Shape analysis and classification of irregular graphite morphology in cast iron

Abstract

Die Unterscheidung der verschiedenen Graphitmorphologien in Gusseisen erfolgte bisher im Wesentlichen qualitativ durch subjektiven Vergleich mit Richtreihenbildern. In Hochleistungsanwendungen im Motorenbau werden nunmehr objektive quantitative Messungen der jeweiligen Graphitanteile benötigt, damit die mechanischen Eigenschaften reproduzierbar erreicht werden können. Vorgestellt werden bildanalytische Untersuchungen zur automatischen Klassifizierung von Lamellen-, Vermikular- und Kugelgraphitformen, sowie Graphitformen in Temperguss. Dabei wurden insbesondere teilchenbasierte Meßmethoden angewendet. Unterschiedliche Formparameter wurden in dieser Arbeit zusammengefasst, und ihre Relevanz für die Charakterisierung und Klassifizierung irregulärer, komplexer Graphitteilchen in Gusseisen wurde bestimmt. Es zeigte sich, dass die Kombination der Formparameter Rundheit und Kompaktheit die präziseste Klassifizierung liefert. Ein Klassifizierungsalgorithmus wurde mit Berücksichtigung der Abhängigkeit der Formparameter von der Teilchengröße entwickelt. Die traditionelle subjektive Analyse der Gusseisengefüge anhand EN ISO 945 kann durch die Anwendung der neu vorgeschlagenen Methode mit einer automatischen reproduzierbaren Graphitformcharakterisierung und Klassifizierung deutlich verbessert werden.