基于形态特征的超细晶钢全形态晶粒测量与分类方法

为了探明超细晶钢中的所有晶粒形态、粒径及其分布对钢力学性能的影响规律,必需对其进行精确测量和分类。针对目前此项工作人工模式的精度及效率偏低等问题,依据超细晶钢晶粒形态特点,作者提出了能够对其进行有效分类的新的特征参数,通过对晶内极小角、圆形度、形态系数等特征参数的定量分析,实现了对全形态晶粒的自动测量、数值化表征与精细分类。结果表明,该方法对晶内孔洞缺陷具有很好的填充效果,可准确识别出类圆、类多边形、条状、粗针状及尖针状晶粒,为超细晶钢微观组织定量分析提供依据。     

高温合金的晶界提取及特征定量表征方法

晶粒尺寸在金属的拉伸强度、韧性等力学性能方面起着决定性作用，为了定量评估金属中的晶粒，必须在金相图像中确定晶界。针对高温合金高倍显微图像中晶界模糊或断裂、析出相、抛光颗粒杂质干扰等现象，提出一种晶界提取的方法。通过拉普拉斯锐化和直方图均衡化等处理来增强图像对比度，再用Otsu法进行分割，将得到的晶界图求最大连通域去除独立的点，最后作平滑细化操作得到完整的晶界并计算出晶粒的特征参数。对GH4149、GH706、GH738金相图片进行处理，结果表明，该算法效果接近传统软件提取加人为后续加工的效果，省去了重复工作，具有一定的可靠性。     

超细晶粒钢的研究概况与展望

介绍了国内外对超细晶钢的研究和发展概况,阐述了晶粒细化的各种方法,对其中大塑性变形方法进行了重点阐述并提出存在的问题。给出了不同塑性变形方法综合应用的实例及研究成果。结合目前国内外的研究情况,从实际出发,对超细晶钢的生产进行了展望。     

基于模糊算法的7050铝合金微观结构自动分析

晶粒度是高强度铝合金微观组织分析的关键参数。通常是由人工手动获得,整个过程耗时且容易出错。目前随着数字图像处理技术和模式识别技术的快速发展为定量金相分析提供了一种新的方法。利用人工智能实现自动金相分析可以克服手工工艺的缺点。在本文中提出了确定的金相图像的晶粒尺寸的数字图像处理的一种新方法。基于模糊逻辑的边缘检测算法的提取晶界。并对不同方法的金相图像提取方法进行了对比,验证了该方法的有效性。并基于美国材料试验学会（ASTM）标准获得了晶粒度等微观组织参数。     

基于模糊逻辑的7050铝合金晶粒度自动分析方法的研究（英文）

晶粒度是高强度铝合金微观组织分析的关键参数。通常是由人工手动获得,整个过程耗时且容易出错。目前随着数字图像处理技术和模式识别技术的快速发展,为定量金相分析提供了一种新的方法。利用人工智能实现自动金相分析可以克服手工工艺的缺点。在本文中提出了确定的金相图像的晶粒尺寸的数字图像处理的一种新方法。基于模糊逻辑的边缘检测算法的提取晶界。并对不同方法的金相图像提取方法进行了对比,验证了该方法的有效性。并基于美国材料试验学会(ASTM)标准获得了晶粒度等微观组织参数。     

计算机图像处理和模糊技术在确定晶粒度级别中的应用

运用计算机图像处理技术对金相图像进行二值化处理后,采用图像跟踪算法可使单个晶粒面积的精确求取变得十分容易。将模糊综合评价应用于定量金相的面积法当中,所得结果客观、准确,克服了通常的晶粒度级别确定方法的麻烦且不可靠的缺陷,有利于推动材料的研究和生产。     

纳米/超细晶18Cr-8Ni奥氏体不锈钢力学性能及变形机制

采用应变诱发马氏体退火逆相变的方法制备了18Cr-8Ni奥氏体不锈钢的纳米/超细晶组织,并对其力学性能和变形机制进行了分析。通过对奥氏体不锈钢进行室温轧制(压下率为70%)以及分别进行710℃×10 min,760℃×5 min和950℃×5 min的退火处理来获得不同晶粒尺寸的组织。结果表明:纳米/超细晶的平均晶粒尺寸为400 nm,屈服强度为878 MPa,伸长率为33%。对粗晶和纳米/超细晶钢的变形行为进行研究发现,纳米/超细晶钢断口处的显微组织存在大量的应变诱发马氏体和少量的孪晶。然而,在粗晶钢的断口处观察到了应变诱发马氏体、高密度位错和剪切带组织。     

