JPH0348763A - 画像処理による偏析の定量評価方法 - Google Patents
画像処理による偏析の定量評価方法Info
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- JPH0348763A JPH0348763A JP1184369A JP18436989A JPH0348763A JP H0348763 A JPH0348763 A JP H0348763A JP 1184369 A JP1184369 A JP 1184369A JP 18436989 A JP18436989 A JP 18436989A JP H0348763 A JPH0348763 A JP H0348763A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、画像処理による偏析の定量評価方法に係り、
特に、鋼材の試験、検査に用いるのに好適な、画像処理
による偏析の定量評価方法に関する。
特に、鋼材の試験、検査に用いるのに好適な、画像処理
による偏析の定量評価方法に関する。
鋳片等の鋼材においては、種々の介在物や成分が偏析し
ており、その偏析は鋼材の特性や品質に重要な影響を及
ぼすものであるため、生産管理や品質保証上、正確に評
価する必要がある。 従来から行われている偏析の評価法には、サルファプリ
ント試験方法（ＪＩＳ Ｇ ０５６０）や鋼のマク
ロ組繊試験方法（ＪＩＳ Ｇ ０５５３）がある、
サルファプリント試験方法は、サルファプリントから硫
化物の分布状況を調べるものであり、マクロ組繊試験方
法は、滑材の断面を塩酸等で腐食して、そのマクロ組織
を試験するものである。これら各試験方法は、目視によ
る官能検査を主体とし、例えば限界見本との対比評価に
より鋼材のランク付けを行う際に用いられている。
ており、その偏析は鋼材の特性や品質に重要な影響を及
ぼすものであるため、生産管理や品質保証上、正確に評
価する必要がある。 従来から行われている偏析の評価法には、サルファプリ
ント試験方法（ＪＩＳ Ｇ ０５６０）や鋼のマク
ロ組繊試験方法（ＪＩＳ Ｇ ０５５３）がある、
サルファプリント試験方法は、サルファプリントから硫
化物の分布状況を調べるものであり、マクロ組繊試験方
法は、滑材の断面を塩酸等で腐食して、そのマクロ組織
を試験するものである。これら各試験方法は、目視によ
る官能検査を主体とし、例えば限界見本との対比評価に
より鋼材のランク付けを行う際に用いられている。
しかしながら、前記従来のサルファプリント法あるいは
マクロ組織試験方法は、官能検査を主体としたものであ
るなめ、その偏析の判定に個人差が生じ、定量評価がで
きないという問題点がある。 前記のような問題点に対して、画像解析により偏析を評
価する方法が提案されている（文献；１９８７年発行の
「鉄と鋼Ｊ ５９０７に掲載される）、この評価法にお
いては、まず、試料表面にピクリン酸により腐食ピット
を形成し、ワセリンを塗付した後に再研磨して腐食ピッ
ト像を粘着テープに転写する。その転写した腐食ピット
像を撮像して実寸の画像信号を作成し、その画像信号を
２値化処理して鋳片の偏析を評価している。 しかしながら、この評価法においては、実寸の偏析を目
視で評価しており、直径２１１１以上の寸法のピットを
評価の限界とするため、高い精度が望めない。 又、腐食ピットと、鋳片の凝固、収縮に伴い生ずるキャ
ビティ（空洞）との弁別はできない。 又、試料を腐食させた後、再研磨して偏析をプリントす
るため、処理が煩雑であり、ばらつき要因も多い。 本発明は、前記従来の問題点を解消すべくなされたもの
で、簡易な手順で偏析の定量を評価でき、且つ、評価精
度の高い、画像処理による偏析の定量評価方法を提供す
ることを課題とする。
マクロ組織試験方法は、官能検査を主体としたものであ
るなめ、その偏析の判定に個人差が生じ、定量評価がで
きないという問題点がある。 前記のような問題点に対して、画像解析により偏析を評
価する方法が提案されている（文献；１９８７年発行の
「鉄と鋼Ｊ ５９０７に掲載される）、この評価法にお
いては、まず、試料表面にピクリン酸により腐食ピット
を形成し、ワセリンを塗付した後に再研磨して腐食ピッ
ト像を粘着テープに転写する。その転写した腐食ピット
像を撮像して実寸の画像信号を作成し、その画像信号を
２値化処理して鋳片の偏析を評価している。 しかしながら、この評価法においては、実寸の偏析を目
視で評価しており、直径２１１１以上の寸法のピットを
