Метод обработки информации о неметаллических включениях, получаемой при обследовании микрошлифа готовой стали

Abstract

Неметаллические включения, возникающие в процессе производства стали — это микрочастицы продуктов химических реакций и посторонних примесей, имеющие размеры 0,1–100 мкм. Они являются концентраторами напряжений в готовых изделиях и ухудшают механические свойства стали. Для их исследования из образца исследуемого металла готовят микрошлиф и наблюдают в микроскоп срезы включений плоскостью микрошлифа. Однако на плоскости шлифа исследователь видит не сами включения, а лишь их срезы. Между тем включения разных размеров могут давать срезы одинакового размера и, наоборот, включения одного размера могут давать срезы различных размеров. В данной работе рассматривается метод определения количеств и размеров неметаллических включений на основе этой информации, то есть воссоздание объемной картины распределения включений по размерам на основе плоской картины распределения их срезов плоскостью микрошлифа. Метод основан на теории вероятностей и математической статистике. Показано, что число срезов включений, попадающих в каждый размерный интервал, подчиняется нормальному закону. Разработана методика определения функции распределения включений по размерам для включений сферической формы и разработан соответствующий алгоритм. Nonmetallic inclusions formed in the process of steel production are microparticles of chemical reactions products and foreign impurities having dimensions of 0.1–100 microns. They concentrate stresses in finished products and impair the mechanical properties of steel. To study them, sections are made from the sample of the tested metal and microscopic sections of inclusions are observed in the microscope. However, on the section plane a researcher does not see the inclusions themselves, but only their sections, while inclusions of different sizes can give the sections of the same size and, conversely, the inclusions of the same size can produce the sections of various sizes. In this paper, we consider a method for determining the amounts and sizes of nonmetallic inclusions on the basis of this information, that is, reconstructing the volume picture of the inclusion size distribution based on еру plane distribution of their sections by a section plane. The method is based on probability theory and mathematical statistics. It is shown that the number of inclusion sections into each size interval obeys the normal law. A technique for determining the distribution function of inclusions with respect to sizes for inclusions of a spherical shape and an appropriate algorithm has been developed.