棱边与照片边缘平行。
[0054]3b)根据照片的实际位置和所标记的特征点进行三维重构，重构时相邻面的共用棱边是重合的。
[0055]上述三维重构主要是通过转动照片的空间角度的来实现的，具体的角度与实际需要有关。根据视觉成像原理，同一样品当观察者处于不同位置时，看到的某一个面的形状和大小都不一样，如图2中照片是在相机镜头位置观察得到的图像，如图中a0b，b0c，a0c大小和形状各不相同。重构的过程实际上是，将在显微镜下观察的图片通过大小和形状的变换和重新组合，使其具有三维可视效果。根据观察位置上，计算照片角度和大小的变换，然后采用具有图像变换功能的软件调整每一张照片的空间位置，旋转一定的角度，在进行重构时，应保证原有标记仍然处在对应位置，例如aOb面与bOc面相交的Ob棱边在进行重构时仍必须保证重合。
[0056]aOb 照片旋转角度为(x = 316.9°，y = 327.5°，z = 26.9° )，bOc 照片旋转角度为(X = 0°，y = 0°，z = 0° )，aOc 照片旋转角度为(x = 70.7°，y = 314.V，z=296.4° )，并保证原有标记仍然处在对应位置，获得如图3所示的三维立体照片，完成重构。
[0057]实施例2
[0058]本实施例提供一种大型铸锻件宏观偏析简易三维重构方法，包括样品的抛光，样品的化学腐蚀，样品的三维重构三个步骤，具体如下:
[0059]抛光步骤具体为:
[0060]Ia)样品的切取:将从实际大型铸锻件取下来的样品用线切割的方法分割成多块子样品，子样品为立方体，其棱边长为15mm ;
[0061]lb)样品的粗磨:选择子样品的共顶点的三个面进行磨光，每个面依次经过180# — 320# — 600#的氧化铝或碳化硅耐水砂纸研磨，研磨盘的转速设定为600rpm，每次换下一道次砂纸，将子样品沿磨制面旋转90度，研磨至新一道次的磨痕盖住上一道次的磨痕为止；
[0062]Ic)样品的精磨:将粗磨后的子样品在1200#的氧化铝耐水砂纸上进行研磨，研磨盘的转速设定为400rpm，沿上一道次磨痕垂直的方向研磨至不可见上一道次磨痕为止；
[0063]Id)样品的抛光:将经过精磨后的子试样置于毛料抛光布上抛光，依次使用9μπι-3μπι-0.5μπι的金刚石抛光液，转速为250rpm，获得光亮且没有麻点的抛光面，冲洗并吹干。
[0064]化学浸蚀步骤具体为:
[0065]2a)化学浸蚀:将将抛光后的子样品放入浸蚀液中，磨光面朝上，浸没腐蚀4min后取出，洗净样品表面的发灰产物之后，冲洗并吹干；
[0066]2b)特征点标记:在金相显微镜下对子样品的特征点进行标记，所述特征点包括共顶点的三个棱的所有顶点。
[0067]三维重构步骤具体为:
[0068]3a)设置放大倍数为5，在体式显微镜下获得子样品中共顶点的三个面的照片，所述照片中子样品的边缘与照片边缘平行；
[0069]3b)根据照片的实际位置和所标记的特征点进行三维重构，重构时相邻面的共用棱边是重合的，aOb照片旋转角度为(X = 316.9°，y = 327.5°，z = 26.9° )，bOc照片旋转角度为(x = 0° , y = 0° ,z = 0° )，aOc 照片旋转角度为(X = 70.7°，y = 314.7°，z = 296.4° )，并保证原有标记仍然处在对应位置，获得如图4所示的三维立体照片，完成重构。
[0070]实施例3
[0071]本实施例提供一种大型铸锻件宏观偏析简易三维重构方法，包括样品的抛光，样品的化学腐蚀，样品的三维重构三个步骤，具体如下:
[0072]抛光步骤具体为:
[0073]Ia)样品的切取:将从实际大型铸锻件取下来的样品用线切割的方法分割成多块子样品，子样品为立方体，其棱边长为18mm ;
[0074]lb)样品的粗磨:选择子样品的共顶点的三个面进行磨光，每个面依次经过180# — 320# — 600#的氧化铝或碳化硅耐水砂纸研磨，研磨盘的转速设定为600rpm，每次换下一道次砂纸，将子样品沿磨制面旋转90度，研磨至新一道次的磨痕盖住上一道次的磨痕为止；
[0075]Ic)样品的精磨:将粗磨后的子样品在1200#的氧化铝耐水砂纸上进行研磨，研磨盘的转速设定为400rpm，沿上一道次磨痕垂直的方向研磨至不可见上一道次磨痕为止；
[0076]Id)样品的抛光:将经过精磨后的子试样置于毛料抛光布上抛光，依次使用9μπι-3μπι-0.5μπι的金刚石抛光液，转速为250rpm，获得光亮且没有麻点的抛光面，冲洗并吹干。