評価の限界とするため、高い精度が望めない。 又、腐食ピットと、鋳片の凝固、収縮に伴い生ずるキャ
ビティ（空洞）との弁別はできない。 又、試料を腐食させた後、再研磨して偏析をプリントす
るため、処理が煩雑であり、ばらつき要因も多い。 本発明は、前記従来の問題点を解消すべくなされたもの
で、簡易な手順で偏析の定量を評価でき、且つ、評価精
度の高い、画像処理による偏析の定量評価方法を提供す
ることを課題とする。
本発明は、画像処理による偏析の定量評価方法において
、金属材の偏析を評価する際に、金属材の被検面に腐食
ピットを、各腐食ピットが合体しないように生成させ、
この被検面を５乃至２００倍に拡大した画像を作成し、
作成画像上の腐食ピットから、金属材の偏析を評価する
ことにより、前記課題を達成したものである。 又、本発明において、作成画像を二値化処理して求めた
単位体積当りの腐食ピット数から金属材の偏析を評価す
ることができる。 又、本発明において、作成画像を面走査して求めた腐食
ピットの密度から、金属材の偏析を評価することができ
る。
、金属材の偏析を評価する際に、金属材の被検面に腐食
ピットを、各腐食ピットが合体しないように生成させ、
この被検面を５乃至２００倍に拡大した画像を作成し、
作成画像上の腐食ピットから、金属材の偏析を評価する
ことにより、前記課題を達成したものである。 又、本発明において、作成画像を二値化処理して求めた
単位体積当りの腐食ピット数から金属材の偏析を評価す
ることができる。 又、本発明において、作成画像を面走査して求めた腐食
ピットの密度から、金属材の偏析を評価することができ
る。
鋼材の偏析を簡便に評価する方法として、マクロ組織試
験による官能評価が一般に多く採用されている。マクロ
組織試験は、鋳造状態の供試材について凝固Ｍ織との関
連で偏析評価する手法として有効である。 ここで、発明者等が加熱圧延あるいは熱処理等の工程を
経た供試材について偏析部を詳細に調査した結果を説明
する。 この場合、供試材は、連続鋳造で製造した機械構造用炭
素鋼及び軸受は鋼のブルーム、ビレット、棒鋼である。 これら供試材の試験片について、前記したＪＩＳ ０
０５５３のマクロ組織試験を行い、その試験片の腐食
面について、走査型電子閉微鏡（ＳＥＭ）による観察、
及び電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ＞によ
るライン分析等により偏析を調査した。 この調査において、前記腐食面を前記ＳＥＭで観察する
と、選択腐食した腐食ピットが認められ、偏析部は正常
部に比較し腐食ピットの密度差が大きく目視により偏析
指示模様が！！察された。 又、前記の如き腐食ピットは、塩酸液中において、例え
ば第１図（Ａ）乃至（Ｄ）のように、主としてＭｎ Ｓ
等の介在物１０を起点として生長する。なお、第１図に
おいて符号１４は供試材である。 浸漬初期の腐食ピットは、ＭｎＳ等の介在物の寸法で決
定される。ここで、腐食ピットの生長状態を写真（１）
乃至（５）に示す、写真（１）は腐食前の状態であり、
写真（２）は酸をかけた腐食開始直後、写真（３）は、
腐食開始の０．５分後、写真（４）は、同じく２゜０分
後、写真（５）は、同じく４．０分後である。写真〈５
）においては、隣接するピット同士が合体しており、腐
食ピットを評価することがほとんど不可能となる。 そこで、偏析の評価は、２．０分後で腐食を止めて行う
必要がある。即ち、この供試材では、腐食の進行と共に
腐食ピットは隣接するピットと合体生長するために、直
径が２０〜３０μｍの寸法となった時点で腐食を終了さ
せる必要があり、開始後２．０分で腐食を終了させる。 通常、Ｍｎ Ｓ介在物は、偏析部に多く存在し、この偏
析部にはその池の成分も濃化している。この偏析部は正
常部に比較し腐食ピットの密度差が大きく、目視観察に
より、偏析指示模様として認識可能である。 しかしながら、目視のみの評価では精度が劣り、あるい
は前記文献（「跣と飼」５９０７）に示された偏析評価
法で評価するとしても再研磨、プリ二、、・ト等の処理
が煩雑となっていた。 そこで、腐食ピットの生成した腐食面を５乃至２００倍
に拡大した画像を作成して評価することを案出した。こ
れにより、腐食ピットと地鉄の光度差が明瞭となり、２
値化等の画像処理が容易となるため、測定精度が向上す
る。又、再研磨等を要さず簡易な手順で評価できる。な
お、う乃至２００＠の範囲に拡大するのは、処理速度と
精度との平衡を考慮したものである。 又、このように作成した画像の評価対象となる範囲をＸ
