【文章內(nèi)容簡介】 物及純物質(zhì)。金相組織是反映金屬金相的具體形態(tài)，如鐵素體、珠光體、奧氏體、馬氏體等等。球墨鑄鐵金相組織中含有以下形態(tài)【7】：（1）鐵素體 根據(jù)GB94411988球墨鑄鐵金相檢驗評定鐵素體數(shù)量。其百分比，按大多數(shù)視場對照圖片評定。一般不檢查鐵素體數(shù)量，僅檢查與其共存的珠光體數(shù)量（2）珠光體 在球墨鑄鐵中，珠光體的形態(tài)一般分三級：粗狀珠光體、片狀珠光體、細片狀珠光體。隨著珠光體的細化，球墨鑄鐵的強度和硬度有所提高。若基體為粒狀珠光體，則球墨鑄鐵在保持一定強度的同時，具有更高的塑性。（3）奧氏體、貝氏體、馬氏體 由奧氏體、上貝氏體或下貝氏體通過等溫淬火，加入適當(dāng)元素獲得。（4）滲碳體 滲碳體多呈針狀、條狀，在球墨鑄鐵中易使基體變脆，故應(yīng)避免其出現(xiàn)。（5）磷共晶體 磷共晶體在球墨鑄鐵中對性能的危害比在灰鑄鐵中大得多。沿晶界分布的二元或三元磷共晶體，強烈降低球墨鑄鐵的韌性、塑性和強度，受沖擊時，裂痕總是沿磷共晶體邊緣開始開裂。Matlab 具有強大的圖形圖像處理功能，能很好地滿足定量金相分析工作。要分析圖像的集合特征就要對圖像進行分解，分解的結(jié)果就是圖像被分解成一些具有某些特征的圖像的基元。相對于圖像來說這些基元更容易被快速處理，顯然這些特征的提取是很重要的，它對分類器設(shè)計及其性能影響甚大。而所謂的特征提取是指從特征定義、經(jīng)選擇或變換直到得出有效特征的全過程。特征提取是模式識別的關(guān)鍵問題，圖像的特征是圖像中可用作標(biāo)記的屬性，它可分為圖像的統(tǒng)計特征和圖像的視覺特征。圖像的統(tǒng)計特征是指人為定義的特征，通過變換才能得到，如圖像的直方圖、矩等；圖像的視覺特征是指人的視覺可直接感受到的自然特征，如區(qū)域的輪廓、紋理等。經(jīng)過圖像處理后得到的二值圖像，不僅比灰度圖像的存儲量要更小之外，更主要的是可以通過二值圖像計算出圖像中目標(biāo)物的幾何特性，如目標(biāo)物的大小、位置等。如果不止一個目標(biāo)物，則可以對應(yīng)于這些目標(biāo)物進行標(biāo)記，以及定出對像物間的差別，從而可以進一步進行圖像相關(guān)參數(shù)的測量。 球墨鑄鐵金相組織特征主要有石墨形態(tài),石墨球化率,石墨大小，球化分級,磷共晶和碳化物的類型,數(shù)量等特征。本研究針對以上提及的球墨鑄鐵的金相組織特征一一進行了研究分析，結(jié)果顯示石墨形態(tài)、大小是評定石墨球化率的基礎(chǔ)。在金相檢驗中，通常所見到的是幾種形態(tài)的石墨共存。在這種情況下，評定石墨的球化質(zhì)量須用球化率來解決。所謂球化率，是指在規(guī)定的視場內(nèi)，所有石墨球化程度的綜合指標(biāo)。它反映該視場內(nèi)所有石墨接近球狀的程度。國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)石墨形態(tài)及其分布和球化率，將球墨鑄鐵石墨球化分為16級。球墨鑄鐵的力學(xué)性能在很大程度上決定于球化率。一般來說，在其他條件相同的情況下，球化率愈高，力學(xué)性能也高。GB9441－1988球墨鑄鐵金相檢驗標(biāo)準(zhǔn)將石墨大小分成六級。球墨鑄鐵石墨球的大小對力學(xué)性能的影響很大，減小石墨球徑，增加石墨球在單位面積的個數(shù)可以明顯地提高球墨鑄鐵的強度、塑性和韌性。石墨球徑的減小，使單位面積上球墨鑄鐵數(shù)量增多，可使抗疲勞強度提高，因此，細化石墨也是提高抗疲勞強度的一個要求。如表3。表3（石墨直徑（100）mm）石墨大小分級級別3級4級5級6級7級8級直徑＞2550＞1225＞612＞36＞≤將圖12金相圖像中的石墨球進行部分標(biāo)記，計算其石墨球的外接圓直徑，確定石墨球的大小級別。圖12 標(biāo)記圖號的金相圖結(jié)果如表4所示。表4 石墨大小級別圖號球1球2球3球4球5球6球7直徑5032251612106級別3級3級4級4級5級5級6級（1）石墨球化率評級的方法：石墨球化率是球墨鑄鐵分析的一個最常用的指標(biāo)，對球化率的計算，首先需求出每個石墨球的外接圓，然后算出單個石墨的面積率，即石墨的實際面積除以最小外接圓的面積，再把面積率和球狀修正系數(shù)對照，具體方法如下：（2）石墨的面積率： （2）在確定最小外接圓時，采用的是石墨的最大投影長為直徑，石墨的實際面積根據(jù)封閉圖形中的像素來計算。根據(jù)GB9441—88可查出5種球狀的修正系數(shù)如表5所示。