金相组织定量分析
基于数字图像处理技术的金相组织定量分析-13页PPT精品文档
金相分析的基本技术与理论
金相组织的定义及特征区别
金相：指金属组织中化学成分、晶体结构和物理性能相同的组成，其中包 括固溶体、金属化合物及纯物质。金相组织是反映金属金相的具体形态， 如马氏体，奥氏体，铁素体，珠光体等等。
奥氏体 ：碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体，仍保持γ-Fe的面心立方晶 格 。特征：晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在 马氏体针间的空隙处 。
2、传统的金相分析大多靠人工目测进行，对目标物进行统计计算和几何 参数测量。传统的人工分析方法受人为的因素影响很大，分析速度慢， 劳动强度大，效率低，重现性较差。
3、数字图像处理技术起源于 20 世纪 60 年代，计算机技术和微电子技术 的飞速发展为数字化图像处理技术的应用奠定了基础。近年来，随着 国内外的学者们对图像处理技术的不断深入研究，伴随着大量有价值 的相关算法的提出，使得金相分析的精度不断提高。图像处理技术被 越来越广泛的应用到金相分析的工作当中，成为了金相组织分析的一 种非常有效的手段。
基于数字图像处理技术的金相组织定量分析
姓名：杜存铃 学号：20190264 班级：模式识别与智能系统 导师：王培珍
金相分析研究背景
1、质量是企业的生命，在市场经济的激烈竞争中，质量的问题已经上升 到“质量兴国”的战略高度。金相组织是评价金属质量的重要标准之 一。金相检验的目的，一方面是为了检查金属材料的质量是否符合有 关标准的规定；另一方方面是通过观察鉴定各种缺陷的分布状况和性 质，分析研究产生缺陷的原因和各种工艺因素对金属质量的影响，为 改进工艺质量和各种实验研究提供数据。
马氏体 ：碳在a-Fe中的过饱和固溶体 。特征：
板条马氏体：在低、中碳钢及不锈钢中形成，由许多相互平行的板条组 成一个板条束，一个奥氏体晶粒可转变成几个板条束（通常3到5个） 片状马氏体（针状马氏体）：常见于高、中碳钢及高Ni的Fe-Ni合金中， 针叶中有一条缝线将马氏体分为两半，由于方位不同可呈针状或块状， 针与针呈120o角排列，高碳马氏体的针叶晶界清楚，细针状马氏体呈 布纹状，称为隐晶马氏体 。
微观组织金相分析中的常见问题解答
微观组织金相分析中的常见问题解答金相分析是一种通过显微镜观察金属和合金的组织结构以及相对含量和分布的技术方法。
在工业生产和材料研究中，金相分析常被用来评估材料的性能和质量，并且可以帮助我们了解材料的特性和行为。
然而，在进行金相分析时，有些常见的问题经常困扰着人们。
本文将回答一些常见的关于微观组织金相分析的问题。
问题1：为什么需要进行微观组织金相分析？微观组织金相分析可以提供材料的结构和成分等重要信息，从而帮助我们了解材料的性能和行为。
通过观察金属和合金的显微组织，可以判断材料的晶体结构、晶粒尺寸、晶粒取向、晶界分布以及相的含量和分布等。
这些信息对于评估材料的力学性能、耐蚀性、热处理效果等方面非常重要。
因此，微观组织金相分析在材料工程和金属学等领域具有重要的应用价值。
问题2：常用的微观组织金相分析方法有哪些？常用的微观组织金相分析方法包括光学显微镜、电子显微镜和X射线衍射等。
光学显微镜是最常用的分析工具，它可以观察样品的表面和内部结构，并通过调整显微镜的放大倍数和调焦来实现对不同深度的观察。
电子显微镜可以提供更高分辨率的图像，并且可以通过能谱仪来确定元素的组成。
X射线衍射可以通过分析样品衍射图案来确定样品的晶体结构和取向。
问题3：如何制备金相分析样品？金相分析样品的制备非常重要，制备不当可能会产生伪像或损坏样品。
制备金相样品的常见步骤包括：切割、研磨、抛光和腐蚀等。
切割时应选择合适的工具和切割方向，避免对样品产生过多的热量和应力。
研磨和抛光的过程需要使用一系列的研磨纸和抛光布，逐渐减小颗粒的尺寸，直到获得平滑的表面。
最后，可以使用化学腐蚀剂来去除样品表面的氧化物和其他污染物。
问题4：在观察过程中需要注意哪些问题？在进行金相分析时，需要注意以下几个问题。
首先，为了减少负载效应，观察过程中需要保证显微镜或电子显微镜的照明和观察角度一致。
其次，观察过程中需要避免产生伪像，比如由于样品的不完全抛光或截面损坏而引起的伪像。
金相学和材料显微组织定量分析技术
金相学和材料显微组织定量分析技术发表时间：2019-05-17T10:41:32.753Z 来源：《电力设备》2018年第32期作者：杨丹娜许诺呼唤[导读] 摘要：金相学被认为是金属学的先导，是金属学赖以形成与发展的基础，亦曾被用作早期金属学的代名词；金属材料与热处理专业在过去相当一段时期内则被简称为“金相专业”。
（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江 150046）摘要：金相学被认为是金属学的先导，是金属学赖以形成与发展的基础，亦曾被用作早期金属学的代名词；金属材料与热处理专业在过去相当一段时期内则被简称为“金相专业”。