−Ｙ走査して偏析を評価するようにしてもよい。 従って、金属材の偏析を簡易な手順で定量評価できる。 又、その評価精度も実用的に十分レベルとなる。なお、
本発明で評価した試験片は、更にエツチングすることで
、ＪＩＳ Ｇ ０５５３のマクロ組織試験でデンド
ライト、ピット等を判定できる。 本発明において、偏析の評価を作成画像を二値化処理し
て求めた単位体積当りの１８食ピット数から行うことか
できる。 又、偏析の評価を作成画像上の腐食ピットの密度から行
うことができる。
験による官能評価が一般に多く採用されている。マクロ
組織試験は、鋳造状態の供試材について凝固Ｍ織との関
連で偏析評価する手法として有効である。 ここで、発明者等が加熱圧延あるいは熱処理等の工程を
経た供試材について偏析部を詳細に調査した結果を説明
する。 この場合、供試材は、連続鋳造で製造した機械構造用炭
素鋼及び軸受は鋼のブルーム、ビレット、棒鋼である。 これら供試材の試験片について、前記したＪＩＳ ０
０５５３のマクロ組織試験を行い、その試験片の腐食
面について、走査型電子閉微鏡（ＳＥＭ）による観察、
及び電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ＞によ
るライン分析等により偏析を調査した。 この調査において、前記腐食面を前記ＳＥＭで観察する
と、選択腐食した腐食ピットが認められ、偏析部は正常
部に比較し腐食ピットの密度差が大きく目視により偏析
指示模様が！！察された。 又、前記の如き腐食ピットは、塩酸液中において、例え
ば第１図（Ａ）乃至（Ｄ）のように、主としてＭｎ Ｓ
等の介在物１０を起点として生長する。なお、第１図に
おいて符号１４は供試材である。 浸漬初期の腐食ピットは、ＭｎＳ等の介在物の寸法で決
定される。ここで、腐食ピットの生長状態を写真（１）
乃至（５）に示す、写真（１）は腐食前の状態であり、
写真（２）は酸をかけた腐食開始直後、写真（３）は、
腐食開始の０．５分後、写真（４）は、同じく２゜０分
後、写真（５）は、同じく４．０分後である。写真〈５
）においては、隣接するピット同士が合体しており、腐
食ピットを評価することがほとんど不可能となる。 そこで、偏析の評価は、２．０分後で腐食を止めて行う
必要がある。即ち、この供試材では、腐食の進行と共に
腐食ピットは隣接するピットと合体生長するために、直
径が２０〜３０μｍの寸法となった時点で腐食を終了さ
せる必要があり、開始後２．０分で腐食を終了させる。 通常、Ｍｎ Ｓ介在物は、偏析部に多く存在し、この偏
析部にはその池の成分も濃化している。この偏析部は正
常部に比較し腐食ピットの密度差が大きく、目視観察に
より、偏析指示模様として認識可能である。 しかしながら、目視のみの評価では精度が劣り、あるい
は前記文献（「跣と飼」５９０７）に示された偏析評価
法で評価するとしても再研磨、プリ二、、・ト等の処理
が煩雑となっていた。 そこで、腐食ピットの生成した腐食面を５乃至２００倍
に拡大した画像を作成して評価することを案出した。こ
れにより、腐食ピットと地鉄の光度差が明瞭となり、２
値化等の画像処理が容易となるため、測定精度が向上す
る。又、再研磨等を要さず簡易な手順で評価できる。な
お、う乃至２００＠の範囲に拡大するのは、処理速度と
精度との平衡を考慮したものである。 又、このように作成した画像の評価対象となる範囲をＸ
−Ｙ走査して偏析を評価するようにしてもよい。 従って、金属材の偏析を簡易な手順で定量評価できる。 又、その評価精度も実用的に十分レベルとなる。なお、
本発明で評価した試験片は、更にエツチングすることで
、ＪＩＳ Ｇ ０５５３のマクロ組織試験でデンド
ライト、ピット等を判定できる。 本発明において、偏析の評価を作成画像を二値化処理し
て求めた単位体積当りの１８食ピット数から行うことか
できる。 又、偏析の評価を作成画像上の腐食ピットの密度から行
うことができる。
以下、本発明の詳細な説明する。
この実施例は、鋼材に対して本発明方法で偏析を評価す
るものである。 この実施例では、まず、鋼材の試料面を、約３０μｍの
腐食ピットが生成するように塩酸でエツチングする。、
ＭｎＳ等の介在物が多く存在する偏析部は黒斑点状とな
る。なお、エツチングは、腐食ピットが合併しないよう
に、エツチング開始から２分後に止める。 腐食ピットを生成した鋼材の試料面においては、ＩＸｉ
析部は正常部に比較し腐食ピットの密度差が大きく、目
視観察すれは偏析指示模様として認識できる。しかし、
