Исследование микроструктур сплвов с использованием программы Видеотест
.pdf
3.4Порядок работы с программой «ВидеоТесТ» при определении содержания углерода в доэвтектоидной стали
Студент получает от преподавателя задание с распечатанной микрофотографией шлифа доэвтектоидной стали и номер варианта. В программе «ВидеоТесТ» следует загрузить микрофотографию шлифа, для чего используется кнопка 
или пункты меню «Файл» →
«Открыть…». В появившемся окне следует выбрать файл с номером, соответствующим номеру варианта, после чего нажать кнопку
«Открыть».
Для определения содержания перлита при бинаризации изображения следует выделить его темные области. Для бинаризации используется кнопка 
или пункты меню «Операции» → «Бинаризация по
яркости…».
В окне гистограммы яркости следует отметить галочкой пункт «Показать», после чего, для выделения темных областей изображения (перлита), левый треугольный движок сместить до конца шкалы влево, а перемещая правый треугольный движок, добиться того, чтобы области желтого цвета как можно точнее соответствовали величине темных областей – полностью занимали всю их площадь, но не заходили на светлую фазу – феррит (смотри пример на рисунке 7). После точной установки правого треугольного движка следует нажать кнопку «Да».
Рисунок 7 – Получение бинарного изображения перлита из полутонового (для определения содержания углерода в доэвтектоидной стали)
11
Операции отброса зерен, не вошедших в рамку, и морфологические операции, в случае определения содержания углерода в доэвтектоидной стали, проводить не следует!
Сразу же после бинаризации изображения проводятся операции автоматических измерений и расчета площади, занимаемой перлитом. Для этого следует последовательно нажать кнопки 
(соответствующие
пункты меню: «Операции» → «Автоматические измерения») и 
,
(соответствующие пункты меню: «Операции» → «Статистика»). Поскольку, в случае определения содержания углерода в стали,
разделения зерен не проводится, выведенные на экран данные распределения частиц по номеру зерна, гистограмма, средняя, минимальная, максимальная площадь и количество зерен не имеют физического смысла! Смысл имеет только число в строке «Процент площади» (FП), которое следует записать, после чего позвать преподавателя. Затем по формуле (1) следует рассчитать процентное содержание углерода в доэвтектоидной стали C.
4 Задания по работе
Задание 1. Определить средний номер величины зерна G, среднее число зерен в 1 мм3 NU, средний диаметр зерна dm, средний условный диаметр зерна dL и распределение зерен по номеру для изучаемого материала.
Задание 2. Определить процент площади шлифа, занимаемый перлитом FП и процентное содержание углерода в доэвтектоидной стали C.
5 Оформление результатов работы
Отчет по лабораторной работе должен содержать следующие разделы:
1.Титульный лист, оформленный в соответствии с требованиями кафедры.
2.Цель работы.
3.Приборы и материалы.
4.Задание, включающее выданные студенту распечатки микрофотографий шлифов для определения величины зерна и содержания углерода в стали.
5.Описание хода работы, включающее:
а) Последовательность операций, проводимых в программе «ВидеоТесТ» для определения величины зерна сплавов (название каждой операции и ее краткое описание).
б) Последовательность операций, проводимых в программе «ВидеоТесТ» для определения содержания углерода в доэвтектоидной стали (название каждой операции и ее краткое описание).
6.Распечатку таблицы распределения количества и процентного содержания зерен с вписанными номерами величин зерна G.
12
7.Среднюю, максимальную, минимальную площадь зерна и общее количество зерен на микрофотографии с обязательным обозначением размерностей всех величин.
8.Средний номер величины зерна G, среднее число зерен в 1 мм3 NU, средний диаметр зерна dm и средний условный диаметр зерна dL для соответствующего образца с обязательным обозначением размерностей всех величин.
9.График процентного распределения зерен по их номеру (по оси абсцисс
– номер зерна G, по оси ординат – процент количества зерен). 10.Процент площади шлифа, занимаемый перлитом FП и процентное
содержание углерода в доэвтектоидной стали C, рассчитанное по формуле (1).
11.Выводы по работе, в которых дается заключение об установленном среднем номере зерна G и среднем диаметре зерна dm искомой фазы в образце исследуемого сплава, и об установленном содержании углерода C в образце доэвтектоидной стали.
6 Контрольные вопросы
1.Что такое зерна сплавов?
2.От чего зависит размер зерна?
3.На что влияет размер зерна?
4.Какие существуют стандартные способы определения размеров зерна согласно ГОСТ 5639-82?
5.Какие преимущества имеет компьютерное исследование микроструктуры сплавов?
6.Как осуществляется пробоподготовка образцов для компьютерного анализа?
7.Как компьютер определяет размер зерна?
8.Что такое «пиксел»?
9.Что такое «бинарное изображение»?
10.Какие фазы и структуры присутствуют в доэвтектоидной стали? 11.Как содержание углерода влияет на свойства стали и почему?
13
ЛИТЕРАТУРА
1.Бондаренко Г.Г., Кабанова Т.А., Рыбалко В.В. Материаловедение. – М.: Высшая школа, 2007. – 448 с.