同样，光学显微镜技术对于无机非金属材料学和其它材料分支学科的重要作用亦类同于其对于金属学；国际上亦有建议采用材相学（materia lography）取代金相学之称，以反映其研究对象已从金属材料拓展到无机非金属材料和高分子材料、复合材料这一现实。
关键词：金相学；图像分析；计算机仿真；材料显微组织；介绍了材料显微组织几何形态的定量表征与分析技术及其标准化、显微组织仿真及设计、以及金相研究时应注意的材料显微组织的若干特性等内容。
对金相学、材相学、体视学、图像分析、虚拟金相学、显微组织仿真及其相互关系亦予以讨论。
一、材料显微组织的计算机仿真与虚拟金相学光学金相技术可以提供材料制备、加工和热处理过程中相变和显微组织演变的许多定性和定量信息。
然而，由于不透明材料三维微观组织的不直接可视性，许多涉及三维显微组织的材料理论模型的验证，难以实际实现的显微组织演变过程研究。
基于模型的材料体视学研究、显微组织的三维可视化研究、材料显微组织的虚拟设计等仍然需要寻求新的辅助研究方法。
材料显微组织结构的计算机辅助模型化与仿真设计即这样一种方法。
利用这些既遵从材料显微组织形成和演变规律，又已数字化且可视化的显微组织仿真的静态或动态模型，可以进行晶粒或任何组织组成物及其动态演变过程的直观分析和定量研究（将其称为“ 虚拟金相学”），获得若干真实金相学所无法获得的组织表征信息和含时间变量的动力学显微组织数据，将有助于我们对真实材料显微组织及其各种演变过程的进一步了解，是近年来材料显微组织学的一个前沿研究方向。
定量金相分析与显微照相ppt课件
用平均值的标准误差：
(V)v(V)v (VviV)v2)
n
n(n1)
95%的置信水平下，相体积分数为
VV = VV ± VV ＝PP ± C（ Vv ）
建议用Excel等处理数据
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四。照相显微镜的构造及显微照相技术
1、显微照相的目的与意义
把所要研究的特征组织拍摄下来，以便长时间保存和研究。
以，其放大倍数（Mp）并不等于物镜放大倍数和目镜放大倍数 乘积，而应等于：
Mp L M 250
对于一定的物镜与目镜组合，随暗箱位置的不同，放大倍数 可在相当大的范围内变化。所以，在照相前必须对所用的暗箱长 度与放大率的关系作校正。 3）照相试样的要求
制作照相试样时，要使磨面上的磨痕以及其它缺陷减小到最 小程度。
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测量长度时要用测微标尺校正
总长度1mm，分为100份，每一分度为0.01mm=10m。
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此处网格单边长 = 0.20 mm
(一定要用与观测样品的相同放大倍数进行标定!!! )
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5）暗室技术（完全黑暗）
负片的操作：显影→水洗→定影→水洗→晾干 （1）显影——使已感光的银盐还原成金属银
注意浸蚀适当，低倍照相时，可以浸蚀得深一些，高倍照则 应浅一些。
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4）照相底片的选择 ★采用感光速度DIN17/10的最为适宜。 ★底片曝光时间的确定——通过试验确定（本实验中听从
实验员安排） ★底片装卸应在完全黑暗的暗室中进行，装底片时应使乳
胶面向上，不要用手摸乳胶面。（本实验要自己装）
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实验四定量金相分析
实验四定量金相分析一、实验目的1．了解定量分析的基本符号和基本方程的意义。
2．掌握在显微镜下进行定量分析的基本方法。
二、实验概述材料的力学性能主要取决于其内部组织结构。
近年来组织强度学的研究已总结出许多定量规律。
因此通过显微组织中面（晶界、界面）、线（位错线）、和点（第二相粒子）的定量测定可建立组织参数和力学性能之间的对应关系。
在显微镜下观察到的组织特征是二维的，因此不能直接观察组织的三维立体图像。
从二维图像推断三维组织图像的科学就叫体视学。
把体视学应用于金相学研究的科学叫定量金相学。
1．定量金相的基本符号定量金相的测量对象是点数P、线长度L、平面面积A、曲面面积S、体积V、测定的特征数N等。
定量金相所测得的量常用被测量与测试量的比值来描述。
规定将测试量的符号写在被测量的下角标位置。
表1列出了定量金相测定时的一些基本符号。
表1定量金相测定时的一些基本符号和组合记号2．定量金相的基本方程（1）V V=A A=L L=P P表示体积比、面积比、线长比及点数比是相等的关系。
（2) S V=4L A/ =2P L给出了显微组织中，单位测试体积中被测相的表面积与单位测试面积中被测相的表面积、单位测试面积中被测相所占的线长以及单位测试线上被测相中所占的点数的关系。
（3）L V=2P A给出了三维空间中，单位测试体积中被测相的点数和单位测试面积上被测相所占的点数之间的关系。
（4）P V=L V S V/2 给出了单位测试体积中被测相的点数和单位测试面积上被测相的点数，以及单位测试线上被测相点数的关系。
