginn wird eine Mikroprobe des untersuchten Materials (nicht gezeigt, aber allgemein dem in 2A gezeigten ähnlich) zubereitet, 210. In einer Form wird die Mikroprobe zuerst von einem Abschnitt in dem interessierenden Gussteil geschnitten. Die abgeschnittene Probe wird dann mit einem Harz thermisch befestigt, um einen kurzen Zylinder zu bilden, der die interessierende Fläche der abgeschnittenen Probe auf einem Ende des Zylinders aufweist. Nach dem Befestigen wird das Probestück nass geschliffen (z. B. mit Sandpapier oder dergleichen), um die Oberfläche des Metalls freizulegen. Anschließend wird das Probestück mit einem feineren und einem feineren, abrasiven Medium geschliffen. Sobald die Informationen 220 (z. B. digitale Bilder) betreffend die Mikroprobe hergestellt sind, können diese Informationen verarbeitet werden, 230. In Fällen, in denen die Informationen z. B. in der Form eines gescannten digitalen Bildes vorliegen, können diese dann in einer Weise ähnlich der oben erwähnten von 2C verarbeitet werden. Das (oben erläuterte) Linienschnittverfahren 240 kann verwendet werden, um das Bild zu analysieren, um DCS-Informationen 250 zu erzeugen. Davon ausgehend werden die DCS-Informationen einer Bildanalyse 260 auf der Basis von Fläche- oder Volumenprozentanteilen unterzogen. Danach kann DAS über den einen oder den anderen der oben erwähnten empirisch basierten oder theoretisch basierten Ansätze berechnet werden, 270. Diese Informationen können an einen Benutzer oder an zusätzliche nachfolgende Quantifizierungsprogramme, Routinen, Algorithmen, wie auch an Ausdruck- oder Speichervorrichtungen zur späteren Verwendung ausgegeben werden.Referring next to 5 a flow chart according to an aspect of the present invention shows various steps 200 to automatically quantify DAS for a microsample of a material under study. As explained above, many of the steps 200 (or all) be automated (such as by suitable algorithms designed to allow a computer or similar processor driven device to act on them). Initially, a microsample of the material under investigation (not shown, but generally the one in 2A shown similar), 210 , In one form, the microprobe is first cut from a section in the casting of interest. The cut sample is then thermally attached with a resin to form a short cylinder having the area of interest of the cut sample on one end of the cylinder. After mounting, the specimen is wet sanded (eg, with sandpaper or the like) to expose the surface of the metal. Subsequently, the specimen is ground with a finer and a finer, abrasive medium. Once the information 220 (eg digital images) concerning the microsample, this information can be processed 230 , In cases where the information z. B. in the form of a scanned digital image, they can then in a manner similar to the above-mentioned 2C are processed. The line-cut method (explained above) 240 Can be used to analyze the image for DCS information 250 to create. Based on this, the DCS information becomes an image analysis 260 based on area or volume percentages. Thereafter, DAS can be calculated over one or the other of the above empirically based or theoretically based approaches, 270 , This information may be output to a user or to additional subsequent quantification programs, routines, algorithms, as well as to printing or storage devices for later use.

Als Nächstes Bezug nehmend auf 5A ist eine Variante des in Verbindung mit 5 erläuterten Ansatzes gezeigt, wobei der einzige Unterschied darin besteht, dass der DAS-Berechnungsschritt 270 von 5 durch den spezielleren Berechnungsschritt 270A von Gl. (5) ersetzt ist, wobei das oben erläuterte Aspektverhältnis für die verschiedenen Dendritzellen innerhalb der interessierenden Stelle des Bildes von 3A berücksichtigt wird.Referring next to 5A is a variant of in conjunction with 5 The only difference is that the DAS calculation step 270 from 5 through the more specific calculation step 270A from Eq. (5), with the above-described aspect ratio for the various dendrite cells within the point of interest of the image of FIG 3A is taken into account.

