Aparaturowe i metodologiczne aspekty ilościowej analizy mikrostruktury żeliwa

• Autorzy: Warmuzek M. , Boroń Ł. , Tchórz A.

Warianty tytułu

EN

Quantitative analysis of cast iron microstructure in terms of the apparatus and methodology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy porównano wyniki zastosowania różnych systemów obrazowania mikrostruktury (mikroskop świetlny oraz tomograf rentgenowski) oraz różnych systemów analizy obrazu do pomiaru wybranych parametrów stereologicznych i geometrycznych dla dwóch modeli morfologicznych, występujących w stopach odlewniczych, na przykładzie żeliwa z grafitem sferoidalnym i kratkowym. Wykazano statystycznie istotne różnice pomiędzy uzyskanymi wynikami pomiarów, spowodowane przede wszystkim jakością obrazu poddanego analizie oraz lokalnymi cechami geometrycznymi analizowanych obiektów. Porównano wyniki klasyfikacji wydzieleń grafitu według klas wielkości przyjętych w obowiązującej normie PN-EN ISO 945-1, przeprowadzonej na podstawie różnych procedur obrazowania.

EN

In this work the results of the application of different imaging techniques and image analysis systems for measurements of chosen either stereological parameters or geometrical features for some of morphology models occurring in the cast alloys, especially taking into account cast iron with either spheroidal or vermicular graphite have been compared and interpreted. The statistical important difference of the obtained results have been stated and recognized as caused first of all by quality of analyzed images and local geometry features of the analyzed objects. The results of the graphite particles classification according to the size class in the actual standard PN-EN ISO 945-1, using different imaging and analysis procedures.

Słowa kluczowe

PL

mikrostruktura; analiza obrazu; grafit; żeliwo; parametry stereologiczne; klasyfikacja grafitu

EN

microstructure; image analysis; graphite; cast iron; stereological parameters; graphite classification

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 51, z. 3
• Strony: 59--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Warmuzek M.

autor

Boroń Ł.

autor

Tchórz A.

• Instytut Odlewnictwa, ul. Zakopiańska 73, 30-418 Kraków

Bibliografia

• 1. Ogólne wymagania dotyczące kompetencji laboratoriów badawczych i wzorcujących - PN-EN ISO/IEC 17025 wraz projektem nowelizacji przewodnika ISO/EC25.
• 2. Kurzydłowski K.J.: Microstuctural: Applications of the quantitative characterization of microstructures to engineering materials, Science, Volume 27, 31.10-03.11.1999.
• 3. Progress in characterizing materials using image analysis, George F. Vander Voort, New developments in Materials Characterization Technologies; Albuquerque, New Mexico, USA; 23-24 July 1995, pp. 23-32.
• 4. The Image Processing Handbook 2nd. Edition John C. Russ.
• 5. Warmuzek M. et al.: Les modeles physiques et la simulation de la formation de la morphologie de la microstructure d’un alliage Al.-Si, Fonderie Fondeur d’aujourd’hui, Mars 2003, No. 223, pp. 26-37.
• 6. Arbenz H.: The use of structural features to determine the quality of aluminium castings, Giesserei, 1979, Vol. 66, pp. 702-711.
• 7. Cacere M. and al.: Alloy selection for die casting using quality index, AFS Trans., 1999, Vol. 107, pp. 239-247.
• 8. Tensi H.M., Hogerl J.: Metallographische Gefüge Untersuchungen zur Qualitätssicherung von AlSi-Gussbauteilen, Metall, 1994, Vol. 48, pp. 776-781.
• 9. PN-EN ISO 945-1 Mikrostruktura żeliwa - cz. 1: Klasyfikacja grafitu za pomocą analizy wizualnej.
• 10. Ryś J.: Stereologia materiałów, Fotobit Design, Kraków, 1995.
• 11. Wojnar L.: Image Analysis Applications in Materials Engineering, N. York, CRC Press, 1999.
• 12. ASTM E 112 Standard Test Method for Deteming Average Grain Size.
• 13. PN-EN ISO 643 Stopy żelaza - określanie średniej wielkości ziarna.
• 14. PN-EN ISO 2624 Miedź i stopy miedzi - określanie średniej wielkości ziarna.
• 15. Warmuzek M., Gazda A.: An analysis of cooling rate influence on the sequence of intermetallic phases precipitation in some commercial aluminium alloys, Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 1999, Vol. 14, pp. 535-537.
• 16. Todd Quinta E.: An introduction to X-ray tomography and Radon transformation, Proc. of Symposia of Applied Mathematics, 2005, American Mathematics Society, pp. 1-23.
• 17. Ohser J., Schladitz K.: 3D images of materiał structures, processing and analysis, Wiley-VCH, 2009.
• 18. Singh H. et al.: Reconstruction and quantitative characterization of multiphase, multiscale three-dimensional microstructure of a cast Al-Si base alloy, Met. and Mat. Trans. B, 2009, Vol. 40B, pp. 859-870.
• 19. Dinnis C.M., Taylor J.A., Dahle A.K.: Interaction between iron manganese and the Al.-Si eutectic in Al.-Si alloys, Met. and Mat Trans. A, 2006, V37A, pp. 3283-3291.
• 20. Velichko A.: Quantitative 3D Characterization of Graphite Morphologies in Cast Iron using FIB Microstructure Tomography, Dissertation, Saarbrucken, 2008.
• 21. Derruves J., Viaggini G., Bessuel P.: Advances in X-ray tomography for geomaterials, J. Wiley&Sons, 2006.
• 22. Krajewski W.K., Lelito J., Suchy J.S., Schumacher P.: Computed tomography - a new tool in structural examinations of castings, Archives of Met. and Mat. 54(2009), pp. 335-338.
• 23. Chojnacki J.: Metalografia strukturalna, Wyd. Śląsk, Katowice, 1966.
• 24. http://www.nist.gov/pml/data/xraycoef/index.cfm
• 25. Kruk A. i in.: Zastosowanie tomografii elektronowej do przestrzennego obrazowania mikro-i nanocząstek w stopach metali, Inż. Mat., 2010, nr 2 (174), s. 86-93.
• 26. Stampanoni M. et al.: TOMCAT: A beamline for Tomographic Microscopy and Coherent radiology experiments, AIP Ninth International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation, Conf. Proc.-January 19, 2007, Vol. 879, pp. 848-851
• 27. Rappaz M. et al: Connectivity of phases and growth mechanisms in peritectic alloys solidified at low speed: an X-ray tomography-study on Cu-Sn, Met. and Mat. Trans.A, 2010, Vol. 41A, pp.563-567.
• 28. Warmuzek M.: Mikrostrukturalny aspekt kształtowania użytkowych własności odlewniczych stopów Al, Odlewnictwo-Nauka i Praktyka, 2006, nr 5-6, s. 27-35.
• 29. Aphelion ImagingSoftware, Instalation Software, October 1, 2005, Amerinex Applied Imaging and ADCIS.
• 30. AxioVision User’s Guide, Release 4.6.3.
• 31. Volk W.: Statystyka stosowana dla inżynierów, WNT, Warszawa, 1973.
• 32. Costa N. et al.: Influence of graphite nodules geometrical features on fatigue life of high-strength nodular cast iron, J. of Materials Engineering and Performance, 2008, Vol. 17, pp. 352-362.