3．定量分析的基本方法（1）比较法将被测相与标准图进行比较，和标准图中那一级接近就定为那一级。
这种方法简便易行，但误差大。
晶粒度、夹杂物、碳化物及偏析等都可以用比较法定出其级别。
（2）P P的测量（计点法）用一套专用的网格来进行计点，网格的形式及其测量方法如图 1。
测试是落在每个测试对象上的点数不大于1，且所选网格的间距和所测对象的间距相近。
金相定量分析课件
定量金相学 把体视学应用于金相学研究的科学
就叫定量金相学
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§8 .1定量金相主要测示的参数
二、基本符号和基本方程
金相定量 分析测量
？
材料组织的：
点数(P)
线长(L) 平面面积(A) 曲面面积(S) 体积(V) 物体的个数(N)
3
§8 .1定量金相主要测示的参数
二、基本符号和基本方程
1、基本符号 表示被测量与测试用的量(用下标T表示
一平均线截距长度， = LL/NL (mm)
—平均截面积， —平均曲面积， —平均体积，
= AA/NA (mm2) = SV/Nv (mm2) = Vv/Nv (mm3)
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§8 .1定量金相主要测示的参数 二、基本符号和基本方程
2、基本方程 (1) Vv = AA = LL = Pp
①体积比、面积比、线长比及点数比是相 等的关系
L= L1+ L2+ L3
L1 L2 L3
LL= L/LT
LLT 20
截线法还可以测量 PL, 即单位测试线上与 被测对象的交点数
截线法还可以测量NL, 即单位测量线上被测 对象的个数
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§8 .2 定量金相的基本方法
四、截面法
选定视场,其总面积为AT,测量出待测相面 积Aα ,则面积分数AA = Aα/AT
相，试验网格为10×10，第二相有15 点落在计点网格上，有6点正好落在 网格的边界上，求第二相的体积百分
数？
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§8 .3 定量分析在材料研究中的应用 一、晶粒尺寸的测定
1、比较法
2、截线法
(也叫弦计法或 晶粒平均直径法) 求出平均截距 表或计算晶粒度级别
金相组织定量分析(PPT34页)
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6、意志坚强的人能把世界放在手中像 泥块一 样任意 揉捏。 2020年 11月17 日星期 二上午 1时11 分26秒0 1:11:26 20.11.1 7
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7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我 。。20 20年11 月上午 1时11 分20.11. 1701:1 1Nove mber 17, 2020
残余奥氏体面积：4%
01.金相组织定量分析
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球墨铸铁：石墨+铁素体基体
01.金相组织定量分析
低碳钢组织：F+P
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选区不完整
01.金相组织定量分析
BX80膨胀管试样：F+B
不同选择参数下的选区差异
贝氏体含量：53.8%、
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77%
01.金相组织定量分析
第二种方法：通过各种相的特有晶体结构 主要借助扫描电镜+电子背散射衍射仪 例如：铁素体——bcc结构（体心立方） 奥氏体——fcc结构（面心立方）
二值化灰度图
01.金相组织定量分析
低碳钢金相组织照片 ：F+P
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01.金相组织定量分析
P面积百分比：51.38%
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01.金相组织定量分析
J55试样金相组织： F+P P面积：77.6%
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01.金相组织定量分析
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20Cr活塞销淬火试样：马氏体+ 残余奥氏体
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8、业余生活要有意义，不要越轨。20 20年11 月17日 星期二 1时11 分26秒0 1:11:26 17 November 2020