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 晶粒的几何特征度量是金属性能分析的重要基础。文章对钢金相图像中晶粒的晶粒度、面积、直径、均匀度和晶界的光滑度等进行了定义，指出用晶粒的平均面积或平均直径来表征晶粒度或晶粒尺寸，用面积和直径与它们各自的平均值的偏差程度来估算晶粒的均匀度，用晶界跟踪的方向数来估算晶界的光滑度，最后给出了它们相应的估算公式。文章描述的晶粒几何特征度量方法为金属显微图像的更深入分析，如对金属晶粒度的评级、机械性质的分析等提供了很大的帮助。     

超细晶钢热轧板表面开裂型缺陷成因探析及其表征与控制

超细晶钢热轧板一度出现表面开裂型缺陷,其宏观特征为夹杂物与表面裂纹交织。利用电子探针微区分析等手段,分析了发生率较高且又难以消除的Fe O夹杂物及其共生裂纹的本质及形成原因。针对此类开裂型缺陷的形态特征,提出了能够对其进行数值化表征的全新方法及其系列特征参数,通过对线性形态系数、缺陷当量及缺陷率等特征参数的定量计算与分析,实现了对开裂型缺陷的自动测量与数值化表征。继而可根据缺陷表征结果,提出相应的有效控制措施。结果表明,采用这些措施改进的生产工艺后,超细晶钢热轧板表面质量合格率高达100%。     

DX53D+Z镀锌板橘皮缺陷原因分析

针对某厂在以DX53D+Z镀锌板作为结构件进行冲压成形过程中发生的表面橘皮缺陷,采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪等设备对材料的宏观形貌、金相组织、显微形貌、力学性能等进行综合分析,从而探索出其橘皮缺陷的产生原因。结果表明：造成该批冷轧退火镀锌板产生橘皮缺陷的原因为铁素体晶粒出现混晶,晶粒明显大小不一,拉延时,混晶中大小晶粒变形彼此不协调,变形不够均匀,容易从粗大铁素体晶粒变形晶界处起裂,形成鱼鳞状分布、凹凸不平的粗糙表面缺陷即橘皮缺陷。     

超细晶钢微观组织与力学性能的各向异性研究

通过温轧技术,成功制备了平均晶粒尺寸约1μm的超细晶钢。利用扫描电镜、电子背散射衍射和室温拉伸等检测手段,研究了超细晶钢板的微观组织与力学性能的各向异性。结果表明：制备的超细晶钢板不同方向的微观组织和力学性能具有明显的各向异性;纵截面表层和心部的晶粒大多呈现拉长的形态,同时表层的晶粒拟合椭圆长/短轴比相较于心部更小,形状更加接近于圆形,横截面的晶粒拉长状特征相较于纵截面减弱,更接近等轴态,晶粒在三维空间呈细长的扁梭形态;各向强度由高到低依次为轧向、横向、与轧向成45°方向;长梭形晶粒组成的微观组织形态和织构是导致超细晶钢板力学性能各向异性明显的主要原因。     

超细晶界对金属腐蚀性能的影响

晶粒细化是强化金属的重要手段,但是在减小晶粒尺寸的同时会大幅度增加晶界密度,从而对金属的腐蚀性能产生影响。本文综述了超细晶界对常用金属腐蚀性能的影响,着重讨论了晶粒尺寸和晶界种类(包括晶粒间界和孪晶间界)对超细晶金属材料腐蚀性能影响的最新研究进展;指出进一步深入研究晶粒尺寸和晶界种类与腐蚀性能的关系是十分必要的。     

超细晶铁素体钢的力学性能及成形性能研究

采用形变强化铁素体相变超细晶轧制工艺,获得了750MPa级超细晶铁素体钢板,其超细晶铁素体体积比高达93%,晶粒尺寸仅为1μm,并具有优异的成形性能。对超细晶铁素体钢组织的精细分析发现,因铁素体晶界随晶粒超细化而减薄,使得其晶界对材料的力学性能具有双重影响,一方面,屈服强度随着晶界总长度的增加而提高;另一方面,又因晶界减薄而降低。研究表明,超细晶铁素体钢的组织性能关系虽然与霍尔-佩奇关系相吻合,但存在较大偏差,主要表现为斜率显著下降。文章对斜率下降的原因进行了机理分析。     

动态相变制备超细晶钢理论研究进展

晶粒细化能够同时提高钢铁材料的强度和韧性,但工业应用最广泛的TMCP技术对显微组织的细化存在极限,通常仅能将晶粒细化至5 μm.利用动态相变(DT)技术能够制备出晶粒尺寸小于2μm的超细晶钢,对于满足工业发展需求具有重要意义.介绍了动态相变理论的研究进展,主要综述了动态相变形核驱动力、形核方式以及流变应力等方面的研究,...     

