[发明专利]一种含裂纹金相试样的浸蚀及图像处理方法和设备有效

专利信息
申请号: 202010641564.9 申请日: 2020-07-06
公开(公告)号: CN111795883B 公开(公告)日: 2023-04-25
发明(设计)人: 仝珂;刘青;马卫锋;李小龙 申请(专利权)人: 中国石油天然气集团有限公司;中国石油天然气集团公司管材研究所
主分类号: G01N1/32 分类号: G01N1/32;G01N21/01;G01N21/95
代理公司: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 房鑫
地址: 100007 北京市*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 裂纹 金相 试样 浸蚀 图像 处理 方法 设备
【说明书】:

一种含裂纹金相试样的浸蚀及图像处理方法和设备,方法包括:将抛光后的试样浸入金相腐蚀液中,直至金属表面原镜面消失;将试样浸泡在无水乙醇当中,浸泡之后取出吹干;使用金相显微镜观察试样裂纹,若裂纹附近水渍消除则分析裂纹以及周围金相组织特征,若裂纹局部仍出现水渍,则确定裂纹和水渍的位置,截取该位置附近的图像,统计显微裂纹区域中每个像素点的灰度值,并进一步确定裂纹附近过渡区的位置和尺度,将裂纹过渡区的灰度函数整体抬升母材其余区域的平均灰度水平,消除微裂纹金相图片中的水渍并保留水渍下的母材组织图像信息。同时提供了图像处理设备、终端及计算机可读存储介质。本发明能够获取清晰的微裂纹及裂纹附近的组织图片。

技术领域

本发明属于金相微观分析领域,涉及一种含裂纹金相试样的浸蚀及图像处理方法和设备。

背景技术

裂纹是完整金属在应力作用下,某些薄弱部位破裂而形成的一种不稳定缺陷,是断裂失效的前期表征。在机械装备失效分析工作中,失效件常常存在较多裂纹。当裂纹太浅无法打开进行断口分析,或因高温氧化、腐蚀或高温蠕变等原因,断口受到了严重污染而无法用扫描电镜来观察断口上的细微特征时,裂纹试样的金相分析技术可以从另一个角度开展对失效件的分析研究。在失效分析工作中会遇到各式各样含裂纹的金相试样。

通常裂纹试样的金相分析主要过程为:将裂纹试样放置在金相显微镜下,观察裂纹的扩展形貌、裂纹附近组织形貌、裂纹内产物形貌等。但金相试样在浸蚀和冲洗时,液体会进入裂纹,显微镜下裂纹附近会出现颜色各异的水渍,给金相分析造成假象和干扰。

实验室常常采用以下方法尝试解决裂纹水渍问题:冲洗后使用快速滤纸按压,调小吹风机风量和温度,并延长吹干时间。此时会发现较宽裂纹试样附近已经没有了水渍。但是对于裂纹细小的微裂纹试样,由于液体毛细现象中浸润作用,即使按上述方法吹干试样,在随后进行显微镜观察时,液体仍然会逐渐渗出表面形成彩色水渍。有文献报道,试验人员采用了502胶水涂覆裂纹试样,随后磨光并浸蚀试样。裂纹内由于填充了凝固后的502胶水,避免了液体渗出现象。但该方法存在明显不足:由于裂纹内填充了胶水,导致无法观察裂纹内的产物形貌,也无法进一步使用扫描电镜能谱仪获得裂纹内产物的成分。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中含裂纹试样金相分析时容易被水渍干扰以及涂胶导致无法观察到裂纹内部形貌的问题,提供一种含裂纹金相试样的浸蚀及图像处理方法和设备,能够消除浸蚀后微裂纹附近的水渍和假象,获取清晰的微裂纹及裂纹附近的组织图片。

为了实现上述目的,本发明有如下的技术方案:

一种含裂纹金相试样的浸蚀及图像处理方法,包括以下步骤:

步骤一、将抛光后的试样浸入金相腐蚀液中,直至金属表面原镜面消失;

步骤二、将试样浸泡在无水乙醇当中,浸泡之后取出吹干;

步骤三、使用金相显微镜观察试样裂纹,若裂纹附近水渍消除则进一步分析裂纹以及周围金相组织特征,若裂纹局部仍出现水渍,则进行步骤四;

步骤四、确定裂纹和水渍的位置,截取该位置附近的图像,统计显微裂纹区域中每个像素点的灰度值,并进一步得到照片的灰度函数g(x,y),对灰度函数g(x,y)函数进行smooth处理得到gm(x,y),并对gm(x,y)一阶导数g′m(x,y)的变化特征进行分析识别,确定裂纹附近过渡区的位置和尺度;将裂纹过渡区的灰度函数整体抬升母材其余区域的平均灰度水平;消除裂纹金相图片中的水渍,并保留水渍下的母材组织图像信息。

作为本发明的一种优选实施方案,所述步骤一将将抛光后的试样检验面朝下浸入金相腐蚀液3-10s,金属表面原镜面消失时试样呈浅灰色。

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