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9、一个人即使已登上顶峰，也仍要自 强不息 。上午 1时11 分26秒 上午1时 11分01 :11:262 0.11.17
深入解剖金相学和材料显微组织定量分析技术(一)
深入解剖金相学和材料显微组织定量分析技术（一）金相技术作为材料研究和检验手段，要追溯到索拜（Sorby）1860 年开始运用光学显微镜研究金属内部组织并于1864 年在历史上最早发表金属显微组织的论文。
此后，光学显微镜逐渐成为研究和检验金属材料组织的有效手段。
正因如此，金相学被认为是金属学的先导，是金属学赖以形成与发展的基础，亦曾被用作早期金属学的代名词；金属材料与热处理专业在过去相当一段时期内则被简称为“金相专业”。
同样，光学显微镜技术对于无机非金属材料学和其它材料分支学科的重要作用亦类同于其对于金属学；国际上亦有建议采用材相学(materialography)取代金相学之称，以反映其研究对象已从金属材料拓展到无机非金属材料和高分子材料、复合材料这一现实。
目前，金相技术仍是材料科学与工程领域最广泛应用的、易行有效的研究和检验方法，金相检验则是各国和ISO国际材料检验标准中的重要物理检验项目类别。
但随着材料研究与检验方法的不断丰富，为与其它实验手段区分，目前金相学习惯上已只取其狭义，主要指借助光学（金相）显微镜、放大镜和体视显微镜等对材料显微组织、低倍组织和断口组织等进行分析研究和表征的材料学科分支，既包含材料三维显微组织的成像（imaging）及其定性、定量表征，亦包含必要的样品制备、准备和取样方法。
其观测研究的材料组织结构的代表性尺度范围为10-9-10-2m 数量级，主要反映和表征构成材料的相和组织组成物、晶粒（亦包括可能存在的亚晶）、非金属夹杂物乃至某些晶体缺陷（例如位错）的数量、形貌、大小、分布、取向、空间排布状态等。
当需要对不透明材料的三维显微组织进行无偏定量表征时，基于几何概率学、定量金相学和图像分析技术等发展起来的材料体视学测试技术则成为必不可少的工具。
本文将主要扼要介绍材料显微组织几何形态的定量表征与分析技术及其标准化、显微组织仿真模型、以及金相研究时应注意的材料显微组织的若干特性等内容。
金相实验报告——金相定量分析与定量样品组织的特殊显示
西安交通大学实验报告课程：金相技术与材料组织显示分析实验日期：年月日专业班级：组别交报告日期：年月日姓名：学号报告退发：（订正、重做）同组者：教师审批签字：实验名称：金相定量分析与定量样品组织的特殊显示实验目的：1．熟悉用定量金相法测定相的相对含量；2．熟悉定量金相样品组织的特殊显示方法。
实验概述：由于材料的显微组织与其性能密切相关，描述显微组织的特征参数需要利用定量金相的方法来测量和计算。
自动图像分析仪用于定量分析，它能够方便迅速地进行测量和计算。
在进行定量分析工作时测量前应提前选好具体的测量方法和测量参数。
定量分析常用的测量方法有比较法、计点法、截线法、截面法及联合截取法等。
定量测量中因仪器、使用方法、操作员等的因素影响测量结果，一般进行有限次测量。
提高测量次数可提高精度。
定量分析中都要求进行误差计算。
常用误差公式有：算术平均值、标准偏差、绝对误差等等。
简述所用的测量方法和步骤：1.比较法比较法是把被测相与标准级别图进行比较，最接近的定位被测相的级别。
2.计点法计点法是用一套不用网格间距的网格一般为3*3、4*4、5*5的网格，在样品图像上选择一定的区域，求落在某个相上的测试点数P和测量总点数P T之比，落在网格测试点上的算一个，和测试点相切的算半个。
3.截线法截线法是用一定长度的刻度尺或测试线来测试单位测试线上的点数P L，单位长度的测试线上的物体个数N L及单位测试线上第二相上所占的线长L L，也可用不同半径的圆组如三个间距相等的同心圆或平行线组或一定角度间隔的径向线组，把网格落在要测的组织上，测试测定线与被测相的交点数，求出单位测试线上被测相的点数。
4.截面法截面法是用有刻度的网格来测量单位面积上的交点数P A或单位测量面积上的物体个数N A，也可测量单位测试面积上被测相所占的面积百分比A A。
5.联合测量法联合测量法是计点法和截线法结合起来进行测量。
常用来测定单位测试线上的点数P L和点分数P P，有定量分析方程可求出表面积和体积的比值，S V/V V=2P L/P P。
计算机辅助定量金相显微镜分析实验
“计算机辅助定量金相显微镜分析实验”实验报告一、实验目的（1）掌握金属材料组织结构与力学性能之间的关系，能够根据组织材料判定其力学性能。
（2）掌握定量金相显微分析系统的正确操作方法，能利用设备进行金相组织的初步定量分析。
二、实验原理定量金相方法通过先确定材料组织的数量、大小、形状和分布，然后分析组织特征参数与成分或性能之间的内在联系，从而建立它们之间的定量关系。
系统将金相组织的图像拍摄下来后对图像进行数字化和编码，把图像从连续形式变为离散形式，把图像简化为图形，以进行定量参数测量和性质描述。
三、实验装置及试样计算机辅助定量金相分析系统，灰铁、球铁、20钢、45钢金相试样各一。
四、实验步骤（1）用IS200W多媒体显微实验互动系统和电子显微镜对灰铁、球铁、20钢、45钢金相试样采集金相图像，每种试样分别取三个不同的视场保存；（2）用ISO100显微图像系统对试样进行分析，每种试样分析前要进行定标操作。