Es wird darauf hingewiesen, dass Angaben hierin, dass eine Komponente einer Ausführungsform auf eine spezielle Weise „ausgestaltet” ist oder eine spezielle Eigenschaft oder Funktion in einer speziellen Weise erfüllt, strukturelle Angaben im Gegensatz zu Angaben einer vorgesehenen Verwendung sind. Im Spezielleren bezeichnen die Bezugnahmen auf die Art, in der eine Komponente „ausgestaltet” ist, hierin einen bestehenden physikalischen Zustand der Komponente und sind als solche als eine eindeutige Angabe der strukturellen Faktoren der Komponente zu verstehen. In gleicher Weise wird darauf hingewiesen, dass, um Ausführungsformen hierin zu beschreiben und zu definieren, die Ausdrücke „im Wesentlichen” und „ungefähr” hierin verwendet werden, um den natürlichen Grad von Unsicherheit darzustellen, der einem beliebigen quantitativen Vergleich, Wert, einer beliebigen Messung oder anderen Darstellung zugeordnet werden kann, und als solches den Grad darstellen können, um den eine quantitative Darstellung von einer angegebenen Referenz abweichen kann, ohne dass dies zu einer Änderung in der grundlegenden Funktion des betrachteten Gegenstandes führt. It should be understood that indications herein that a component of an embodiment is "designed" in a particular manner or that meets a particular characteristic or function in a particular manner are structural indications as opposed to indications of intended use. More specifically, references to the manner in which a component is "designed" herein refer to an existing physical state of the component and, as such, are to be understood as an unambiguous indication of the structural factors of the component. Likewise, to describe and define embodiments herein, the terms "substantially" and "approximately" are used herein to represent the natural level of uncertainty associated with any quantitative comparison, value, or value May be assigned to measurement or other representation, and as such may represent the degree to which a quantitative representation may deviate from a given reference, without resulting in a change in the basic function of the object under consideration.

Nach der Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail und durch Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen derselben wird einzusehen sein, dass Abwandlungen und Varianten möglich sind, ohne von dem Schutzumfang der Ausführungsformen abzuweichen, der in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist. Im Spezielleren, wenngleich einige Aspekte der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hierin als bevorzugt oder besonders vorteilhaft bezeichnet sind, wird in Erwägung gezogen, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt auf diese bevorzugten Aspekte beschränkt sind.Having described the embodiments of the present invention in detail and by reference to specific embodiments thereof, it will be apparent that modifications and variations are possible without departing from the scope of the embodiments defined in the appended claims. More specifically, although some aspects of embodiments of the present invention are referred to herein as preferred or particularly advantageous, it is contemplated that the embodiments of the present invention are not necessarily limited to these preferred aspects.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Fig. 2D

1)
Legierung 319
2)
Legierung 319
3)
Legierung 356
4)
Gemessener DAS + 1ơ
5)
Gemessener SDAS – 1ơ
Fig. 2E
1)
Legierung 319
2)
Legierung 319
3)
Legierung 356
4)
Gemessener DAS + 1SD
5)
Gemessener SDAS – 1SD
Fig. 5
210
Mikroprobenzubereitung
220
Digitale Bilder der Mikroprobe
230
Bildverarbeitung – Verschmelzen eutektischer Phasen
240
Verwenden des Linienschnittverfahrens mit konzentrischen Kreisen
250
Bildanalyse von DCS
260
Bildanalyse eutektischer Phasen (Flächen-% oder Vol.-%)
270
Berechnung von DAS – Gl. (1) oder Gl. (2)
Fig. 5A
210
Mikroprobenzubereitung
220
Digitale Bilder der Mikroprobe
230
Bildverarbeitung – Verschmelzen eutektischer Phasen
240
Verwenden des Linienschnittverfahrens mit konzentrischen Kreisen
250
Bildanalyse von DCS
260
Bildanalyse eutektischer Phasen (Flächen-% oder Vol.-%)
270
Berechnung von DAS – Gl. (5)
Fig. 2D
1)
Alloy 319
2)
Alloy 319
3)
Alloy 356
4)
Measured DAS + 1ơ
5)
Measured SDAS - 1ơ
Fig. 2E
1)
Alloy 319
2)
Alloy 319
3)
Alloy 356
4)
Measured DAS + 1SD
5)
Measured SDAS - 1SD
Fig. 5
210
Micro sample preparation
220
Digital images of the microprobe
230
Image processing - merging of eutectic phases
240
Using the concentric circle line cutting method
250
Image analysis of DCS
260
Image analysis of eutectic phases (area% or vol%)
270
Calculation of DAS - Eq. (1) or Eq. (2)
Fig. 5A
210
Micro sample preparation
220
Digital images of the microprobe
230
Image processing - merging of eutectic phases
240
Using the concentric circle line cutting method
250
Image analysis of DCS
260
Image analysis of eutectic phases (area% or vol%)
270
Calculation of DAS - Eq. (5)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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  • Jaquet und Hotz (1992) [0005] Jaquet and Hotz (1992) [0005]
