Метод обработки информации о неметаллических включениях, получаемой при обследовании микрошлифа готовой стали
Автор: Дрозин Александр Дмитриевич
Рубрика: Вычислительная математика
Статья в выпуске: 4 т.6, 2017 года.
Бесплатный доступ
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.
Обработка информации, кристаллография, неметаллические включения, стереология
Короткий адрес: https://sciup.org/147160632
IDR: 147160632 | УДК: 004.021, | DOI: 10.14529/cmse170401
The method of processing information about nonmetallic inclusions obtained from the investigation of the surface of finished steel samples
Nonmetallic inclusions formed in the process of steel production are microparticles of chemical reactions products and foreign impurities having dimensions of 0.1-100 microns. They concentrate stresses in finished products and impair the mechanical properties of steel. To study them, sections are made from the sample of the tested metal and microscopic sections of inclusions are observed in the microscope. However, on the section plane a researcher does not see the inclusions themselves, but only their sections, while inclusions of different sizes can give the sections of the same size and, conversely, the inclusions of the same size can produce the sections of various sizes. In this paper, we consider a method for determining the amounts and sizes of nonmetallic inclusions on the basis of this information, that is, reconstructing the volume picture of the inclusion size distribution based on еру plane distribution of their sections by a section plane. The method is based on probability theory and mathematical statistics. It is shown that the number of inclusion sections into each size interval obeys the normal law. A technique for determining the distribution function of inclusions with respect to sizes for inclusions of a spherical shape and an appropriate algorithm has been developed.
Список литературы Метод обработки информации о неметаллических включениях, получаемой при обследовании микрошлифа готовой стали
- Lipiński T., Wach A. Size of Non-Metallic Inclusions High-Grade Medium Carbon Steel//Archives of Foundry Engineering. 2012. Vol. 14, No. 4. P. 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. P. 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 Performance. 2015. Vol. 24, Iss. 12. P. 4664-4672 DOI: 10.1007/s11665-015-1753-1
- Рощин В.Е., Рощин А.В. Электрометаллургия и металлургия стали. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ. 2013. 571 с
- ГОСТ ИСО 4967:1998. Сталь. Определение содержания неметаллических включений. Металлографический метод с использованием эталонных шкал. Издание официальное. М.: Стандартинформ, 2010. 32 с
- Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1970. 376 с.
- Чернявский К.С. Стереология в металловедении. М.: Металлургия, 1977. 280 с.
- Chraponski J., Cwajna J., et al. Usefulness Evaluation of the Stereological Methods Applied for Grain Size Estimation//Acta Stereologica. 1999. Vol. 18, No. 1. P. 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. P. 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. September 4-9, 1975. National Bureau of Standards. U.S. government printing office. Washington: 1976. P. 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. P. 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. P. 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. P. 240-246 DOI: 10.1007/s13632-017-0354-9
- Феллер. В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения. Т. 2. М.: Мир, 1963. 754 с.
