Компьютерный анализ микроструктуры твёрдых сплавов на основе карбида вольфрама

Твёрдые сплавы на основе карбида вольфрама известны около ста лет и в настоящее время широко используются в горнодобывающей промышленности, гражданском и дорожном строительстве, а также в машиностроении. Их совершенствование требует разработки новых технологий, основанных на принципиально новых подходах. Предлагается метод анализа микроструктуры с использованием компьютерной обработки с элементами машинного обучения и искусственного интеллекта. Он был применен для анализа микроснимков твёрдых сплавов на основе карбида вольфрама WC-Co, полученных с помощью сканирующей электронной микроскопии. Геометрические параметры межфазных границ WC / Co извлекаются с помощью математических методов обработки цифровых изображений. Этот метод применен к микроснимкам трех образцов с различным средним размером зерна WC. Установлено, что распределение краевых углов межфазных границ WC / Co имеет ярко выраженную бимодальную структуру, а значения углов пиков практически одинаковы для образцов мелко-, средне- и крупнозернистых твёрдых сплавов на основе карбида вольфрама. Получены также распределения полуосей для изолированных участков кобальтовой связки. Вероятность нахождения конкретного значения длинной и короткой полуосей экспоненциально уменьшается с увеличением длины полуоси. В отличие от углов смачивания, показатели степени различны для образцов с разным размером зерен WC. Полученные результаты обсуждаются с использованием идей смачивания границ зерен и фасетирования / потери огранки межфазных границ.

1. Министерство образования и науки Российской Федерации - 075-15-2021-999
2. Российский фонд фундаментальных исследований - 20-08-00750