[发明专利]一种合金两相微结构参数特征提取方法

说明书

本发明涉及材料微细观特征参数测量方法技术领域，具体涉及一种合金两相微结构参数特征提取方法，适用于含第二相粒子的金属两相微结构尺寸和形貌参数的提取。包括如下步骤：1)合金金相试样制备与合金微观SEM图像获取；2)合金微观SEM图像二值化与降噪；3)计算二值化SEM图像两相节点坐标矩阵；4)获取两相组织参数数据集；5)两相组织参数数据集混合高斯分布拟合；6)两相组织微观参数提取。本发明基于合金微观SEM图像和改进旋转截距法，通过对SEM图像进行二值化处理、利用旋转弦获取两相节点坐标矩阵、混合高斯分布分析与拟合等步骤建立一种合金γ′/γ两相微结构参数的快速和高效提取方法。

技术领域

本发明涉及材料微细观特征参数测量方法技术领域，具体涉及一种合金两相微结构参数特征提取方法，适用于含第二相粒子的金属两相微结构尺寸和形貌参数的提取。

背景技术

镍基高温合金由于其优异的高温蠕变、疲劳、抗氧化和抗腐蚀性能广泛应用于航空发动机和燃气轮机高温部件如涡轮叶片和涡轮盘的制造中。

镍基高温合金的高温力学性能与合金内部的γ′/γ两相共格结构密切相关，在材料的设计中就要对γ′/γ两相微结构的尺寸和形貌等微观参数及逆行控制和优化。因此，发展镍基高温合金微观两相结构参数的提取方法对于新材料的涉及和研发是必不可少的。

另一方面，材料在服役过程中也不可避免地会发生各种微结构的演化，因此发展材料微观结构参数提取方法研究微结构的演化对于合金的安全服役也是十分重要的。

现有提取镍基合金两相微结构参数的方法是通过操作人员将合金的微观SEM图像导入图像处理软件如Image Pro Plus和Image J等，利用软件的阈值调整和画线统计方法对第二相粒子的参数进行统计。由于提取和统计的结果高度依赖于操作人员的自身经验，导致结果不仅含有较大的人为倾向性和不稳定性，而且操作复杂，需要耗费大量精力。因此，如何能够准确和高效地提取和统计镍基高温合金γ′/γ两相微结构参数是高温合金设计和服役领域亟待解决的关键问题。

中国专利110334664A公布了一种合金析出相分数的统计方法、装置、电子设备及介质，能够较为快速地获得合金第二相粒子的体积分数，但是无法提取第二相粒子的尺寸参数，存在一定的应用局限性。

Latypov等人于2018年在其发表的文章Application of chord lengthdistributions and principal component analysis for quantification andrepresentation of diverse polycrystalline microstructures中提出了一种应用旋转截距法提取合金晶粒参数的方法，但是对于含两相微结构的镍基高温合金由于边界和第二相粒子的影响，上述方法并不能很好的适用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种合金两相微结构参数特征提取方法，克服已有方法的不足，基于合金微观SEM图像和改进旋转截距法，通过对SEM图像进行二值化处理、利用旋转弦获取两相节点坐标矩阵、混合高斯分布分析与拟合等步骤建立一种合金γ′/γ两相微结构参数的快速和高效提取方法。

本发明是这样实现的，一种合金两相微结构参数特征提取方法，包括如下步骤：

1)合金金相试样制备与合金微观SEM图像获取；

2)合金微观SEM图像二值化与降噪；

3)计算二值化SEM图像两相节点坐标矩阵；

4)获取两相组织参数数据集；

5)两相组织参数数据集混合高斯分布拟合；

6)两相组织微观参数提取。

优选地，上述方法包括如下步骤：