基于MATLAB的定量金相工具箱开发

摘要

随着计算机技术的高速发展，计算机应用于定量金相分析已是一种趋势，由于其比人工高效、准确，现已广泛的开发和应用。本课题运用MATLAB强大的图像处理和数据分析能力，开发了一个基于MATLAB平台的定量金相分析工具箱。该工具箱采用图形用户的界面设计，操作简单，能完成铸铁的识别与石墨形态分析，断口韧度分析，晶粒度分析、珠光体球化评级和渗碳层测量。
　　铸铁识别和石墨形态分析模块是通过分析铸铁中石墨形态，根据石墨的球化率和轴长比参数所在范围来识别不同种类的铸铁，并进一步确定各种铸铁相关属性的参数。以实际铸铁材料金相照片和国家标准中金相图谱来验证，该模块所计算结果基本可靠。
　　断口韧度分析是通过45钢和HT150冲击试验获取冲击韧度值，并计算出各自断口分形维数，获得断口分形维数与断口韧度值的关系。
　　采用计盒维数法计算各种晶粒度级别国家标准图谱的分形维数，并将此分形维数值作为评级标准，将需要测量晶粒度的金相样品计算分形维数与标准图谱分形维数对比，得出晶粒度，结果表明，该模块具有一定准确度。
　　采用计盒维数法计算珠光体球化评级国家标准中6个球化级别标准图谱的分形维数，并以之作为评级标准，对实际要进行球化评级金相样品进行分形评级，并与常规的人工对照评级比较，结果表明此方法基本可靠。
　　以渗碳实验为基础获取渗层垂直方向金相照片，通过MATLAB小波分析法，对渗碳层灰度图像进行10层分解并分析计算，得到渗层厚度，结果表明此方法基本准确。

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第1章 绪 论

1.1 计算机在定量金相分析方面应用及意义

1.2发展现状

1.3 MATLAB简介

1.4 定量金相分析

1.5 分形理论

1.6 课题研究内容

第2章 基于MATLAB定量金相工具箱的构建

2.1 工具箱创建

2.2 工具箱的界面设计

2.3 功能模块说明

2.4 图像增强方式

2.5 图像分割方式

2.6 二值处理方式

2.7 分析计算

2.8 分析报告导出

2.9 本章小结

第3章 铸铁识别与石墨分析

3.1 评价参数的确定

3.2 国家标准图谱计算

3.3 铸铁金相试样采集

3.4 图像数据分析计算

3.5 本章小结

第4章 断口韧度分析与晶粒度分析及珠光体球化评级

4.1 断口韧度分析

4.2晶粒度分析

4.3 珠光体球化评级

4.4 本章小结

第5章 渗碳层测量

5.1 渗碳作用

5.2 试样制备

5.3 渗层厚度的传统计算方法

5.4 计算机对渗碳层测量

5.5 本章小结

第6章 工作总结和展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

个人简历及攻读硕士学位期间取得的学术成果