一种非金属夹杂全视场定量统计分布表征方法技术

本发明专利技术公开了一种非金属夹杂全视场定量统计分布表征方法，该方法包括：步骤S1：建立由非金属夹杂、划痕和外来干扰图像构成的图像数据库；步骤S2，基于非金属夹杂特征图谱建立目标检测模型；步骤S3，对经过处理的待测金属材料表面进行全视场非金属夹杂特征数据的自动采集；步骤S4，对非金属夹杂进行精确到像素级别的分割和提取；步骤S5，大范围全视场非金属夹杂的原位定量统计分布表征。本发明专利技术提供的非金属夹杂全视场定量统计分布表征方法，通过建立目标检测模型，对金属材料中的非金属夹杂进行全视场识别、定位，能够提高识别准确度，避免人工识别造成误差，自动化水平较高。

【技术实现步骤摘要】
一种非金属夹杂全视场定量统计分布表征方法
本专利技术涉及金属材料中非金属夹杂检测
，特别是涉及一种非金属夹杂全视场定量统计分布表征方法。
技术介绍
非金属夹杂分内生和外来夹杂，金属在脱氧形成的氧化物、钢凝固过程中硫、氮溶解度降低析出的硫化物、氮化物统称为内生夹杂物，金属在冶炼过程中引入的耐火材料、炉渣等为外来夹杂。一般认为非金属夹杂的数量、尺寸、成分、分布等是对钢性能产生影响重要因素之一。非金属夹杂物的存在，阻断了金属基体的连续性，使得基体之间的应力不能通过夹杂传递，在脆性和不变形夹杂与基体的界面处，容易产生应力，继而引发裂缝。非金属夹杂的颗粒的尺寸对强度的影响较大，总得来说，钢的强度随着非金属夹杂尺寸的减小而增大。因此，有必要进一步研究非金属夹杂的分布情况，从而考察各加工工艺的稳定性和可靠性。国家标准GB/T10561.2017制定了钢中非金属夹杂含量的测定方法，即统计单一视场中的非金属夹杂，与标准图谱相比较，确定粗系、细系和夹杂级别。该方法需人工识别出视场内的夹杂种类，统计视场单一，检验整个抛光面需要耗时耗力，存在效率低的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非金属夹杂全视场定量统计分布表征方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1)将标准金属材料试样表面用砂纸打磨，然后利用抛光机抛成镜面，对磨抛后的标准金属材料试样利用配制的电解液进行表面电解侵蚀，使得非金属夹杂物充分暴露，通过金相显微镜或扫描电镜获取非金属夹杂物形貌，得到由非金属夹杂、划痕和外来干扰图像构成的图像数据库；/nS2)基于图像数据库，随机选取几个图像，对非金属夹杂进行标记，得到含有非金属夹杂形状标记框的图像，建立非金属夹杂特征图谱；基于非金属夹杂特征图谱建立目标检测模型；/nS3)对待测金属材料进行打磨抛光以及电解侵蚀，通过Navigator-OPA高通量扫描电镜对经过处理的待...

【技术特征摘要】
1.一种非金属夹杂全视场定量统计分布表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1)将标准金属材料试样表面用砂纸打磨，然后利用抛光机抛成镜面，对磨抛后的标准金属材料试样利用配制的电解液进行表面电解侵蚀，使得非金属夹杂物充分暴露，通过金相显微镜或扫描电镜获取非金属夹杂物形貌，得到由非金属夹杂、划痕和外来干扰图像构成的图像数据库；
S2)基于图像数据库，随机选取几个图像，对非金属夹杂进行标记，得到含有非金属夹杂形状标记框的图像，建立非金属夹杂特征图谱；基于非金属夹杂特征图谱建立目标检测模型；
S3)对待测金属材料进行打磨抛光以及电解侵蚀，通过Navigator-OPA高通量扫描电镜对经过处理的待测金属材料表面进行全视场非金属夹杂特征数据的自动采集；
S4)将步骤S3中获得的所有待测金属材料中的非金属夹杂特征数据输入到步骤S2建立的目标检测模型中，该模型首先对非金属夹杂进行识别，将划痕和外来干扰作为背景，然后对非金属夹杂进行精确到像素级别的分割和提取，得到标记了非金属夹杂的二值图像；
S5)对步骤S4中获得的二值图像进行非金属夹杂的统计分布分析，获取大范围全视场上的非金属夹杂的面积、数量、夹杂间距信息，将所有信息反映到全视场中，获得全视场上原位非金属夹杂的定量统计分布数据。


2.根据权利要求1所述的非金属夹杂全视场定量统计分布表征方法，其特征在于，所述步骤S2中，基于非金属夹杂特征图谱建立目标检测模型，具体包括：
采用人工标记的方法，选取分非金属夹杂特征图谱中20％-30％的视场，标记不同类别非金属夹杂的位置信息，将标记后的非金属夹杂特征图谱作为目标检测样本；基于深度学习目标检测算法，将目标检测样本输入到U-Net目标检测网络中，得到建...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙丹丹，万卫浩，王海舟，韩冰，李冬玲，董彩常，赵雷，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11