表5 球狀修正系數(shù)1.石墨面積≥＜修正系數(shù)0定義二值圖像中目標(biāo)物的面積A就是目標(biāo)物所占的像素點的數(shù)目，即區(qū)域的邊界內(nèi)包含的像素點數(shù)。設(shè)目標(biāo)的大小為MN，對二值圖像，目標(biāo)物，背景為0，則目標(biāo)物的面積A為： （3）通常面積的計算可以直接對分割出的物體區(qū)內(nèi)像素記數(shù)即可。如圖13所示。 圖13 示意圖 圖14 單粒石墨如圖14左邊的圖像顯示，其中的網(wǎng)格放大了2000倍，每一格為6x6的大小，數(shù)得黑色區(qū)域所占的網(wǎng)格數(shù)量，近似值為160； （4）球墨鑄鐵的力學(xué)性能是和它的金相組織密切相關(guān),保證鑄鐵中石墨球化良好，是熔制球墨鑄鐵的第一要求。只有石墨球化，才能充分發(fā)揮金屬基體的作用，使鑄鐵的力學(xué)性能大幅度提高。也只有石墨球化后，進一步改變基體的性能才更有意義。國標(biāo)中有把球鐵石墨球化分級如表6。表6 球化級別球化級別說明球化率（%）1級石墨呈球狀，少量團絮，允許少量團絮狀≥952級石墨大部分呈球狀，余為團狀和極少量團絮狀90953級石墨大部分呈團狀，余為團絮狀，允許少量蠕蟲狀80904級石墨呈分散的蠕蟲狀球狀團狀團絮狀70805級石墨呈聚集分布的蠕蟲狀片狀及球狀團狀團絮狀60706級石墨呈聚集分布的蠕蟲狀和片狀及球狀、團狀、團絮狀不規(guī)定采集下列a、b、c、d、e、f六種球墨鑄鐵的金相組織圖來分析計算它們的球化率，評定其球化級別，結(jié)果如表7。表7 球化率和球化級別圖樣計算球化率球化級別a、%1級b、95%2級c、90%3級d、78%4級e、65%5級f、45%6級球化率的計算公式： （5）其中分別表示五種球狀修正系數(shù)的石墨顆數(shù)。驗證某球墨鑄鐵材料的球化級別也可以通過數(shù)視場中的石墨顆粒數(shù)來初步確定，根據(jù)表8可進行估算。表8 修正系數(shù)2.球狀修正系數(shù)顆粒數(shù)42715263429第四章 結(jié)語 經(jīng)過三個多月的努力，畢業(yè)設(shè)計終于在老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的協(xié)助下結(jié)束了。通過畢業(yè)設(shè)計，首先讓我們自己對Matlab這門課的掌握有了進一步的加深和鞏固，能夠更熟練得應(yīng)用各種功能，特別是運用它來完成對圖像的處理。突然感覺到Matlab在圖像處理方面的運用的廣泛和它的功能之精湛。對于我們即將步入社會的應(yīng)屆畢業(yè)生來說，這是我們在學(xué)校里最后的學(xué)習(xí)任務(wù)，所以我們都竭盡全力去完成，不敢馬虎。在畢業(yè)設(shè)計的期間，我們查閱了許多有關(guān)Matlab圖像處理的書籍，盡管這只是我們完成畢業(yè)設(shè)計的一個手段，也跟我們的專業(yè)知識沒太大的聯(lián)系，可我們也在用心的學(xué)。其次就是關(guān)于球墨鑄鐵各方面的深入了解，由于我們有上《機械工程材料》這門課程，所以我們大體知道球鐵的各性能和存在的問題。從中我們學(xué)到了許多圖像處理的方法，也認識到了我們自身存在的不足。由于畢業(yè)設(shè)計時間較短，所以該設(shè)計在完成的時候還有許多問題存在，比如：（1）Matlab安裝的問題；（2）對Matlab的工作環(huán)境不熟悉；（3）Matlab的相關(guān)操作不熟練，功能沒有完全掌握等。其次，我深刻體會到利用Matlab來實現(xiàn)圖像處理的方便簡單。圖像處理技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域受到廣泛重視并取得了重大的開拓性成就，屬于這些領(lǐng)域的有航空航天、生物醫(yī)學(xué)工程、工業(yè)檢測、機器人視覺、公安司法、軍事指導(dǎo)、文化藝術(shù)等，使得數(shù)字圖像處理成為一門引人注目、前景遠大的新型學(xué)科。在這次課程設(shè)計過程中，感觸很深，由于對Matlab圖像處理的函數(shù)不熟悉，導(dǎo)致自己走了很多的彎路，通過本次課程設(shè)計，使自己對Matlab設(shè)計流程有了比較深刻的體會，同時也了解了一般軟件設(shè)計的過程。在設(shè)計過程中碰到了很多的問題，通過這些問題，使自己分析問題，解決問題的能力得到了較大的提高。利用Matlab 只需幾個簡單的函數(shù)就可