五、实验结果12、球墨铸铁34六、实验结果分析与讨论（1）利用铁碳合金平衡状态图的杠杆定律计算材料的组织组成物百分比含量，与实验结果对照；分析产生误差的原因，并提出改进试验效果的措施。
∗100%=23.82%20钢：珠光体：0.20−0.02180.77−0.0218∗100%=57.23%45钢：珠光体：0.45−0.02180.77−0.0218实验中20钢的平均珠光体含量为28.5%，比理论值高；45钢为50.9%。
，比理论值低。
对于20钢，可能的原因是二值化时选择的灰度偏低，或是采集图像时灰度处理没有处理好。
对于45钢，可能的原因是二值化时选择的灰度偏高，微粒删除时设置的值偏大，或是采集图像时灰度处理没有处理好。
改进措施：采集图像或二值化时减慢调节灰度的速度，仔细观察，使二值化后的轮廓较为符合珠光体的轮廓。
（2）根据测量的结果判别石墨级别的大小，分析球化率对材料的力学性能的影响。
本次实验中石墨大小的额平均值为0.6288，而根据GB/T9441-1988《球墨铸铁金相检验》标准，在100x下观察，石墨长度小于等于1.5mm的石墨级别为8级，故本次实验中石墨级别为8。
金相组织的定量分析
符号 P—测试点数
L—线长
A—交截的平面面积或测试面积 S—表面积或界面面积 V—立体特征物体积或测试体积 N—测量对象的个数
3.2.1 网格数点法
1 1
1/2 1
1/2
1/2
1/2 1/2
1/2
100μm 图 1 铸造 Fe-Mn-Si-Cr-Ni 形状记忆合金金相照片（200 倍）
采用网格节点测量物相，根据点的参量而获得其体积含量的方法。此方法仅 适用于形态近似等轴状物相的测定。选择合适的测量网格，将其覆盖在被测的图 像上，数出落在被测物相中的格点数。待测物相边界上的格点，以 1/2 点计数。 按公式（2）计算得数即为待测物相体积百分数。
三、
实验原理
金相组织的分析是研究金属材料性能、成分、组织结构和加工工艺之间关系 的主要方法之一。传统的金相分析主要是经验性的定性或半定量分析，要进行定 量分析费时费力。但是，近年来随着计算机数字图像处理技术的迅速发展，使得 金相分析领域的自动化程度逐渐提高。目前，采用图形处理和计算软件可以方便 快捷的实现金相组织的定量分析。因此，本实验通过对比传统方法与采用图形处 理和计算软件的金相组织定量分析方法， 使学生了解和掌握上述两类方法各自的 优缺点，以及适用的范围，培养学生从事工业生产和科学研究的基本技能。 在显微镜下，观察到的组织是二维的。所以，我们不能直接观察组织的三维 立体图像。而我们可以由二维截面或者投影面上的图像特征参数复原（或推证） 三维空间图像形貌，这门科学被称为体视学。根据体视学原理，由金相试样磨面 上测量和计算出的二维参量来确定三维空间中物相体积百分数，这叫定量金相 学。 3.1 定量金相的基本符号 在定量金相测定中，测量的具体对象是点数 P、线长 L、平面面积 A、曲面 面积 S、体积 V、物相的个数 N。由此派生出一些复合符号，表示被测量与测试 用的量（用下标 T 表示）的比值。 3.2 基本原理 通过二维平面中点、线、面等几何参量的测量，根据公式（1）点、线、面、 体之百分数的互等关系，推算出显微组织中待测物相三维空间的量值。 互换等式为： PP=LL=AA=VV 式中： PP—待测相交点百分数；
金相组织中相比例用什么软件进行定量计算
金相组织中相比例用什么软件进行定量计算好像我们这里的金相软件就带有这样的功能啊，它是利用不同的相颜色不同来分辨的金相显微镜带金相分析软件，你可以去看看，软件内容很齐全的AXiovision有分析功能啊，或者用KS400的软件要不就用IPP吧，这个大家的认可度比较高Axiovision使用方法：1、打开Axiovision，方法不说了，完整版用狗就行；2、打开图片，方法也不说了，不过图片最好带标尺；3、定义标尺：工具栏——measurement——scalings——左下角next——选X方向定义标尺（就第一个按钮，如果有特殊需要也可以选其它选项），按照图片标尺画一条横线，在左上角输入标尺标明的长度，注意单位——ok——命名新定义的标尺——finish——在弹出的对话框中选择刚定义的标尺，load，标尺定义完毕；4、加载工具：工具栏——measurement——interactive measurement——measurement configuration——一般选outline（手动多边形，如有特殊需要，也可以选其它工具）——feature ——area（面积）以及其他需要的选项，比如长宽等，如果需要的工具在右边的框中，只需选中点左箭头add即可；如在左边而不需要，则选中，点右箭头remove即可——选择完毕ok；5、手动划分各相：点选outline快捷工具（一般在工具栏下方）——在图片上左键点击画选区，沿着相边缘一路点下去，到该闭合处右键单击，然后依次将所要统计的同一相选中（只能选一相）；如果不想显示数值，只需在measurement中把show value点掉即可；6、统计面积：measurement——create data table（一般左侧会有快捷工具，选measure——create data table即可）——将格式下拉菜单从list改为table——点击Start即可7、输出结果：在数据表窗口下点选append data table（和上一步类似）——点file name后面的省略号——save data table as即可8、以上输出的结果为一个相的面积和，若要计算它在整体中的百分比，需要把整个图片的面积算一下，选中全图输出结果即可；9、多相面积百分比统计把每个相重复以上过程即可。