目視ではその偏析が正常か否かは判断て′きない。 写真（６）乃至（１０）に腐食面を観察したものを示す
、写真（６）は腐食面の実物大の写真で充、る。写真（
７）は腐食面を１０倍に拡大した画像を写したものであ
る。写真（７）中、符号Ａ乃至Ｃで示す各偏析部を１０
０倍に拡大した画像を写したものが写真（８）、（９）
、（１０）である。 写真（７）において、符号Ｃで示す部分は正常な偏析部
であり、単位面積当りの腐食ピット数が正常な数である
ことが確認された。これに対して、符号Ａで示す偏析部
は単位面積当りの腐食ピット数が過剰であり、偏析強度
が高い、又、符号Ｂで示す偏析部は単位面積当りの腐食
ピット数が不足しており、偏析強度が低い、これにより
、偏析か写真中符号Ｃで示す分布と同様のものであれば
その鋼材の偏析は正常なものであると評価できる。 このようにし、て、鋼材を定量的に評価することができ
る。 次に、鋼材の偏析強度を知るべく偏析率３測定した例を
第２図に示す、この場合、Ｘ線マツピングアナライザ（
ＣＭＡ）で測定した偏析率に対して、被検面を１００倍
に拡大した画像を作成し、その信号を２値化処理して（
以下、本発明法という）測定した偏析率を対比して示す
、又、この偏析率は、対象となる偏析の単位面積当りの
ピット数に対する正常な偏析のピット数の比で示したも
のである。又、ＣＭＡではＭｎ 、Ｓ、Ｃの区別はする
が、本発明法においては、偏析率のみ対象とし、Ｍｎ、
Ｓ、Ｃを区別した評価はしていない。 第２図から、本発明法で測定された濱析率に対して、Ｃ
ＭＡで測定された各Ｍｎ、Ｓ、Ｃの成分の偏析率は比例
して変化していることがわかる。 これにより、本発明を採用すれば、偏析の定量評価が精
度良く行えることが理解される。 第３図に、偏析率が１．１を超過した面析部（＠析の生
じている部分）の面積と、１．２を超過した漏析部の面
積を、本発明法で測定した値と前記ＣＭＡにより測定し
た値とを比較して示す。 第３図から、本発明法による偏析部面積とＣＭＡによる
偏析部面積の各測定値はほぼ同一に対応しており、従っ
て、腐食ピット密度を有する面積から、偏析を定量的に
評価できることが理解される。 なお、前記実施例では評価対象材として鋼材を挙げてい
たが、本発明で評価できる金属材は鋼材に限定されない
。
るものである。 この実施例では、まず、鋼材の試料面を、約３０μｍの
腐食ピットが生成するように塩酸でエツチングする。、
ＭｎＳ等の介在物が多く存在する偏析部は黒斑点状とな
る。なお、エツチングは、腐食ピットが合併しないよう
に、エツチング開始から２分後に止める。 腐食ピットを生成した鋼材の試料面においては、ＩＸｉ
析部は正常部に比較し腐食ピットの密度差が大きく、目
視観察すれは偏析指示模様として認識できる。しかし、
目視ではその偏析が正常か否かは判断て′きない。 写真（６）乃至（１０）に腐食面を観察したものを示す
、写真（６）は腐食面の実物大の写真で充、る。写真（
７）は腐食面を１０倍に拡大した画像を写したものであ
る。写真（７）中、符号Ａ乃至Ｃで示す各偏析部を１０
０倍に拡大した画像を写したものが写真（８）、（９）
、（１０）である。 写真（７）において、符号Ｃで示す部分は正常な偏析部
であり、単位面積当りの腐食ピット数が正常な数である
ことが確認された。これに対して、符号Ａで示す偏析部
は単位面積当りの腐食ピット数が過剰であり、偏析強度
が高い、又、符号Ｂで示す偏析部は単位面積当りの腐食
ピット数が不足しており、偏析強度が低い、これにより
、偏析か写真中符号Ｃで示す分布と同様のものであれば
その鋼材の偏析は正常なものであると評価できる。 このようにし、て、鋼材を定量的に評価することができ
る。 次に、鋼材の偏析強度を知るべく偏析率３測定した例を
第２図に示す、この場合、Ｘ線マツピングアナライザ（
ＣＭＡ）で測定した偏析率に対して、被検面を１００倍
に拡大した画像を作成し、その信号を２値化処理して（
以下、本発明法という）測定した偏析率を対比して示す
、又、この偏析率は、対象となる偏析の単位面積当りの
ピット数に対する正常な偏析のピット数の比で示したも
のである。又、ＣＭＡではＭｎ 、Ｓ、Ｃの区別はする
が、本発明法においては、偏析率のみ対象とし、Ｍｎ、
Ｓ、Ｃを区別した評価はしていない。 第２図から、本発明法で測定された濱析率に対して、Ｃ
ＭＡで測定された各Ｍｎ、Ｓ、Ｃの成分の偏析率は比例
して変化していることがわかる。 これにより、本発明を採用すれば、偏析の定量評価が精
度良く行えることが理解される。 第３図に、偏析率が１．１を超過した面析部（＠析の生
