Определение количественных характеристик микроструктуры с помощью компьютерной системы анализа изображений thixomet pro
(Лабораторный практикум)
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Материаловедение», «Общее материаловедение и технологии материалов», «Процессы на поверхности раздела фаз», «Современные методы исследования материалов», «Методы и приборы для изучения, анализа и диагностики наночастиц и наноматериалов» для студентов технических направлений и специальностей ВУЗа
Магнитогорск
2015
Составители: О.А. Никитенко
Ю.Ю. Ефимова
Н.В. Копцева
Определение количественных характеристик микроструктуры с помощью компьютерной системы анализа изображений Thixomet PRO: Методические указания к лабораторным работам по дисциплинам «Материаловедение», «Общее материаловедение и технологии материалов», «Процессы на поверхности раздела фаз», «Современные методы исследования материалов», «Методы и приборы для изучения, анализа и диагностики наночастиц и наноматериалов» для студентов технических направлений и специальностей ВУЗа. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2015. – 35 с.
Рецензент Е.Г. Касаткина
© Никитенко О.А., Ефимова Ю.Ю., Копцева Н.В.
2015
Содержание
| Введение | 2 |
| Лабораторная работа № 1. Определение содержания неметаллических включений в сталях и сплавах. Оценка пористости | 3 |
| Лабораторная работа № 2. Определение количественного соотношения структурных составляющих в сталях и сплавах | 9 |
| Лабораторная работа № 3. Определение величины зерна в сталях и сплавах | 13 |
| Лабораторная работа № 4. Определение параметров и количественного соотношения структурных элементов сталей и сплавов с ультрамелкозернистой структурой | 21 |
| Лабораторная работа № 5. Количественная оценка дисперсности перлита, толщины цементитных и ферритных пластин в перлите | 26 |
| Библиографический список | 31 |
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы все больше внимания при исследовании и контроле качества сталей и сплавов уделяется установлению связи между их свойствами и количественными характеристиками микроструктуры. Например, очень важным является влияние размера, объемной доли неметаллических включений, размера зерна, распределения структурных составляющих на твердость, прочность и другие характеристики механических свойств. На промышленных предприятиях для оценки структуры сталей и сплавов в большинстве российских стандартов используются в основном полуколичественные методы – методы сравнения с помощью эталонных шкал. Однако на современном этапе развития металловедения наиболее рациональной и эффективной является строго количественная оценка микроструктуры. Кроме того, многие аналогичные зарубежные стандарты наряду с оценкой структуры с помощью эталонов часто содержат описание параметров структуры, полученное с использованием стереологии (например, ГОСТ 5640 и ASTM E 1268). Это вызывает большие проблемы при проведении входного и выходного контроля металла с использованием подобных стандартов, а также при взаимодействии с зарубежными партнерами.
Стереология (stereology) – наука о количественной интерпретации трехмерной структуры материалов на основе информации, полученной на двухмерных изображениях. Ее основы были впервые в мире разработаны С.А. Салтыковым более 50 лет назад. Однако Россия на сегодняшний день отстает от передовых стран Европы по использованию стереометрической металлографии для описания структуры материалов. В связи с этим возникла необходимость в разработке компьютерных методик, использующих принципы стереологии для количественного анализа структуры материалов.
В настоящее время в России разработан ряд систем компьютерного анализа изображений: SIAMS, Thixomet PRO, Emage Expert, Microkon Met и др. Одной из наиболее известных является система Thixomet PRO, программное обеспечение и алгоритмы обработки изображений которой аттестованы государственным сертификационным испытательным центром средств измерений «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева». Программа Thixomet PRO позволяет:
- повысить качество обрабатываемых изображений;
- провести склеивание смежных полей зрения (изготовить панораму);
- произвести распознавание сложных структур, произвести быстрое и качественное их количественное описание (относительное количество структурных составляющих; площади, периметры, минимальные, максимальные и средние диаметры; параметры формы и вытянутости объектов; характеристики распределения; характеристики анизотропии и др.);
- позволяет использовать современные методы архивации и хранения результатов металлографических исследований.
- позволяет для.
Программа Thixomet PRO является неотъемлемой частью анализатора изображения Thixomet, который, по сути, представляет собой автоматизированное рабочее место металлографа и предназначен для модернизации оборудования и методов металлографических исследований на основе современных средств получения и компьютерной обработки изображения. Thixomet PRO поддерживает любые способы ввода изображения в ПК, включая цифровые и web-камеры, сканеры и др. Использование современных профессиональных аппаратных и программных средств позволило создать высокопроизводительный и гибкий анализатор изображения, быстро адаптируемый для решения задач количественной металлографии сталей и сплавов, а также других материалов.