灰铸铁金相检验标准
灰铸铁金相检验标准灰铸铁是一种广泛用于机械制造的铸铁材料，其性能直接关系到零部件的质量和使用寿命。
金相检验是对灰铸铁材料进行质量检测的重要手段，通过金相检验可以了解材料的组织结构、缺陷情况和性能特点，为生产工艺和质量控制提供重要依据。
本文将介绍灰铸铁金相检验的标准内容和要点，以便于相关人员进行准确、规范的检验工作。
一、金相检验的目的。
灰铸铁金相检验的主要目的是了解材料的组织结构和性能特点，包括晶粒大小、石墨形态、基体组织、缺陷情况等。
通过金相检验可以评定材料的组织均匀性、强度和硬度等性能指标，为材料的选用和工艺设计提供依据。
二、金相检验的标准。
1. 样品的制备，样品的制备是金相检验的第一步，样品的制备质量直接关系到检验结果的准确性。
样品的制备应符合相关标准要求，包括样品的切割、研磨、腐蚀和清洗等步骤。
2. 显微组织观察，金相检验的核心是对样品的显微组织进行观察和分析。
观察时应选取代表性的区域，包括铁素体、珠光体、渗碳体和石墨等组织结构，以了解材料的组织均匀性和形貌特征。
3. 组织定量分析，除了显微组织观察外，金相检验还需要对组织结构进行定量分析，包括晶粒大小、石墨形态、基体组织比例等参数的测定，以便于对材料性能进行评定。
4. 缺陷检测，金相检验还需要对材料的缺陷情况进行检测，包括气孔、夹杂、裂纹等缺陷的类型和分布情况，以评定材料的质量状况。
三、金相检验的要点。
1. 样品的制备应符合标准要求，避免制备过程对样品组织结构的影响。
2. 显微组织观察时应选取代表性的区域，避免观察结果的片面性和不准确性。
3. 组织定量分析需要准确的测试方法和仪器设备，以确保分析结果的准确性和可靠性。
4. 缺陷检测需要综合运用不同的检测方法，对材料的缺陷进行全面、深入的分析。
四、金相检验的意义。
灰铸铁金相检验是对材料质量进行评定的重要手段，通过金相检验可以了解材料的组织结构、性能特点和缺陷情况，为材料的选用和工艺设计提供依据。
3金相显微镜的定量解析
图2
钢的晶粒度级别图（放大100x）
3.2 计点法
• 利用有不同网格间距的网格，一般常选用 3×3mm，4×4mm，5×5mm的网格进行测量。 • 在试样或照片上选一定的区域，求落在某个相 的测试点数P和测量总点数PT之比，即PP=P/PT。 • 如图3所示，用3×3的网格测定石墨的体积分 数VV，图中有两个石墨球正好和测试点相切， 每个按1/2计算，有一个测试点落在石墨球内
2.2 基本方程
定量分析中常用的体视学基本方程有以下几个： （ 1） （ 2） VV=AA=LL=PP
SV 4
LA 2 PL
（ 3）
（ 4）
LV=2PA
1 2 PV LV SV LV LA 2PA PL 2
图1
测量值与计算值之间的关系
• 以上方程列出了一些基本量的换算关系， 把不能直接测量的量用可以直接测量的 量推算出来。 • 它们的基本关系如图1所示，此图表明了 测量值与计算值之间的关系。 • 图中圆圈中的量为可以直接测定量，方 框中的量只能利用可以直接测量的量计 算出来。
6 5 4
7 6 5
8 7 6
8 7
8
2) 截线法 • 截线法也叫弦计法，又叫晶粒平均直径法。首先选有代表 性的部分，用一定长度的测试线L与晶粒相截交，数出所 截交晶粒个数N，末端未被完全截交的晶粒以一个计入， 如图6 所示。 • 算出单位测试线上的晶粒个数NL，并算出晶粒的平均截距。 根据ASTM关于晶粒度的计算公式为：当放大倍数为100时， 晶粒平均截距为 32.0mm时，其晶粒级别为0，对平均截距 为 mm的晶粒，其晶粒度级别为： L
积中被测相的点数和单位测试面积上被测相的 点数以及单位测试线上被测相点数的关系。这 里PV是不能直接测量的，可以由PA和PL的测量 得到。
金相学和材料显微组织定量分析技术
金相学和材料显微组织定量分析技术发表时间：2019-05-17T10:41:32.753Z 来源：《电力设备》2018年第32期作者：杨丹娜许诺呼唤[导读] 摘要：金相学被认为是金属学的先导，是金属学赖以形成与发展的基础，亦曾被用作早期金属学的代名词；金属材料与热处理专业在过去相当一段时期内则被简称为“金相专业”。
（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江 150046）摘要：金相学被认为是金属学的先导，是金属学赖以形成与发展的基础，亦曾被用作早期金属学的代名词；金属材料与热处理专业在过去相当一段时期内则被简称为“金相专业”。
同样，光学显微镜技术对于无机非金属材料学和其它材料分支学科的重要作用亦类同于其对于金属学；国际上亦有建议采用材相学（materia lography）取代金相学之称，以反映其研究对象已从金属材料拓展到无机非金属材料和高分子材料、复合材料这一现实。