2.Фетисов Г.П., Карпман М.Г., Матюнин В.М. Материаловедение и технология металлов. М.: Высшая школа, 2006. – 862 с.
3.Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И. Материаловедение. – СПб.: Химиздат,
2004. – 735 с.
4.Колесов С.Н., Колесов И.С. Материаловедение и технология конструкционных материалов. – М.: Высшая школа, 2007. – 544 с.
5.Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение. – М.: Металлургия,
1983. – 384 с.
6.Пантелеев В.Г., Егорова О.В., Клыкова Е.И. Компьютерная микроскопия. – М.: Техносфера, 2005. – 304 с.
7.Табурчак А.П., Парамонова Н.Н., Корнилова И.Л. Основы работы на персональном компьютере: Метод. указания. – СПб.: СПБГТИ(ТУ), 2006. – 88 с.
8.Фултон Дженнифер. Windows 98. 10 минут на урок: Учеб. пособие. Пер. с англ.–М.; СПб.; К.: Издательский дом «Вильямс», 1999.–256 с.
9.Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. – 7-е изд., перераб. и доп. –
М.: ИНФРА-М, 2001. – 638 с.
14
ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное)
Средние численные значения площади зерна
Номер |
Средняя |
Число зерен на площади 1 мм2, m |
Среднее |
Средний |
Средний |
||
зерна |
площадь сечения |
минималь- |
среднее |
максималь- |
число зерен |
диаметр зерна |
условный диаметр |
G |
зерна a, мм2 |
ное |
|
ное |
в 1 мм3, NU |
dm, мм |
зерна dL, мм |
–3 |
1 |
0,75 |
1 |
1,5 |
1 |
1,0 |
0,875 |
–2 |
0,5 |
1,5 |
2 |
3 |
2,8 |
0,707 |
0,650 |
–1 |
0,25 |
3 |
4 |
6 |
8 |
0,5 |
0,444 |
0 |
0,125 |
6 |
8 |
12 |
22,6 |
0,353 |
0,313 |
1 |
0,0625 |
12 |
16 |
24 |
64 |
0,250 |
0,222 |
2 |
0,0312 |
24 |
32 |
48 |
181 |
0,177 |
0,157 |
3 |
0,0156 |
48 |
64 |
96 |
512 |
0,125 |
0,111 |
4 |
0,00781 |
96 |
128 |
192 |
1448 |
0,088 |
0,0783 |
5 |
0,00390 |
192 |
256 |
384 |
4096 |
0,062 |
0,0553 |
6 |
0,00195 |
384 |
512 |
768 |
11585 |
0,044 |
0,0391 |
7 |
0,00098 |
768 |
1024 |
1536 |
32768 |
0,031 |
0,0267 |
8 |
0,00049 |
1536 |
2048 |
3072 |
92682 |
0,022 |
0,0196 |
9 |
0,000244 |
3072 |
4096 |
6144 |
262144 |
0,015 |
0,0138 |
10 |
0,000122 |
6144 |
8192 |
12288 |
741485 |
0,011 |
0,0099 |
11 |
0,000061 |
12288 |
16384 |
24576 |
2097152 |
0,0079 |
0,0069 |
12 |
0,000030 |
24576 |
32768 |
49152 |
5931008 |
0,0056 |
0,0049 |
13 |
0,000015 |
49152 |
65536 |
98304 |
16777216 |
0,0039 |
0,0032 |
14 |
0,000008 |
98304 |
131072 |
196608 |
47449064 |
0,0027 |
0,0027 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
|
Введение................................................................................................................... |
3 |
|
|
Лабораторная работа. Исследование микроструктуры сплавов |
|
|
|
с использованием компьютерной программы «ВидеоТесТ» ............................. |
4 |
|
1 |
Цель работы ............................................................................................................ |
4 |
|
2 |
Приборы и материалы ............................................................................................ |
4 |
|
3 |
Содержание работы ................................................................................................ |
4 |
|
|
3.1 Определение величины зерна ......................................................................... |
5 |
|
|
3.2 |
Порядок работы с программой «ВидеоТесТ» |
|
|
|
при определении величины зерна ................................................................. |
6 |
|
3.3 |
Определение содержания углерода в доэвтектоидной стали..................... |
9 |
|
3.4 |
Порядок работы с программой «ВидеоТесТ» |
|
|
|
при определении содержания углерода в доэвтектоидной стали ............ |
11 |
4 |
Задания по работе.................................................................................................. |
12 |
|
5 |
Оформление результатов работы ........................................................................ |
12 |
|
6 |
Контрольные вопросы .......................................................................................... |
13 |
|
|
Литература ............................................................................................................. |
14 |
|
|
Приложение А. Средние численные значения площади зерна ........................ |
15 |
|
16
Кафедра теоретических основ материаловедения
Методические указания
Исследование микроструктуры сплавов с использованием компьютерной программы «ВидеоТесТ»
Вадим Владимирович Бахметьев Максим Максимович Сычев
Отпечатано с оригинал-макета. Формат 60x90 1/16 Печ. л. 1. Тираж 100 экз.
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26 Типография издательства СПбГТИ(ТУ) – т. 49-49-365
17