Метод обработки информации о неметаллических включениях, получаемой при обследовании микрошлифа готовой стали

Александр Дмитриевич Дрозин

Аннотация


Неметаллические включения, возникающие в процессе производства стали — это микрочастицы продуктов химических реакций и посторонних примесей, имеющие размеры 0,1–100 мкм. Они являются концентраторами напряжений в готовых изделиях и ухудшают механические свойства стали. Для их исследования, из образца исследуемого металла готовят микрошлиф и наблюдают в микроскоп срезы включений плоскостью микрошлифа. Однако на плоскости шлифа исследователь видит не сами включения, а лишь их срезы, между тем, как  включения разных размеров могут давать срезы одинакового размера и, наоборот, включения одного размера могут давать срезы различных размеров. В данной работе рассматривается метод определения количеств и размеров неметаллических включений на основе этой информации, то есть воссоздание объемной картины распределения включений по размерам на основе плоской картины распределения их срезов плоскостью микрошлифа. Метод основан на теории вероятностей и математической статистике. Показано, что число срезов включений, попадающих в каждый размерный интервал, подчиняется нормальному закону. Разработана методика определения функции распределения  включений по размерам для включений сферической формы и разработан соответствующий алгоритм.


Ключевые слова


обработка информации; кристаллография; неметаллические включения; стереология

Полный текст:

PDF

Литература


Lipiński T., Wach A. Size of Non-Metallic Inclusions High-Grade Medium Carbon Steel. Archives of Foundry Engineering. 2012. vol. 14, no. 4. pp. 55–60.

Lambrighs K., Verpoest L., et al. Influence of Non-Metallic Inclusions on the Fatigue Properties of Heavily Cold Drawn Steel Wires. Procedia Engineering. 2010. vol. 2, iss. 1. pp. 173–181. DOI: 10.1016/j.proeng.2010.03.019

Zeng D., Tian G., et al. Fatigue Strength Prediction of Drilling Materials Based on the Maximum Non-Metallic Inclusion Size. Journal of Materials Engineering and Perfor-mance. 2015. vol 24, iss. 12. pp. 4664–4672. DOI: 10.1007/s11665-015-1753-1

Roshchin, V.E., Roshchin, A.V. Elektrometallurgiya i metallurgiya stali [Electrometallurgy and Metallurgy of Steel]. Chelyabinsk. Publishing Center of SUSU. 2013. 571 p.

Gost ISO 4967:1998. Stal'. Opredelenie soderzhaniya nemetallicheskikh vklyuchenii. Metallograficheskii metod s ispol'zovaniem etalonnykh shkal. Izdanie ofitsial'noe [ISO 4967: 1998. Steel. Determination of the Content of Nonmetallic Inclusions. Metallographic Method Using Reference Scales. Official Edition]. Мoscow. Standartinform. 2010. 32 p.

Saltykov S.A. Stereometricheskaya metallografiya [Stereometric Metallography]. Moscow. Metallurgy. 1970. 376 p.

Chernyavskii K.S. Stereologiya v metallovedenii [Stereology in Physical Metallurgy]. Moscow. Metallurgy. 1977. 280 p.

Chraponski J., Cwajna J., et al. Usefulness Evaluation of the Stereological Methods Applied for Grain Size Estimation. Acta Stereologica. 1999. vol. 18, no. 1. pp. 81–88.

Davtian A., Hahn U., et. al. Estimating Number Density NV — a Comparison of an Improved Saltykov Estimator and the Disector Method. Image Analysis & Stereology. 2000. vol. 19, no. 3. pp. 209 214. DOI: 10.5566/ias.v19.

Anderssen R., Jakeman A. Computational Methods in Stereology. Proceedings of the Fourth International Congress for Stereology, Gaithersburg, Maryland, USA, Septem-ber 4–9, 1975. National Bureau of Standards. U.S. government printing office. Washington. 1976. pp. 13–18.

Jakeman A., Anderssen R., On Optimal Forms for Stereological Data. Proceedings of the Fourth International Congress for Stereology, Gaithersburg, Maryland, USA, September 4–9, 1975. National Bureau of Standards. U.S. government printing office. Washington. 1976. pp. 69–74.

Nicholson W. Estimation of Linear Functionals by Maximum Likelihood. Proceedings of the Fourth International Congress for Stereology, Gaithersburg, Maryland, USA, September 19–24, 1975. National Bureau of Standards. U.S. government printing office. Washington. 1976. pp. 19–24.

Drozin A.D. Calculating of the True Sizes and the Numbers of Spherical Inclusions in Metal. Metallography, Microstructure, and Analysis. 2017. vol. 6, iss. 3. pp. 240–246. DOI: 10.1007/s13632-017-0354-9.

Feller W. An Introduction to Probability Theory and its Applications, vol. 2. John Wiley & Sons Inc. New York, London, Sydney. 1968. 754 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/cmse170401