[0077]化学浸蚀步骤具体为:
[0078]2a)化学浸蚀:将将抛光后的子样品放入浸蚀液中，磨光面朝上，浸没腐蚀3min后取出，洗净样品表面的发灰产物之后，冲洗并吹干；
[0079]2b)特征点标记:在金相显微镜下对子样品的特征点进行标记，所述特征点包括共顶点的三个棱的所有顶点。
[0080]三维重构步骤具体为:
[0081]3a)设置放大倍数为25，在金相显微镜下获得子样品中共顶点的三个面的照片，所述照片中子样品的边缘与照片边缘平行；
[0082]3b)根据照片的实际位置和所标记的特征点进行三维重构，重构时相邻面的共用棱边是重合的，aOb照片旋转角度为(X = 316.9°，y = 327.5°，z = 26.9° )，bOc照片旋转角度为(X = O。，y = 0°，z = 0° )，aOc 照片旋转角度为(X = 70.7°，y = 314.7°，z = 296.4° )，并保证原有标记仍然处在对应位置，获得如图5所示的三维立体照片，完成重构。
【主权项】
1.一种大型铸锻件宏观偏析简易三维重构方法，对大型铸锻件样品中的宏观偏析进行三维重构，其特征在于，包括以下步骤: 1)样品的抛光步骤:采用线切割方法将大型铸锻件样品分割为多块子样品，并对每块子样品共顶点的三个面进行磨光和抛光处理； 2)样品的化学浸蚀步骤:对抛光后的子样品进行化学浸蚀处理，标记特征点； 3)照片的获取和三维重构步骤:获取化学浸蚀后的子样品的金相照片，根据所标记的特征点进行三维重构。
2.根据权利要求1所述的大型铸锻件宏观偏析简易三维重构方法，其特征在于，所述抛光步骤具体为: Ia)样品的切取:将从实际大型铸锻件取下来的样品用线切割的方法切取立方体子样品; Ib)样品的粗磨:选择子样品的共顶点的三个面进行磨光，每个面依次经过180# — 320# — 600#的氧化销或碳化娃耐水砂纸研磨，研磨盘的转速设定为500?800rpm，每次换下一道次砂纸，将子样品沿磨制面旋转90度，研磨至新一道次的磨痕盖住上一道次的磨痕为止； Ic)样品的精磨:将粗磨后的子样品在1200#的氧化铝耐水砂纸上进行研磨，研磨盘的转速设定为300?500rpm，沿上一道次磨痕垂直的方向研磨至不可见上一道次磨痕为止； Id)样品的抛光:将经过精磨后的子试样置于毛料抛光布上抛光，依次使用3μπι-0.5μπι的金刚石抛光液，转速为200?300rpm，获得光亮且没有麻点的抛光面，冲洗并吹干。
3.根据权利要求2所述的大型铸锻件宏观偏析简易三维重构方法，其特征在于，所述子样品的棱边长为13-18mm。
4.根据权利要求1所述的大型铸锻件宏观偏析简易三维重构方法，其特征在于，所述化学浸蚀步骤具体为: 2a)化学浸蚀:将将抛光后的子样品放入浸蚀液中，磨光面朝上，浸没腐蚀3?5min后取出，洗净样品表面的发灰产物之后，冲洗并吹干； 所述浸蚀液包括硝酸和酒精，其比例为4?5:100 ; 2b)特征点标记:在金相显微镜下对子样品的特征点进行标记，所述特征点包括共顶点的三个棱的所有顶点。
5.根据权利要求1所述的大型铸锻件宏观偏析简易三维重构方法，其特征在于，所述三维重构步骤具体为: 3a)设置放大倍数，在体式显微镜下获得子样品中共顶点的三个面的金相照片，所述照片中子样品的边缘与照片边缘平行； 3b)根据照片的实际位置和所标记的特征点进行三维重构，重构时相邻面的共用棱边是重合的。
6.根据权利要求5所述的大型铸锻件宏观偏析简易三维重构方法，其特征在于，所述放大倍数为5?25。
【专利摘要】本发明涉及一种大型铸锻件宏观偏析简易三维重构方法，对大型铸锻件中的宏观偏析进行三维重构，其特征在于，包括以下步骤：1)样品的抛光步骤：采用线切割方法将大型铸锻件样品切取立方体子样品，并对子样品共顶点的三个面进行磨光和抛光处理；2)样品的化学浸蚀步骤：对抛光后的子样品进行化学浸蚀处理，标记特征点；3)照片的获取和三维重构步骤：获取化学浸蚀后的子样品的金相照片，根据所标记的特征点进行三维重构。与现有技术相比，本发明具有设备简单、重构效率高等优点，解决了常规单一金相观察不能反应样品偏析真实情况的问题，同时改善了切片法三维重构效率低、成功率低的缺点。
【IPC分类】G01N1-32
【公开号】CN104764647
【申请号】CN201510133496
【发明人】李传维, 顾剑锋, 韩利战, 刘庆冬, 晏广华, 潘健生
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月25日