关键词：金相学；图像分析；计算机仿真；材料显微组织；介绍了材料显微组织几何形态的定量表征与分析技术及其标准化、显微组织仿真及设计、以及金相研究时应注意的材料显微组织的若干特性等内容。
对金相学、材相学、体视学、图像分析、虚拟金相学、显微组织仿真及其相互关系亦予以讨论。
一、材料显微组织的计算机仿真与虚拟金相学光学金相技术可以提供材料制备、加工和热处理过程中相变和显微组织演变的许多定性和定量信息。
然而，由于不透明材料三维微观组织的不直接可视性，许多涉及三维显微组织的材料理论模型的验证，难以实际实现的显微组织演变过程研究。
基于模型的材料体视学研究、显微组织的三维可视化研究、材料显微组织的虚拟设计等仍然需要寻求新的辅助研究方法。
材料显微组织结构的计算机辅助模型化与仿真设计即这样一种方法。
利用这些既遵从材料显微组织形成和演变规律，又已数字化且可视化的显微组织仿真的静态或动态模型，可以进行晶粒或任何组织组成物及其动态演变过程的直观分析和定量研究（将其称为“ 虚拟金相学”），获得若干真实金相学所无法获得的组织表征信息和含时间变量的动力学显微组织数据，将有助于我们对真实材料显微组织及其各种演变过程的进一步了解，是近年来材料显微组织学的一个前沿研究方向。
金相定量分析 金相室共56页文档
6
、
露
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7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
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9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
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66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
金相定量分析方法
金相定量分析方法实验四金相定量分析方法一(实验目的1(了解定量分析的基本符号和基本方程的意义。
2(掌握在显微镜下进行定量分析的基本原理。
3( 掌握手工点计数法测定体积分数的试验方法。
二(实验设备和样品1(4XCE倒置式金相显微镜2(各种不同含量的Sn-Pb合金试样、不同碳含量的Fe-FeC合金试样进行定量分3析实验三(实验概述定量金相是利用显微镜在金相磨面上测得的二维参量来推算三维空间中金相组织含量的方法。
为了研究金属材料的金相组织和性能的定量关系，需将金属磨面上二维空间的组织参数，依立体几何和体视学原理换算成三维空间参数进行分析。
1938年美国材料试验协会制定ASTM-E八级晶粒度标准，定量金相技术就开始应用于金属材料的检验和研究。
60年代，由于可自动测量的定量金相显微镜的制成和体视学的应用，金相定量测定的技术得到长足的发展。
在金属和合金组织的各种形态参数的测量中，应用定量金相技术可以测定第二相体积分数、第二相尺寸、质点间距、对有方向性组织的取向程度、比相界面、近邻率、连续性等。
主要有比较法和测量法两大类。
比较法将所测相和标准图片比较定出一个定量级别，此法只能得到关于材料组织或缺陷的一个笼统的概念，准确性差，但快速简便。
测量法能得到所测相的准确定量的数据，分为非自动测量法和自动测量法两种。
非自动测量法利用一般光学显微镜和一些简单测量工具，测量可在金相组织照片或在金相显微镜投影屏上进行，也可直接通过带有测微标尺的目镜在试样上测定。
自动测量法使用定量仪器，测量既可直接在试样检验面上进行，也可在组织的电子图像或照片上进行，测量速度快，误差小。
常用的有测量面积法、线分法和点标法三种:?测量面积法。
可用求积仪测量模板直接测量被测相在检验面上的面积，也可以把被测相从金相照片上剪下来，秤重以计算其重量而换算成面积。
?线分法。
利用测微标尺测量被测相在单位测试线上所占的比率L、单位测试线上的点数P和单位测试线上LL的相个数N。
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02. 金粒度分析
高频焊管焊缝
组织：F+B
02. 金粒度分析
小结：
腐蚀后晶界清晰，晶粒度评定结果比较可靠。
M-A腐蚀分析
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3 . M-A腐蚀分析
M-A的形成：首先钢材冷却过程中形成富碳奥氏体小岛
1、分解或部分分解为铁素体+渗碳体
随后可能分解：
2、部分转变为马氏体（M-A） 3、奥氏体仍旧保留下来
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01.金相组织定量分析
低碳钢金相组织照片 ：F+P
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01.金相组织定量分析
P面积百分比：51.38%
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01.金相组织定量分析
J55试样金相组织： F+P P面积：77.6%