  • Levy et al. (1969) [0005] Levy et al. (1969) [0005]
  • Oswalt und Misra (1980) [0005] Oswalt and Misra (1980) [0005]
  • Radhakrishna et al. (1980) [0005] Radhakrishna et al. (1980) [0005]
  • Flemings et al. (1991) [0005] Flemings et al. (1991) [0005]
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  • ASTM E407 [0008] ASTM E407 [0008]
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Claims (10)

Verfahren zum automatischen Quantifizieren eines Dendritenarmabstandes in einem hypoeutektischen Aluminiumgussteil, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein computergestütztes System verwendet wird, um ein Bild zu erfassen, das einer interessierenden Stelle in dem Gussteil entspricht; das computergestützte System verwendet wird, um eine Dendritzellengröße innerhalb der interessierenden Stelle abzuschätzen, indem das Bild mit einem Gittermuster überlagert wird, um die Anzahl von Schnittstellen zwischen zumindest einer Zellengrenze des Bildes und zumindest einem Abschnitt des Gittermusters zu quantifizieren; das computergestützte System verwendet wird, um einen Volumenanteil eutektischer Phasen in der interessierenden Stelle abzuschätzen; das computergestützte System verwendet wird, um ein Aspektverhältnis zumindest einer Dendritzelle innerhalb der interessierenden Stelle abzuschätzen; und das computergestützte System verwendet wird, um die abgeschätzte Dendritzellengröße, den abgeschätzten Volumenanteil und das abgeschätzte Aspektverhältnis in einen quantifizierten Dendritenarmabstand umzuwandeln.A method of automatically quantifying a dendrite arm spacing in a hypoeutectic cast aluminum part, the method comprising: a computerized system is used to capture an image corresponding to a point of interest in the casting; the computerized system is used to estimate a dendrice cell size within the point of interest by superimposing the image on a grid pattern to quantify the number of interfaces between at least one cell boundary of the image and at least a portion of the grid pattern; the computerized system is used to estimate a volume fraction of eutectic phases in the site of interest; the computerized system is used to estimate an aspect ratio of at least one dendrite cell within the point of interest; and the computerized system is used to convert the estimated dendrice cell size, the estimated volume fraction and the estimated aspect ratio into a quantified dendrite arm spacing. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das computergestützte System ein Bildanalysegerät umfasst, um das Erfassen und zumindest einen Teil des Bestimmens durchzuführen.The method of claim 1, wherein the computerized system comprises an image analyzer to perform the detection and at least part of the determining. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gittermuster eine Reihe von linear beabstandeten Linien umfasst, wobei die Reihe von linear beabstandeten Linien eine Reihe von konzentrischen Kreisen umfasst, wobei die Dendritzellengröße abgeschätzt wird durch die Formel DCS = L/n wobei L einer Gesamtumfangslänge der Reihe von konzentrischen Kreisen entspricht und n der Gesamtzahl von Schnittpunkten zwischen den kreisförmigen Linien und der zumindest einen Zellgrenze entspricht.The method of claim 1, wherein the grid pattern comprises a series of linearly spaced lines, the series of linearly spaced lines comprising a series of concentric circles, the dendrice cell size being estimated by the formula DCS = L / n where L corresponds to a total perimeter of the series of concentric circles and n corresponds to the total number of intersections between the circular lines and the at least one cell boundary. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Umwandeln der abgeschätzten Dendritzellengröße, des abgeschätzten Volumenanteils und des abgeschätzten durchschnittlichen Aspektverhältnisses in einen quantifizierten Dendritenarmabstand ausgedrückt wird durch: DAS = (1 – Veu)·DCS√(α) wobei Veu den Volumenanteil definiert und α das Aspektverhältnis ist.The method of claim 1, wherein converting the estimated dendrice cell size, the estimated volume fraction, and the estimated average aspect ratio to a quantified dendrite arm spacing is expressed by: DAS = (1 - V eu ) · DCS√ (α) where V eu defines the volume fraction and α is the aspect ratio. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aspektverhältnis durch das Verhältnis der maximalen linearen Abmessung der Dendritzelle zu der minimalen linearen Abmessung der Dendritzelle definiert ist.The method of claim 1, wherein the aspect ratio is defined by the ratio of the maximum linear dimension of the dendrite cell to the minimum linear dimension of the dendrite cell. