Новый комплексный подход при математическом моделировании металлографических изображений структуры

image_print
DOI https://doi.org/10.15407/pmach2019.04.067
Журнал Проблемы машиностроения
Издатель Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного Национальной академии наук Украины
ISSN 0131-2928 (print), 2411-0779 (online)
Выпуск Том 22, № 4, 2019 (декабрь)
Страницы 67-73

 

Автор

С. П. Романюк, Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства имени Петра Василенко (61002, Украина, г. Харьков, ул. Алчевских, 44), e-mail: romaniuk.khntusg@gmail.com, ORCID: 0000-0002-9226-2205

 

Аннотация

Для повышения эксплуатационной стойкости деталей в производстве и эксплуатации предложен комплексный подход обработки металлографических изображений структур изделий на различных этапах их жизненного цикла. Он основан на применении современной компьютерной программы Thixomet Pro и специально разработанного оптико-математического метода, который дополняет стандартные программы по поиску оптимальных свойств и параметров производства. Проведена оценка металлографических изображений структуры, полученных на оптическом и электронном микроскопах с анализом пикселей фотографий. Сопоставительно проанализированы изменения в структурных составляющих металла двух зон (в основной части и у края рабочей поверхности изделия). В процессе эксплуатации происходит распад менее стабильных структурных составляющих и можно наблюдать уменьшение доли спецкарбидов от 14,4 до 8,15%. Это вызвано влиянием локализации деформации, приводящей к дроблению и выстраиванию дисперсных карбидов под углом 45º по отношению к рабочей поверхности вглубь детали под действием напряжений, которые в процессе эксплуатации являются очагами зарождения и развития трещин. Одновременно отмечается распад карбидов, диффузия углерода и хрома. С помощью математического метода описания структурных изменений установлено, что под действием внешних факторов у края рабочей поверхности выше интенсивность возникающей диффузии химических компонентов. Кроме того, выявлены зоны повреждаемости и максимальной локальной неоднородности, связанной с наличием пор и трещин. Данная методика позволила выявить повышение анизотропии свойств, формируемой в процессе эксплуатации и связанной с деградацией металла, определить степень структурной неоднородности.

 

Ключевые слова: оптико-математический метод, изображение, структурная неоднородность, дефекты, карбидная фаза, диффузия.

 

Полный текст: загрузить PDF

 

Литература

  1. Чубов А. А. Проведение автоматизированного металлографического анализа на примере изображений микроструктур высокопрочного чугуна. Вестн. академии. 2007. № 2 (12). С. 106–114.
  2. Ермаков А. А., Орлов А. А., Садыков С. С., Стародубов Д. Н. Методы и алгоритмы обработки и анализа дефектоскопических и металлографических снимков. Владимир: Владимир. ун-т, 2008. 112 с.
  3. Садыков С. С., Орлов А. А., Ермаков А. А. Теория, алгоритмы и методика обработки линейчатых образов на дефектоскопических снимках. Изв. вузов. Приборостроение. 2009. № 2. С. 11–16.
  4. Orlov А. А., Sadykov S. S., Zhyznyakov A. L. Using the Hough transform for separation and suppression the rib in X-ray scenes. Pattern Recognition and Image Analysis (Advances in Math. Theory and Appl.). 2001. Vol. 11. Iss. 2. P. 365–369.
  5. Orlov A. A., Sadykov S. S. Analysis and syntheses of the rift images. Pattern Recognition and Image Analysis. 2009. Vol. 19. Iss. 1. P. 186–189. https://doi.org/10.1134/S1054661809010301.
  6. Садыков С. С, Яковлев А. В. Математическая модель шероховатой поверхности. Формирование и исследование. Завод. лаб. 2003. № 8. С. 32–35.
  7. Skoblo T. S., Romaniuk S. P., Sidashenko A. I., Garkusha I. E., Taran V. S., Taran A. V., Demchenko S. V. Study of degradation mechanism of metal-cutting tools and their hardening by ZrN PVD coatings. Problems of atomic science and technology. Series: Plasma Physics. 2018. No. 6. P. 300–303.
  8. Skoblo T. S., Romaniuk S. P., Sidashenko A. I., Taran V. S., Taran A. V., Dorozhko I. I., Pilgui N. N. Complex evaluation of structural state degree of strengthening nanocoatings. Problems of atomic science and technology. Series: Plasma Physics. 2019. No. 1 (25). P. 225–228.
  9. Скобло Т. С., Белкин Е. Л., Романюк С. П. Методика математической оценки фазового состава стали. Вісн. Харк. нац. техн. ун-ту с/г. 2014. Вып. 146. С. 8–24.

 

Поступила в редакцию 13 ноября 2019 г.