Одной из неразрешимых в рамках традиционной количественной металлографии задач является проблема пограничных объектов, которые расположены на краю поля зрения. Другой такого же рода проблемой является невозможность в рамках традиционной металлографии наблюдать в микроскоп обширную площадь поля зрения, но с высоким разрешением.
В Thixomet PRO обе эти задачи разрешены созданием алгоритма склеивания смежных полей зрения «на лету»: пока предметный столик микроскопа перемещается на очередное смежное поле зрения, предыдущее поле прецизионно «пиксель в пиксель» стыкуется к полю, захваченному накануне. Итак, поле за полем формируется панорама размером в несколько десятков или сотен полей зрения и разрешением несколько десятков мега пикселей, при этом удельная площадь пограничных объектов сокращается в сотни раз, а воспроизводимость результатов измерений возрастает многократно.
Модульный принцип программного обеспечения Thixomet PRO, реализованный с помощью специальных модулей (plug-in-ов), позволяет формализовать любую практическую задачу количественной металлографии, настроив анализатор на решение только этой задачи. При этом получение полной количественной информации о структуре, в том числе оформленной в виде отчета, достигается нажатием на две-три интуитивно понятных клавиши.
Thixomet PRO является мощным инструментом для формирования базы данных, позволяющей установить количественные зависимости «состав-структура-свойства», необходимые для совершенствования состава материала и технологии получения, а также для проведения металлургической экспертизы, позволяющим вскрыть природу металлопродукции и организовать управления ее качеством в соответствии с требованиями как российских, так и международных стандартов.
Цель лабораторного практикума: познакомить студентов с возможностями и основными методиками количественного анализа микроструктуры сталей и сплавов с помощью компьютерной системы анализа изображений Thixomet PRO.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что представляет собой программный продукт Thixomet PRO? Его назначение и преимущества перед другими анализаторами?
2. Для чего необходимо определять содержание неметаллических включений в сталях?
3. Какие бывают виды неметаллических включений в сталях?
4. Как неметаллические включения влияют на свойства в сталях?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
В равновесном состоянии
Количественное соотношение этих структурных составляющих в стали зависит от массовой доли углерода в стали. Поскольку феррит содержит очень мало углерода (менее 0,006 %), то основным носителем углерода в доэвтектоидной стали является перлит, характеризующийся постоянной массовой долей углерода (0,8 %). Поэтому с увеличением в стали массовой доли углерода доля перлита в структуре увеличивается, а феррита соответственно уменьшается (рис.1). Изменение структуры влечет за собой изменения механических свойств (рис. 2). Направление этих изменений можно определить на основе сопоставления свойств структурных составляющих. Перлит содержит 88 % ферритной фазы и 12 % цементитной и поэтому, по сравнению с ферритной структурной составляющей, обладает большей твердостью и прочностью. Следовательно, с увеличением массовой доли углерода в доэвтектоидной стали увеличивается доля перлита в ее структуре, что приводит к увеличению твердости и прочности и уменьшению пластичности и ударной вязкости.
|
а б
в г
Рис. 1. Микроструктура стали в равновесном состоянии при различном содержании углерода: а – сталь марки 20 - 0,2 % С; б - сталь марки 45 - 0,45 % С; в - сталь марки 60 - 0,6 % С; г - сталь марки У8 - 0,8 % С
Для количественной оценки микроструктуры стали в соответствии с ГОСТ 8233-56 установлен ряд эталонных шкал. Для определения количественного соотношения перлита и феррита при увеличении 100 крат предусмотрена следующая шкала, в которой указывается соотношение перлита и феррита: балл 1 (100/0), 2 (95/5), 3 (85/15),4 (75/25),
Рис. 2. Влияние содержания углерода на механические свойства талей: sв – временное сопротивление разрыву, HB – твердость по Бринеллю, KCV – ударная вязкость, d - относительное удлинение, y - относительное сужение
5 (65/35), 6 (50/50), 7 (35/65), 8 (20/80), 9 (5/95), 10 (0/100) . Эта шкала пригодна для оценки соотношения перлита и феррита независимо от характера перлитных участков (пластинчатый, зернистый или смешанный) или от их дисперсности , что устанавливается дополнительно на основании сопоставления с другими шкалами.
