画像処理による介在物や微小欠陥分布の極値統計処理と材料評価システムの確立

通过图像处理和材料评价系统建立夹杂物和微缺陷分布极值统计处理

基本信息

批准号：
01550074
负责人：
村上敬宜
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

金属中に含まれる介在物の評価法はJIS点算法などを含めて現在まで数多く提案されている。しかし、介在物の形状、大きさ、材質、分布などが複雑なため疲労強度と介在物の関係を統一的、定量的に明らかにすることは極めて困難であった。本研究者らは微小欠陥材の疲労強度及び介在物を起点とする疲労破壊現象などを詳細に分析した結果、疲労強度に関する限り微小欠陥と介在物は力学的に等価であることを証明し、介在物が疲労強度に及ぼす影響を定量的に評価する方法を確立した。本評価法は、材質パラメ-タのビッカ-ス強さHvと、介在物の幾何学パラメ-タとして介在物を最大主応力方向へ投影した面積の平方根√<area>を用いて疲労強度を予測する方法である。さらに、材料中に含まれる√<area>の最大値√<area_<max>>を極値統計を用いて推定することによりその下限値も予測することができる。本研究では介在物の画像処理システムを構築することにより、多数の材料について√<area>の最大値√<area_<max>>を迅速かつ精度良く求めて疲労限度の下限値を推定するとともに、システムの威力を十分に発揮させるために介在物検査方法の標準化手引き書を作成した。以上のようにして介在物検査画像処理システムを確立した後、実際に高速度工具鋼や圧延ロ-ル用鋼等に本システムを適用した。そして、多くの試験片について疲労限度の下限値推定法は妥当な結果を与えることを示した。さらに、本評価法によれば製鋼法などの冶金学的見地から介在物を制御して疲労強度を向上させる際に定量的な改善が可能であり、従来困難とされてきたこの分野の定量的指針を確立できる見通しができた。

迄今为止，已经提出了多种金属中夹杂物的评价方法，其中包括JIS点计算方法。然而，由于夹杂物的形状、尺寸、材质、分布等复杂，统一定量地阐明疲劳强度与夹杂物之间的关系已经极其困难。通过对微缺陷材料的疲劳强度和夹杂物引起的疲劳断裂现象进行详细分析，这些研究人员证明了微缺陷和夹杂物对于疲劳强度的影响在力学上是等效的一种定量评估方法。建立了夹杂物对疲劳强度的影响。该评价方法以维氏强度Hv作为材料参数，以夹杂物在最大主应力方向投影的面积的平方根作为几何参数√<面积>进行预测的方法。此外，通过使用极值统计来估计材料中包含的√<area>的最大值√<area_<max>>，还可以预测其下限值。本研究通过构建夹杂物图像处理系统，可以快速准确地确定大量材料的√<area> √<area_<max>>最大值，并估算疲劳极限的下限为了充分利用该系统的力量，我们创建了夹杂物检验方法的标准化手册。建立上述夹杂物检测图像处理系统后，将该系统实际应用于高速工具钢、轧辊钢等。还表明，估计疲劳极限下限的方法对于许多测试样本给出了有效的结果。此外，该评价方法使得通过从冶金角度控制炼钢过程等中的夹杂物来定量地提高疲劳强度成为可能，这在传统上被认为是困难的，现在我们有望制定指南。