[发明专利]一种构件表面损伤面积的测量方法

说明书

本发明公开了一种构件表面损伤面积的测量方法，适用于构件表面损伤程度的定量分析领域。测量方法包括以下步骤：使用体视显微镜或扫描电镜对待测表面进行拍照，并使用图像处理软件对照片进行清晰化处理；使用金相显微镜自带的金相分析系统对处理后的照片进行涂色标记，并对错误标记处进行人工修正，然后去除图片背景避免产生干扰；使用图像分析软件对照片涂色处进行识别测量，得出准确的表面损伤面积，还可通过简单计算得出材料表面损伤区域所占的百分比，用于评估材料或构件表面损伤程度。

技术领域

本发明涉及构件表面损伤程度的定量分析技术领域，具体涉及一种构件表面损伤面积的测量方法，用于对轴承、齿轮等构件表面的磨痕、剥落或缺陷面积进行精确的定量测量。

背景技术

接触疲劳是轴承、齿轮等构件的典型失效模式，构件表面或次表面由于接触疲劳作用萌生疲劳裂纹，疲劳裂纹逐渐扩展引起构件的接触面发生剥落损伤，引起构件失效。对构件表面的损伤程度进行分析，在构件的失效分析工作中起着非常重要的作用，但通常的分析方法只局限于使用显微镜对表面进行观察，通过肉眼对表面的损伤程度进行评估。有的研究人员会使用接触式轮廓仪对构件表面进行接触式扫描，得出构件表面的粗糙度和轮廓曲线，但使用轮廓仪测量仅能得出构件表面某一接触线的粗糙度和损伤的截面深度，不能直观地反映出接触面的整体损伤程度。除了轮廓仪，利用白光干涉仪也是比较常见的表面损伤测量方法，白光干涉仪是通过干涉条纹的移动变化测量几何长度或折射率的微小改变量，而测得构件表面选定区域的损伤程度，但是白光干涉仪仅能通过表面区域的颜色差异大致评价表面损伤程度，并不能对表面损伤情况进行定量测量，因此在实际的分析工作中存在较大误差。无论使用接触式轮廓仪还是白光干涉仪，测试中都需要使用样品实物，且测试仪器价格非常昂贵，很多非专业机构并不具备这种检测条件，这也给构件表面损伤程度的定量分析工作带来很大困难。

金相显微镜是材料学研究工作中的基础仪器，金相显微镜配套的金相分析系统功能丰富，使用金相分析系统可以进行晶粒度、非金属夹杂物等进行测量表征。金相分析系统中的“颗粒检测”功能可以对金相组织中的碳化物颗粒、第二相颗粒等进行涂色标记，并进行统计分析，其基本原理是对突显于基体组织的较亮或较暗的部分进行涂色，然后对涂色区域进行测量统计。因此可以使用金相分析系统的“颗粒检测”对突出显示的表面损伤处进行标记涂色，并去除背景，避免对涂色区域的测量产生干扰。

Image J是一种基于Java的图像处理软件，可计算选定区域内分析对象的一系列几何特征，可以对图片进行区域和像素统计，常用于生物学研究中的细胞密度测量、材料学研究中的孔隙率测量等，利用Image J软件可以对涂色区域进行测量统计的功能，可以对经过金相分析系统处理构件表面照片进行测量分析，精确地得到构件表面的损伤区域面积，实现损伤程度的定量分析。

发明内容

本发明的目的在于提供一种构件表面损伤面积的测量方法，该方法可通过最基本的设备及软件实现构件表面损伤程度的精准定量分析，且可在无样品实物的情况下完成测量，提高分析工作效率，测量结果稳定可靠。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种构件表面损伤面积的测量方法，包括以下步骤：

(1)对待检测构件表面使用体视显微镜或扫描电镜进行拍照；

(2)使用Photoshop等图像处理软件对照片进行清晰化处理，使损伤区域突出显示于背景表面；

(3)使用金相分析系统的“颗粒分析”功能对处理后照片中的损伤区域进行涂色标记，并人工修正误涂区域；

(4)使用Image J(或其他图像分析软件)对照片涂色区域进行测量，软件会自动得出涂色区域的面积；

(5)根据测试结果得出构件表面损伤区域面积，也可计算得出损伤面积百分比。

步骤(3)中，通过人工修正去除构件表面加工刀痕等易被误识别涂色的原始损伤区域。