基于圖像識別技術(shù)的鎂合金腐蝕與防護研究.pdf

1、金屬腐蝕圖像真實再現(xiàn)了金屬材料在特定介質(zhì)中的腐蝕特征，是判斷各種腐蝕類型、評價腐蝕程度、研究腐蝕規(guī)律與特征的重要依據(jù)。將計算機視覺的圖像識別技術(shù)應(yīng)用于腐蝕圖像的研究中，可以充分利用計算機圖像處理技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)學(xué)的研究成果，有助于腐蝕圖像的計算機識別和定量化計算。
　　 本文基于圖像識別技術(shù)研究了模擬海水介質(zhì)中鑄態(tài)AZ31、AZ40和AZ61鎂合金的腐蝕演變過程。首先對腐蝕圖像做中值濾波和直方圖均衡化處理，建立了適宜的預(yù)處理方法。之

2、后運用小波變換、分形、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)等方法提取腐蝕特征。結(jié)果表明，預(yù)處理后的腐蝕圖像目標(biāo)特征更加突出，更有利于提取腐蝕特征。AZ40鎂合金的腐蝕逐漸從點蝕和絲狀腐蝕向全面腐蝕發(fā)展，腐蝕不斷發(fā)生且擴展較快；腐蝕形貌的均勻度不斷減小，腐蝕產(chǎn)物稀疏且分布不均勻，腐蝕形貌有朝均勻發(fā)展的趨勢。通過比較AZ61和AZ31鎂合金的腐蝕演變過程得出，前者的耐蝕性能和腐蝕形貌均勻性均優(yōu)于后者，初期二者腐蝕均始于一些分散區(qū)域，表現(xiàn)為點蝕特征；隨著腐蝕時間延長，

3、AZ31腐蝕連通區(qū)域迅速擴展，腐蝕形貌表現(xiàn)為大面積腐蝕，一些未腐蝕(或輕微腐蝕或腐蝕產(chǎn)物沉積)區(qū)域離散分布在合金表面；而AZ61擴展較慢，始終表現(xiàn)為點蝕，腐蝕形貌表現(xiàn)為小尺寸腐蝕區(qū)域離散分布在合金表面。AZ61腐蝕連通區(qū)域的尺寸要明顯小于AZ31，二者的腐蝕形貌基本相反。三種鎂合金的腐蝕區(qū)域均具有統(tǒng)計意義上的分形特征。
　　 另外研究了軋制態(tài)AZ31、AZ40和AZ61鎂合金微觀組織的腐蝕演變過程。結(jié)果表明，軋制態(tài)AZ31和AZ

4、40鎂合金微觀組織的腐蝕演變過程比較相似，腐蝕不斷發(fā)生，均呈現(xiàn)從晶粒四周向中心發(fā)展的趨勢；二者晶粒內(nèi)部的腐蝕主要集中在晶粒邊緣(接近晶界的區(qū)域)，晶界處析出的β相均比較少；AZ40的微觀組織腐蝕演變過程慢于AZ31，決定前者的耐蝕性能優(yōu)于后者。AZ61鎂合金中鋁的含量高于AZ31和AZ40，導(dǎo)致晶界處析出的p相明顯多于后兩者，決定AZ61鎂合金微觀組織的腐蝕演變過程慢于后兩者，耐蝕性能最優(yōu)；AZ61鎂合金晶界處析出的p相以離散小區(qū)域的形

5、式分布于合金表面，雖能起到一定的阻擋作用，但還是不能有效阻止腐蝕的不斷發(fā)生。
　　 最后還研究了硝酸亞鈰、硝酸鑭、硝酸釤三種稀土鹽溶液中AZ31鎂合金的成膜過程。結(jié)果表明：鈰膜、鑭膜、釤膜均不具備嚴(yán)格自相似性，只具有統(tǒng)計意義上的自相似性，屬于無規(guī)分形；整體與局部均具有分形特征。三種稀土膜的分維數(shù)隨成膜時間呈現(xiàn)不同的變化趨勢；AFM掃描范圍對分維數(shù)的變化趨勢影響不大，但會影響分維數(shù)值的大小。AFM掃描范圍越大，則分維數(shù)越大；釤膜的