Для автоматизированного количественного анализа соотношения феррит-перлит в программном продукте Thixomet PRO существует специальный модуль – «Определение размера перлитных колоний». Этот модуль разработан для оценки размера перлитных колоний, а также для определения соотношения перлита и феррита в структуре стали. Для распознавания перлитных колоний используется выделение границ по перепадам яркости, а также их реконструкция по морфологии. По результатам измерений публикуется отчет с процентным соотношением перлита и феррита и баллом, назначенным по аналогии с оценкой размера ферритного зерна по ГОСТ 5639.
Перлита и феррита в сталях
Для выполнения количественного анализа соотношение перлита и феррита необходимо пройти следующие этапы:
1. Получить у преподавателя коллекцию образцов.
2. Установить на столик микроскопа микрошлиф.
3. Изучить поверхность травленных микрошлифов с помощью светового микроскопа Meiji Techno и выбрать участок для анализа на шлифе.
4. Произвести соответствующую калибровку.
5. Ввести изображение выбранного участка в среду программы Thixomet PRO.
6. Для выделения перлитных участков используют функцию программы Thixomet PRO «Бинаризация по заданному диапазону", которая представляет собой гистограмму распределения пикселей по яркости. Управляя порогом бинаризации можно определить область и границу выделения интересующего объекта (рис. 3).
а б
Рис. 3. Выделение перлитных участков (а) и гистограмма распределения по яркости (б)
7. Включить «Режим мерцания» и оценить соответствие размеров выделенных включений реальным включениям.
8. В опции «Анализ» во вкладке «Выбор стандарта» выбрать специализированный плагин «ГОСТ 8233 - Определение размера перлитных колоний».
9. Выполнить анализ нажатием клавиш CTRL+A.
10. Кликнув по строчке «Отчет» в раскрывающемся списке «Стандарты», сформировать отчет, в котором содержатся соотношение перлита и феррита и балл (Результаты анализа можно вывести также в среду Exsel для последующей статистической обработки).
3. Порядок выполнения работы и требования к отчету
1. Изучить методическое руководство к работе.
2. Получить коллекцию микрошлифов.
3. Получить изображение микроструктуры при помощи микроскопа.
4. Занести полученные изображения в анализатор Thixomet PRO.
5. Произвести количественный анализ соотношение перлита и феррита.
6. Сравнить полученные результаты.
7. Распечатать и заполнить отчет о проделанной работе.
8. Произведите оценку с использованием эталонных шкал. Сравнить полученные результаты
9. Сделать выводы.
В отчете привести цель работы, фотографии микроструктур и их характеристики – количественное соотношение перлита и феррита, сделать выводы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Для чего необходимо определять соотношение перлита и феррита в сталях?
2. Как изменяется микроструктура и свойства сталей с увеличением содержания углерода в сталях?
3. …………….
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
В сталях и сплавах
Цель работы: познакомить студентов с современными представлениями о зереной структуре поликристаллических материалов и освоить методы определения размера зерен
Ручные измерения
Для проведения ручных измерений в основном рабочем окне, как и в окне трансляции, среде Thixomet PRO имеется инструмент «Линейный размер». Чтобы его использовать, необходимо нажать правую кнопки мыши и, не отпуская кнопки, перемещать мышь до конца измеряемого отрезка прямой. При перемещении курсора, текущий размер этого отрезка (в мкм) будет показан в середине отрезка (рис. 2, а).
а б
Рис. 2 Пример измерения размера зерна в ручном режиме с использованием программного продукта Thixomet PRO
Измерение площадей можно производить, используя для этого инструмент «Измерение площади». Использование этого инструмента аналогично работе с «Линейным размером». Для измерения площади объекта структуры нажмите правой кнопкой мыши и, не отпуская ее, перемещайте мышь по всему периметру объекта. После того, как объект будет обведен, его площадь в мкм2 будет показана в центре измеренной области (рис. 2, б).
По всем измерениям ведется накопление и статистическая обработка результатов. Для просмотра этих результатов выберете пункт меню «Анализ – Окно статических ручных измерений». Все результаты измерений можно экспортировать в Microsoft Office Exsel.
Возможна оценка величины зерна в ручном режиме, путем использования радиальных окружностей (рис. 3). Необходимо выбрать в главном окне программного продукта Thixomet PRO инструмент «Размер зерна» 
и нажатием правой кнопки мыши установить его на изображение (рис. 3, а). Левой кнопкой мыши указать число пересечений границ зерен и секущих окружностей (рис. 3, б).