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verwenden des computergestützten Systems, um einen Volumenanteil eutektischer Phasen in der interessierenden Stelle abzuschätzen, umfasst, dass das erfasste Bild in ein eutektisches Bildäquivalent umgewandelt wird.The method of claim 1, wherein using the computerized system to estimate a volume fraction of eutectic phases in the site of interest comprises transforming the captured image into a eutectic image equivalent. Verfahren zum automatischen Quantifizieren eines Dendritenarmabstandes in einem hypoeutektischen Aluminiumgussteil, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein zu analysierendes Gussmaterial ausgewählt wird; ein Bildanalysegerät verwendet wird, um automatisch Dendritzellengrößeninformationen zu bestimmen, welche einer interessierenden Stelle in dem ausgewählten Gussmaterial entsprechen; und die Dendritzellengrößeninformationen in Dendritenarmabstandinformationen umgewandelt werden.A method of automatically quantifying a dendrite arm spacing in a hypoeutectic cast aluminum part, the method comprising: a cast material to be analyzed is selected; an image analyzer is used to automatically determine dendrite cell size information corresponding to a point of interest in the selected casting material; and the dendrice cell size information is converted into dendrite arm distance information. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Verwenden eines Bildanalysegeräts zum automatischen Bestimmen von Dendritzellengrößeninformationen umfasst, dass: ein Bild erfasst wird, das der interessierenden Stelle entspricht; und eine Dendritzellengröße innerhalb der interessierenden Stelle abgeschätzt wird, indem das Bild mit einem Gittermuster überlagert wird, um die Anzahl von Schnittstellen zwischen zumindest einer Zellengrenze des Bildes und zumindest einem Abschnitt des Gittermusters zu quantifizieren.The method of claim 7, wherein using an image analyzer to automatically determine dendrite cell size information comprises: an image is captured that corresponds to the point of interest; and estimating a dendrice cell size within the point of interest by superposing the image on a grid pattern to quantify the number of interfaces between at least one cell boundary of the image and at least a portion of the grid pattern. Fertigungsartikel, umfassend ein computerverwendbares Medium mit einem darin enthaltenen computerlesbaren Programmcode zum automatischen Quantifizieren eines Dendritenarmabstandes für ein hypoeutektisches Aluminiumgussmaterial, wobei der computerlesbare Programmcode in dem Fertigungsartikel umfasst: einen computerlesbaren Programmcodeabschnitt, um zu bewirken, dass der Computer Daten betreffend digitale Informationen einer interessierenden Stelle innerhalb einer Probe aus dem Gussmaterial annimmt; einen computerlesbaren Programmcodeabschnitt, um zu bewirken, dass der Computer die digitalen Informationen in Dendritzellengrößeninformationen verarbeitet; einen computerlesbaren Programmcodeabschnitt, um zu bewirken, dass der Computer die Dendritzellengrößenformationen über einen Algorithmus auf der Basis eines Volumenanteils eutektischer Phasen in der interessierenden Stelle und eines Aspektverhältnisses zumindest einer Dendritzelle innerhalb der interessierenden Stelle in einen entsprechenden Dendritenarmabstand umwandelt; und einen computerlesbaren Programmcodeabschnitt, um zu bewirken, dass der Computer eine Ausgabe erzeugt, welche dem Dendritenarmabstand entspricht. An article of manufacture comprising a computer-usable medium having computer-readable program code therein for automatically quantifying a dendrite arm spacing for a hypoeutectic cast aluminum material, the computer-readable program code in the article of manufacture comprising: a computer-readable program code portion for causing the computer to collect data relating to digital information of a point of interest a sample of the casting material assumes; a computer readable program code portion for causing the computer to process the digital information into dendrice cell size information; a computer readable program code portion for causing the computer to convert the dendrite cell size information to a corresponding dendrite arm spacing via an algorithm based on a volume fraction of eutectic phases in the point of interest and an aspect ratio of at least one dendrite cell within the point of interest; and a computer readable program code portion for causing the computer to generate an output corresponding to the dendrite arm spacing. Fertigungsartikel nach Anspruch 9, wobei der computerlesbare Programmcodeabschnitt, um zu bewirken, dass der Computer die Dendritzellengrößeninformationen in einen entsprechenden Dendritenarmabstand umwandelt, ausgedrückt ist durch: DAS = (1 – Veu)·DCS/√(α) wobei Veu den Volumenanteil eutektischer Phasen in der interessierenden Stelle definiert und α das Aspektverhältnis zumindest einer Dendritzelle innerhalb der interessierenden Stelle definiert.The article of manufacture of claim 9, wherein the computer readable program code portion for causing the computer to convert the dendrite cell size information to a corresponding dendrite arm spacing is expressed by: DAS = (1 - V eu ) · DCS / √ (α) where V eu defines the volume fraction of eutectic phases in the site of interest and α defines the aspect ratio of at least one dendrite site within the site of interest.
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