Методика количественной оценки ликвационной полосы
Большинство известных стандартов оценки качества проката предусматривают исследование образцов, отобранных от четверти толщины листа, не принимая во внимание центральную область. В этой области, как правило, содержатся грубые следы зональной ликвации, которые достаточно трудно проработать при прокатке и которые оказывают негативное влияние на механические свойства листа.
Назначение балла (класса) структуры, в основном, производится качественно, при помощи визуальной оценки, в том числе невооруженным глазом, поэтому такие оценки развития ликвационной полосы неточны и субъективны.
В методике количественной оценки ликвационной полосы с помощью анализа изображений за основу были взяты эталоны методики GB/T 13298.
При разработке методики оценки микроструктурной полосчатости феррито-перлитных и феррито-бейнитных сталей использовали метод направленных секущих .Однако данный метод требует выделения по уровню серого темной структурной составляющей (перлита или карбидов в бейните).
Листовой прокат имеет практически полностью бейнитную структуру и выделение какой-либо составляющей не представляется возможным, ввиду сложной морфологии бейнита. Более того, ликвационные полосы являются следствием зональной ликвации, наследуются от осевой химической неоднородности сляба и локализуются в центре листа, поэтому не подлежат оценке стереологическими методами.
Можно заметить, что изображение ликвационной полосы, по сути, является периодическим сигналом, для оценки параметров которого предлагается использовать спектральный анализ с использованием преобразования Фурье.
Для изображения микроструктуры центральной зоны, полученного при увеличении 200х, вычисляются средние значения уровня серого на секущих, параллельных линии прокатки (M(y) ), колебания которых отражают наличие темных полос на изображении. С помощью дискретного преобразования Фурье рассчитывается спектр функции M(y) . На рис. 128 приведены изображения микроструктур осевой зоны с ликвационной полосой 1 и 4 баллов, а на рис. их спектры.
Рисунок 125 Изображения микроструктуры осевой зоны. а) 1 балл, б) 4балл
Рисунок 126 Спектры функции M(y) для изображений ликвационной полосы 1 и 4 баллов.
Методом экспертных оценок установлено, что амплитуда гармоник в диапазоне частот от 0 до 0,05 мкм-1 наилучшим образом описывает степень развития ликвационной полосы в соответствии с эталонными шкалами. Таким образом, рассчитывается сумма амплитуд гармоник в данном диапазоне частот(L).
Уравнение регрессии, используемое для назначения балла, имеет следующий вид:
Б 3,560,08*L
Рисунок 127 Результаты сличения баллов ликвационной полосы полученных методом сравнения с эталонами и с помощью анализа изображений
Соответствие баллов полученных с помощью анализа изображений экспертным оценкам, приведенное на рис.15, говорит об адекватности разработанной методики. Балл, назначаемый таким образом, объективен, так как алгоритм анализа изображения не требует вмешательства оператора.