а б
Рис. 3. Пример определения размера (величины) зерна в ручном режиме с использованием метода радиальных окружностей
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Методы определения величины зерна.
2. Какими характеристиками оценивают величину зерна?
3. Какое влияние величина зерна оказывает на свойства сплавов?
4. При каком увеличении выполняется метод визуального сравнения?
5. Какие изменения необходимо внести в выполнение метода подсчета зерна, если материал имеет мелкозернистую структуру при использовании эталлоных шкал?
6. Сколько зерен должно быть видно в окуляре при использовании метода подсчета границ зерен?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
«Количественный анализ микроструктуры сталей
ЗАДАНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
1. Изучить методическое руководство к работе.
2 Получить у преподавателя образцы для исследования.
3. С помощью РЭМ получить при различных увеличениях изображения микроструктуры
4. Произвести с помощью программного продукта Thixomet PRO количественное описание параметров УМЗ структуры
5. Распечатать микрофотографии и заполнить отчет о проделанной работе.
В отчете привести цель работы, дать характеристику и микрофотографии ультрамелкозернистой структуры, привести количественное описание параметров исследуемой микроструктуры – ширину деформационных полос, размер фрагментов феррита, межпластинчатое расстояние, толщину цементитных и ферритных пластин, объемную долю фрагментированного феррита и деформационных полос, сделать выводы по работе.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое ультрамелкозернистые и нанокристаллические материалы?
2. Какие существуют методы для получения ультрамелкозернистых и нанокристаллических материалов? Охарактеризуйте их.
3. Какое главное отличие «интенсивных» деформаций от «традиционных» с точки зрения формирования структуры и свойств?
4. Какие структурные изменения происходят в феррите при интенсивной пластической деформации стали?
5. Что происходит в перлитных колониях при интенсивной пластической деформации стали?
6. Что такое деформационные полосы?
7. В чем сущность фрагментации феррита?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
«Количественная оценка дисперсности перлита, толщины цементитных и ферритных пластин в перлите»
Цель работы: определить с помощью программного продукта Thixomet PRO дисперсности перлита, толщину цементитных и ферритных пластин в перлите.
ЗАДАНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
1. Изучить методическое руководство к работе.
2 Получить у преподавателя образцы для исследования.
3. С помощью РЭМ получить при различных увеличениях изображения микроструктуры феррито-перлитной и перлитной стали.
4. Загрузите полученные РЭМ изображенния
5. Определите межпластиночное расстояние, толщину цементитных и ферритных пластин.
6. Сделайте не менее таких 3-х измерений.
7. Результаты анализа выведите в среду Exsel
8. Определить дисперсность перлита по эталлоной шкале
9. Сравнить полученные результаты
10. Распечатать микрофотографии и заполнить отчет о проделанной работе.
В отчете привести цель работы, дать характеристику и механизм перлитного превращения, определить межпластинчатое расстояние, толщину цементитных и ферритных пластин, сделать выводы по работе.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Опишите механизм перлитного превращения.
2. Что такое перлит?
3. Что такое межпластиночное расстояние?
4. Чем отличаются друг от друга перлит, сорбит и троостит?
5. Как дисперсность перлита влияет на свойства сталей?
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Перспективные материалы. Учебное Пособие. Том V. Лясников В.Н., Казаков А.А., Киселев Д.В., и др. Под ред. Д.Л. Мерсона. Тольятти: Изд-во ТГУ, 2013.
2. С. А. Салтыков. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1970. 376 с
3. Руководство пользователя Thixomet PRO
4. Кислинг Р., Ланге Н. Неметаллические включения в стали. Москва: Металлургия, 1968. - 124 с.
5. ГОСТ 1178—75 «Металлографические методы определения неметаллических включений».
6. Металловедение и термическая обработка стали: справ. изд. – 3-е изд., перераб. и доп. В 3-х т. Методы испытаний и исследования / Под ред. М.Л. Бернштейна, А.Г. Рахштадта М.: Металлургия, 1983. 352 с.
7. Материаловедение: учебник для вузов / Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин [и др.]. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 648 с.
8. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник для вузов. В 2 т. / А.В. Шишкин, В.С. Чередниченко, А.Н. Черепанов [и др.]. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004.– Т.1. – 448 с., т. 2. – 508 с.вузов / Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюшин и др. / Под ред. Г.П. Фетисова. – М.: Высшая школа, 2001. – 638 с.Материаловедение и технология металлов: Учебник для машиностр. спец.
9. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. Учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1993. – 447 с.
10. ГОСТ 8233-56 Сталь. Эталоны микроструктуры
11. ГОСТ 5639-82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. Изд-во стандартов, 1983.
12. Валиев Р.З. Наноструктурирование материалов интенсивной пластической деформацией для достижения перспективных свойств. Фазовые и структурные превращения в сталях: Сб. науч. тр. Вып. 4. В 2-х т. Т. 1. / Под ред. В.Н. Урцева. – Магнитогорск: Магнитогорск. дом печати, 2006. – С. 215-229.
13. Гусев А. И., Ремпель А. А. Нанокристаллические материалы. – М.: Физматлит, 2001. – 222 с.
14. Исследование особенностей структурообразования в процессе интенсивной пластической деформации углеродистых конструкционных сталей /Чукин М.В., Копцева Н.В., Корчунов А.Г., Емалеева Д.Г., Никитенко О.А. // Черные металлы. 2011. № 7-8. С. 25-28.
15. Рааб Г.И., Валиев Р.З. Равноканальное угловое прессование длинномерных заготовок // Цветная металлургия, 2000. № 5. С. 50-53. 31
16. Валиев Р. З., Александров И. В. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура и свойства. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. — 398 с.
17. Использование программного продукта thixomet pro для количественного анализа ультрамелкозернистой структуры низко- и среднеуглеродистой стали, подвергнутой равноканальному угловому прессованию / Копцева Н.В., Чукин М.В., Никитенко О.А. // Металловедение и термическая обработка металлов. 2012. № 8. С. 12-17.
18. Количественный анализ микроструктуры углеродистых конструкционных сталей марок 20 и 45, наноструктурированных методом равноканального углового прессования Никитенко О.А., Копцева Н.В., Ефимова Ю.Ю. Обработка сплошных и слоистых материалов. 2010. № 1. С. 138-145.
Определение количественных характеристик микроструктуры с помощью компьютерной системы анализа изображений Thixomet PRO: Методические указания к лабораторной работе дисциплинам «Материаловедение» , «Общее материаловедение и технологий конструкционных материалов», «Процессы на поверхности раздела фаз»……. для студентов технических направлений и специальностей ВУЗа. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2014. – 10 с
Составители: НИКИТЕНКО Ольга Александровна
ЕФИМОВА Юлия Юрьевна
КОПЦЕВА Наталья Васильевна
Определение количественных характеристик микроструктуры с помощью компьютерной системы анализа изображений thixomet pro
(Лабораторный практикум)
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Материаловедение», «Общее материаловедение и технологии материалов», «Процессы на поверхности раздела фаз», «Современные методы исследования материалов», «Методы и приборы для изучения, анализа и диагностики наночастиц и наноматериалов» для студентов технических направлений и специальностей ВУЗа
Магнитогорск
2015
Составители: О.А. Никитенко
Ю.Ю. Ефимова
Н.В. Копцева
Определение количественных характеристик микроструктуры с помощью компьютерной системы анализа изображений Thixomet PRO: Методические указания к лабораторным работам по дисциплинам «Материаловедение», «Общее материаловедение и технологии материалов», «Процессы на поверхности раздела фаз», «Современные методы исследования материалов», «Методы и приборы для изучения, анализа и диагностики наночастиц и наноматериалов» для студентов технических направлений и специальностей ВУЗа. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2015. – 35 с.
Рецензент Е.Г. Касаткина
© Никитенко О.А., Ефимова Ю.Ю., Копцева Н.В.
2015
Содержание
| Введение | 2 |
| Лабораторная работа № 1. Определение содержания неметаллических включений в сталях и сплавах. Оценка пористости | 3 |
| Лабораторная работа № 2. Определение количественного соотношения структурных составляющих в сталях и сплавах | 9 |
| Лабораторная работа № 3. Определение величины зерна в сталях и сплавах | 13 |
| Лабораторная работа № 4. Определение параметров и количественного соотношения структурных элементов сталей и сплавов с ультрамелкозернистой структурой | 21 |
| Лабораторная работа № 5. Количественная оценка дисперсности перлита, толщины цементитных и ферритных пластин в перлите | 26 |
| Библиографический список | 31 |
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы все больше внимания при исследовании и контроле качества сталей и сплавов уделяется установлению связи между их свойствами и количественными характеристиками микроструктуры. Например, очень важным является влияние размера, объемной доли неметаллических включений, размера зерна, распределения структурных составляющих на твердость, прочность и другие характеристики механических свойств. На промышленных предприятиях для оценки структуры сталей и сплавов в большинстве российских стандартов используются в основном полуколичественные методы – методы сравнения с помощью эталонных шкал. Однако на современном этапе развития металловедения наиболее рациональной и эффективной является строго количественная оценка микроструктуры. Кроме того, многие аналогичные зарубежные стандарты наряду с оценкой структуры с помощью эталонов часто содержат описание параметров структуры, полученное с использованием стереологии (например, ГОСТ 5640 и ASTM E 1268). Это вызывает большие проблемы при проведении входного и выходного контроля металла с использованием подобных стандартов, а также при взаимодействии с зарубежными партнерами.