じている部分）の面積と、１．２を超過した漏析部の面
積を、本発明法で測定した値と前記ＣＭＡにより測定し
た値とを比較して示す。 第３図から、本発明法による偏析部面積とＣＭＡによる
偏析部面積の各測定値はほぼ同一に対応しており、従っ
て、腐食ピット密度を有する面積から、偏析を定量的に
評価できることが理解される。 なお、前記実施例では評価対象材として鋼材を挙げてい
たが、本発明で評価できる金属材は鋼材に限定されない
。
以上説明した通り、本発明によれば、簡便な手順で金属
材の偏析を精度良く定量評価することができるという優
れた効果が得られる。
材の偏析を精度良く定量評価することができるという優
れた効果が得られる。
第１図は、本発明の詳細な説明するための、腐食ピット
の生長を示す要部断面図、 第２図は、本発明の実施例における、本発明法とＣＭＡ
による偏析率測定結果を比較して示す線図、 第３図は、本発明法及びＣＭＡにより偏析面積測定した
結果を比較して示す線図である。 １０・・・介在物、 １２・・・腐食ピット、 １４・・・試験片。
の生長を示す要部断面図、 第２図は、本発明の実施例における、本発明法とＣＭＡ
による偏析率測定結果を比較して示す線図、 第３図は、本発明法及びＣＭＡにより偏析面積測定した
結果を比較して示す線図である。 １０・・・介在物、 １２・・・腐食ピット、 １４・・・試験片。
Claims (3)
- （１）金属材の偏析を評価する際に、 金属材の被検面に腐食ピットを、各腐食ピットが合体し
ないように生成させ、 この被検面を５乃至２００倍に拡大した画像を作成し、 作成画像上の腐食ピットから、金属材の偏析を評価する
ことを特徴とする画像処理による偏析の定量評価方法。 - （２）請求項１において、偏析の評価を、作成画像を二
値化処理して求めた単位体積当りの腐食ピット数から行
うようにしたことを特徴とする画像処理による偏析の定
量評価方法。 - （３）請求項１において、偏析の評価を、作成画像を面
走査して求めた腐食ピットの密度から行うようにしたこ
とを特徴とする画像処理による偏析の定量評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1184369A JPH0348763A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 画像処理による偏析の定量評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1184369A JPH0348763A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 画像処理による偏析の定量評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0348763A true JPH0348763A (ja) | 1991-03-01 |
Family
ID=16152019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1184369A Pending JPH0348763A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 画像処理による偏析の定量評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0348763A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111678937A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-18 | 首钢集团有限公司 | 一种确定钢中微观偏析比取值范围的图像方法 |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP1184369A patent/JPH0348763A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111678937A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-18 | 首钢集团有限公司 | 一种确定钢中微观偏析比取值范围的图像方法 |
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