12Cr2Mo1钢直角弯头裂纹原因分析

某厂加工的12Cr2Mo1钢直角弯头表面出现裂纹缺陷并有向内部扩展趋势。本文通过对失效弯头样品的宏观检查、无损检测、夹杂物分析、晶粒度评级、金相检验等试验方法．得出裂纹产生的原因是：弯头材料在加工过程中有过热现象,导致晶粒粗大、晶界弱化,在加工应力作用下致使其沿晶断裂。     

高压扭转纯铝的微观组织及晶界结构

室温下对纯铝高压扭转10圈,通过电子背散射衍射分析技术(EBSD)研究了高压扭转纯铝的微观组织及晶界结构。结果表明:变形后纯铝的晶粒尺寸细化至250～1200 nm之间,尺寸200～700 nm区间的晶粒最多,占统计晶粒数的76%,平均晶粒尺寸为530 nm,为典型的超细晶组织。经过仔细观察,在极个别细小的超细晶组织周围发现了晶粒尺寸大于1000 nm的粗大晶粒,但就整体而言,变形后纯铝的晶粒分布较为均匀。纯铝高压扭转后大角度晶界占所有晶界的81%,小角度晶界占19%,大角度晶界数量明显高于小角度晶界,这表明变形过程中发生了动态再结晶。纯铝变形后低重位点阵晶界占29. 14%,其中∑3晶界占7. 2%,以非共格孪晶界为主。     

锌电极组织结构对其电化学性能的影响

在对金属锌进行变形、退火等处理的基础上,用金相法、X射线衍射法、循环伏安法等,分析了金属锌的组织与电化学性能的关系。结果表明:晶界、位错等缺陷会提高锌的溶解速度,同时电极表面的位错对还原过程中锌原子的沉积有利;晶粒的增大会减小晶界面积,使得锌电极的晶间腐蚀等局部腐蚀加剧,降低锌电极的耐蚀性,但是晶粒尺寸对电极电化学性能的影响相对于位错及其他缺陷要小得多。     

原位合成WC-6Co复合粉末制备超细YG6硬质合金

将原位合成WC-6Co复合粉末采用干袋式冷等静压压制成型(压制压力1×10~8 Pa、保压时间15 s),将压制好的坯料采用低压烧结炉烧结(烧结温度1360℃、烧结时间40 min、加压5 MPa、保温保压时间20 min),烧结制备超细YG6硬质合金,对合金的形貌、金相组织及物理力学性能进行分析。结果表明:原位合成WC-6Co复合粉末制备的超细YG6硬质合金,晶粒异常长大,WC平均晶粒尺寸为0.8μm,硬度HV_(30)为(21500±100) MPa,较传统超细YG6X硬度高。再将WC-6Co复合粉末采用滚动湿磨、压力式喷雾干燥、掺成型剂、挤压成型、低压烧结等工序制备超细YG6硬质合金,研究不同晶粒长大抑制剂配比、球磨时间、挤压压力、烧结温度对合金性能的影响。结果表明:添加0.3%VC、0.8%Cr_3C_2(质量分数),湿磨48 h,挤压压力24 MPa,烧结温度1340℃,制备的超细YG6硬质合金WC晶粒均匀,无异常长大的WC晶粒,WC平均晶粒度尺寸0.4μm,呈多边形,外形较圆。强度、硬度最高,抗弯强度TRS为(2250±20) MPa、硬度HV30为(22600±100) MPa。断口形貌为沿晶断裂,沿WC与WC晶界断裂或WC与Co晶界断裂。     

基于图像处理技术的多晶体材料金相图像分割算法研究

选取多晶体材料金相图像为研究对象,针对图像边界不连续、纹路噪声严重等特性,应用数字图像处理技术对多晶体材料金相图像进行处理,实现晶粒的准确分割。首先,对多晶体材料的金相图像进行图像平滑、形态学重建等预处理,然后采用改进的分水岭变换法实现图像中晶粒的分割,为多晶体材料的定量分析和三维重建奠定了坚实的基础。     

30CrNiMo铸钢件冲击性能不合格原因分析

针对30CrNiMo铸钢件调质后冲击吸收能量不合格的问题,通过断口分析、金相检验、硬度测试、化学成分分析等方法对30CrNiMo铸钢件冲击吸收能量不合格原因进行了分析。结果表明,30CrNiMo铸钢件冲击断口为沿晶断口。金相检验发现淬火态晶粒不均匀,存在混晶现象。Nb在原奥氏体晶界处偏聚形成NbC,一方面能降低晶界的活动性,对晶界迁移起阻碍作用,另一方面,形成较多的第二相粒子起钉扎晶界、巩固晶界遗传的作用,最终导致奥氏体晶粒粗化后,钢的韧性—脆性转变温度升高,钢在室温进行冲击时得到脆性穿晶断口和低的冲击性能。