Стереология (stereology) – наука о количественной интерпретации трехмерной структуры материалов на основе информации, полученной на двухмерных изображениях. Ее основы были впервые в мире разработаны С.А. Салтыковым более 50 лет назад. Однако Россия на сегодняшний день отстает от передовых стран Европы по использованию стереометрической металлографии для описания структуры материалов. В связи с этим возникла необходимость в разработке компьютерных методик, использующих принципы стереологии для количественного анализа структуры материалов.
В настоящее время в России разработан ряд систем компьютерного анализа изображений: SIAMS, Thixomet PRO, Emage Expert, Microkon Met и др. Одной из наиболее известных является система Thixomet PRO, программное обеспечение и алгоритмы обработки изображений которой аттестованы государственным сертификационным испытательным центром средств измерений «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева». Программа Thixomet PRO позволяет:
- повысить качество обрабатываемых изображений;
- провести склеивание смежных полей зрения (изготовить панораму);
- произвести распознавание сложных структур, произвести быстрое и качественное их количественное описание (относительное количество структурных составляющих; площади, периметры, минимальные, максимальные и средние диаметры; параметры формы и вытянутости объектов; характеристики распределения; характеристики анизотропии и др.);
- позволяет использовать современные методы архивации и хранения результатов металлографических исследований.
- позволяет для.
Программа Thixomet PRO является неотъемлемой частью анализатора изображения Thixomet, который, по сути, представляет собой автоматизированное рабочее место металлографа и предназначен для модернизации оборудования и методов металлографических исследований на основе современных средств получения и компьютерной обработки изображения. Thixomet PRO поддерживает любые способы ввода изображения в ПК, включая цифровые и web-камеры, сканеры и др. Использование современных профессиональных аппаратных и программных средств позволило создать высокопроизводительный и гибкий анализатор изображения, быстро адаптируемый для решения задач количественной металлографии сталей и сплавов, а также других материалов.
Одной из неразрешимых в рамках традиционной количественной металлографии задач является проблема пограничных объектов, которые расположены на краю поля зрения. Другой такого же рода проблемой является невозможность в рамках традиционной металлографии наблюдать в микроскоп обширную площадь поля зрения, но с высоким разрешением.
В Thixomet PRO обе эти задачи разрешены созданием алгоритма склеивания смежных полей зрения «на лету»: пока предметный столик микроскопа перемещается на очередное смежное поле зрения, предыдущее поле прецизионно «пиксель в пиксель» стыкуется к полю, захваченному накануне. Итак, поле за полем формируется панорама размером в несколько десятков или сотен полей зрения и разрешением несколько десятков мега пикселей, при этом удельная площадь пограничных объектов сокращается в сотни раз, а воспроизводимость результатов измерений возрастает многократно.
Модульный принцип программного обеспечения Thixomet PRO, реализованный с помощью специальных модулей (plug-in-ов), позволяет формализовать любую практическую задачу количественной металлографии, настроив анализатор на решение только этой задачи. При этом получение полной количественной информации о структуре, в том числе оформленной в виде отчета, достигается нажатием на две-три интуитивно понятных клавиши.
Thixomet PRO является мощным инструментом для формирования базы данных, позволяющей установить количественные зависимости «состав-структура-свойства», необходимые для совершенствования состава материала и технологии получения, а также для проведения металлургической экспертизы, позволяющим вскрыть природу металлопродукции и организовать управления ее качеством в соответствии с требованиями как российских, так и международных стандартов.
Цель лабораторного практикума: познакомить студентов с возможностями и основными методиками количественного анализа микроструктуры сталей и сплавов с помощью компьютерной системы анализа изображений Thixomet PRO.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Дата: 2019-12-22, просмотров: 610.
