[发明专利]一种确定钢中微观偏析比取值范围的图像方法

说明书

一种确定钢中微观偏析比取值范围的图像方法，属于钢中微观偏析的测量技术领域。通过计算机统计程序对于样品特定合金元素成分的面扫描数据进行处理，用图像比较的方法来确定X的取值，即计算偏析比的取值范围。用图像的形式输出当取值范围X变化时，在偏析组织图像上显示含量最大区间和含量最小区间内数据点的分布。根据数据点的分布规律选出合适的X取值。优点在于，能够准确确定钢中微观偏析比取值范围。

技术领域

本发明属于钢中微观偏析的测量技术领域，特别涉及一种确定钢中微观偏析比取值范围的图像方法，适用于确定计算钢中合金元素偏析比的取值范围。

背景技术

偏析是合金在凝固过程中发生选分结晶导致的化学成分的不均匀分布现象。在铸坯中表现为枝晶，经过轧制后形成带状。偏析是不可避免的，且对钢材的力学性能、抗裂性能及耐腐蚀性能等有不同程度的损害。工程上需要对偏析进行可靠的定性表征和准确的定量分析。利用电子探针技术能够获得钢中偏析组织某元素分布的定量信息，在此基础上以偏析比S_R来表示偏析的程度，其中

S_R应具有统计意义，因此在实际计算中，最高溶质浓度和最低溶质浓度并不是取面分析数据中的最大和最小值，而是含量最大的若干数据的平均值和相同数量的含量最小的数据的平均值。用于计算平均值的数据的数量占总数据量的百分比X％将直接影响偏析比的计算结果，但并无严格规定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种确定钢中微观偏析比取值范围的图像方法，解决了确定钢中微观偏析比取值范围无严格规定等问题；能够准确确定钢中微观偏析比取值范围。

本发明通过计算机统计程序对于样品特定合金元素成分的面扫描数据进行处理，用图像比较的方法来确定X的取值，即计算偏析比的取值范围。用图像的形式输出当取值范围X变化时(当X取值从小到大变化时)，在偏析组织图像上显示含量最大区间和含量最小区间内数据点的分布。根据数据点的分布规律选出合适的X取值。具体步骤及控制的技术参数如下：

1、采集元素面分布数据

利用电子探针面对样品某一区域的特定成分做面扫描，扫描结果输出为M×N的矩阵，M和N分别为扫描区域水平方向和垂直方向上的数据数量，矩阵中每一元素的值代表该成分的质量百分含量，单位为％。矩阵保存为表格格式，如.xls、.xlsx或者.csv等。

2、元素面分布数据排序

读取表格文件，获得M×N的矩阵A，将矩阵改为1行数列B，即1×(M×N)，并按升序重新排列，得到数列C。

3、在图像上显示含量最大、最小区间内的数据点分布

以X的取值定义含量最大区间和含量最小区间。计算(M×N)×X％并取整，得到含量最大区间和含量最小区间的区间长度L。升序数列C中第L个元素值为C_L，第(M×N-L+1)个元素的值为C_(M×N-L+1)。

构造一个M×N的1矩阵D，即矩阵所有元素值都为1。在矩阵A中找出大于C_L且小于C_(M×N-L)的元素的坐标，并将矩阵D中对应位置的元素值乘以0.5；在矩阵A中找出不大于C_L的元素的坐标，再将矩阵D中对应位置的元素值赋值为0。

构造一个M×N的新矩阵D，根据原数据矩阵各元素的值给新矩阵中相应位置的元素赋值：属于含量最大区间的赋值为1；属于含量最小区间的赋值为0；其余赋值为0.5。将矩阵D映射到一个M×N像素的图像上，用渐变色显示D中元素的数值。规定渐变色的映射范围从0到1。

4、选取合理X取值