刘吉华, 李星皓, 于丕桀, 李永健, 何成刚, 李 鹏

(五邑大学 轨道交通学院, 江门 529020)

轮轨系统作为铁路运输的一个关键系统，其服役性能的优劣直接关系车辆的运行安全和舒适性，而轮轨材料的服役性能与其内部的微观组织结构密切相关。大量的研究表明[1-4]，随着车轮钢中珠光体含量的增加和晶粒增大，先共析铁素体含量减少，材料的强度和硬度均随之增大，珠光体-铁素体车轮钢中珠光体和先共析铁素体的占比显著影响车轮材料的性能。因此通过对车轮钢中珠光体和先共析铁素体的占比进行计算，即可预测材料的相关性能。在新型车轮钢材料性能的研究中，如何准确高效地计算出材料中珠光体和先共析铁素体的占比显得尤为重要。

传统的定量金相分析方法因其效率低、精度差、需要大量劳动力等缺点，已经难以满足现代技术发展的需求。近年来，为找到一种精度高、效率高的金相分析方法，国内外学者利用数字图像处理技术对显微组织图片进行处理，并展开了大量的研究。在国外研究中，利用数字图像处理技术可对典型钢的显微结构进行自动分割用来寻求具有理想性能的新型钢种[5]，还可对钢的渗碳层中残余奥氏体的体积分数进行测定[6]。在国内，针对不同材料的金相图像特征，开发出了不同数字图像处理算法对材料进行定量分析及等级评定[7-10]。因为车轮钢中珠光体-铁素体的显微组织结构复杂，提取对象(即先共析铁素体)与背景(即珠光体)对比不明显，在使用现有算法对新型车轮钢进行定量金相分析时，尚未找到一种适用于计算车轮钢中先共析铁素体-珠光体占比的计算方法。……