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01.金相组织定量分析
20Cr活塞销淬火试样：马氏体+ 残余奥氏体
残余奥氏体面积：4%
腐蚀剂：2%偏重亚硫酸钠溶液+4%苦味酸溶液的混合液 （1:1）
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3 . M-A腐蚀
白色为MA岛
X80管线钢 焊缝区
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X500
3 . M-A腐蚀
白色为MA岛
X80管线钢 焊缝区
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X500
3 . M-A腐蚀
晶界白色网 状为MA岛
X80管线钢 HAZ区
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02.晶粒度分析
J55热轧态试样 ： F+P
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02.晶粒度分析
25CrMnMo调质态晶粒度
腐蚀剂：饱和苦味酸水溶液+盐酸+洗涤剂
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02.晶粒度分析
BSG-1试样焊缝
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马氏体Page 22
奥氏体+δ铁素体
2. 应该通过合理的工艺控制焊缝和HAZ 区中M-A的 尺寸和数量。
Page 33
请各位领导专家批评指正！
谢谢！
34
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01.金相组织定量分析
球墨铸铁：石墨+铁素体基体
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01.金相组织定量分析
低碳钢组织：F+P
Page 10
选区不完整
01.金相组织定量分析
BX80膨胀管试样：F+B 不同选择参数下的选区差异 贝氏体含量：53.8%、 77%
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01.金相组织定量分析
第二种方法：通过各种相的特有晶体结构
主要借助扫描电镜+电子背散射衍射仪 例如：铁素体——bcc结构（体心立方） 奥氏体——fcc结构（面心立方）
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01.金相组织定量分析
通过电子背散射衍 射仪（EBSD）进 行定量分析 晶体结构相同， 但缺陷含量不同
组织：马氏体+ 铁素体
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01.金相组织定量分析
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金相组织定量及组织分析
金相组织定量分析
晶粒度分析
M-A腐蚀分析
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金相组织定量分析
第一种方法：通过组织对腐蚀液不同表现 第二种方法：通过各种相的特有晶体结构
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01.金相组织定量分析
第一种方法：通过组织对腐蚀液不同表现
分析步骤： 1.调整对比度 2.二值化选择测量对 象
二值化灰度图
01.金相组织定量分析
小结：实验结构的准确性
1.金相法：组织清晰，组织区别较大（对比度）
2.电子背散射衍射法：具有不同晶体结构的各相
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晶粒度分析
测量方法： 1.比较法 2.截点法（截距法）
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02.晶粒度分析
晶界图
测量网格
截点法
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02.晶粒度分析
X65级管线钢照片： F+P
X500
3 . M-A腐蚀
白色块状＞5μm M/A尺寸＜3μm
X80管线钢 HAZ区 X500
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腐蚀后异常
3 . M-A腐蚀
热影响区 晶界“项链状”组织
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3 . M-A腐蚀
内焊缝热影响区开裂
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3 . M-A腐蚀
小结：
1. M-A岛形状和含量会导致焊缝和HAZ区晶界弱化， 对材料性能造成影响。