顕微鏡画像分析装置の金属組織分析への応用
粒度の測定は、金属組織検査作業において頻繁に行われる検査項目です。従来の方法は、関連規格（GB6394-2002）の標準画像を参照し、標準画像と比較して粒度レベルを評価することです。この方法は簡単で迅速ですが、主観的な誤差も比較的大きくなります。GB6394で規定されている他の2つの方法、つまり面積法と切片点法（仲裁法）を使用すると、正確な測定結果が得られますが、これら2つの方法は使いにくく、面倒です。画像分析装置を使用して切片法で粒度を測定すると、粒度レベルを直接かつ迅速に決定できます。
切片点法は、所定の長さの測定グリッド上の粒界切片を数えることによって粒度を決定します。粒度等級指数 G の計算式は次のとおりです。
G＝-3.2877＋6.6439lg(M×N／L)
式：L - 使用される測定グリッドの長さ（mm）
M - 観察用の倍率
N - 測定グリッドL上の切片点の数
LとMは既知の数値です。Nが測定されれば、画像分析装置は粒度レベルを得ることができます。実際の測定作業中、粒子内部に存在する可能性のあるさまざまな析出物や、不適切な腐食制御によって引き起こされる粒界破壊により、正確な測定に一定の困難が生じます。画像分析装置の腐食機能と拡張機能を使用して粒子を除去する必要があります。粒子内部の析出物と粒界を再構成して、完全な粒子画像を取得します。
金属材料の微細構造の割合などのパラメータを定量的に測定し、それらが機械的特性に与える影響を調べることは、金属組織分析における画像分析装置の主な用途の 1 つです。たとえば、ねずみ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、鋳鋼、低炭素鋼のフェライトとパーライトの割合、二相鋼のマルテンサイトとフェライトの割合、浸炭焼入れ硬化層とオーベライトボール、鉄の残留オーステナイト含有量、高リンブレーキシューのリン共晶含有量、鋳造アルミニウム合金の共晶シリコン含有量、ベアリングブッシュホワイト合金のベータ相含有量などを決定します。これらのタスクは、画像分析装置の基本機能を使用して簡単に実行できます。特定の材料の異なるマトリックス構造に対して定量的な金属組織分析を実行し、その機械的特性と比較すると、微細構造と機械的特性間の定量的な対応を深く研究できます。
コーティングの下の基材の表面粗さや電気メッキ工程の影響により、コーティングの厚さは不均一になります。厚さの不均一性による測定誤差を解決するために、画像分析装置がコーティングを測定する際、まずコーティングの断面形状を表示します。互いに平行、コーティング面に対して垂直、コーティングを横切る直線を画面上に多数描き、各直線でコーティングの厚さデータを測定した後、これらのデータを処理してコーティングの平均厚さと最大厚さ、最小厚さなどのパラメータを取得します。測定対象が円周上にコーティングが施された非常に細い金属線である場合は、その断面画像を撮影し、中心から異なる角度で放射方向に沿って多数の直線を描くと、測定することもできます。
脱炭層と浸炭層の深さを決定する
まず、マトリックス組織のフェライト含有量を測定し、次に画面上に表面と平行な可動直線を描きます。直線を通るフェライト含有量を計算します。直線が中心に向かって移動するにつれて、マトリックス組織内のフェライト含有量がわかり、固形分が面積と一致すると、直線と表面との距離が脱炭層または浸炭層の深さになります。
