圖5-5 晶粒度等級與晶粒尺寸圖n 裝入圖像從File菜單中選擇Open命令。出現Open File對話框，找到Grain Size（在本實驗所提供的光盤中可以找到該文件夾）文件夾，如圖5-6所示。圖5-6 打開文件選擇GrainSize05.jpg文件，并選擇打開按鈕。IPP6.0在其圖像窗口中打開GrainSize05.jpg圖像，如圖5-7所示。圖5-7 在IPP6.0中被打開的GrainSize05.jpg文件n 復制和粘貼從Edit菜單中選擇Copy命令，圖像被復制到剪貼板中。再從Edit菜單中選擇Past New命令，剪貼板中的圖像被粘貼到標題為Untitled001的窗口中，從而生成了一個原始圖像的副本，如圖5-8所示。隨后的任何變化處理都將僅限于此圖像副本，不要對原圖像有任何修改。圖5-8 所生成的Untitled001副本n 計算對象由于晶粒度標準圖譜中的圖像邊界清晰、對比度適當，故對于本例不需要進行圖像增強處理。對圖像增強處理的操作請參考IPP6.0軟件說明書。選擇Measure菜單中Count/Size命令，出現Count/Size對話框，如圖5-9所示。圖5-9 Count/Size對話框檢查你所打開的Count/Size對話框中所對應的設置是否與圖5-9中的設置一致（包括單選按鈕和復選按鈕）。如前所述，本例中需處理的圖像質量較佳，這里采用自動測量方法。在Intensity Range Selection區域選中Automatic Bright Objects，表示自動計算圖5-8中的白色區域。圖5-8中每個獨立的白色區域代表著一個晶粒，通過統計白色區域的個數，即可統計晶粒的個數。點擊Count/Size對話框中Options按鈕，出現Count/Size Option對話框，如圖5-10所示。圖5-10 Count/Size Option對話框對照圖5-10設置Count/Size Option。在Outline Style下拉框中選中Outline（輪廓線），表示將用輪廓線的方式來描繪所測量到的每個白色區域。點擊Choose Color按鈕會彈出顏色選擇對話框，在這里可以選擇繪制輪廓線的線條顏色，圖5-10中選擇了紅色來繪制輪廓線。在Label Style下拉框中選中Object #，表示用對象編號來標記各個白色區域。對象編號由系統自動生成，從1開始編號。在圖5-10中還可以改變對象編號的顏色，這里選擇了綠色。點擊OK按鈕返回到Count/Size對話框，在Count/Size對話框中選擇Count按鈕，開始進行測量。完成測量后的Count/Size對話框及Untitled001副本如圖5-11和圖5-12所示。圖5-11 完成測量后的Count/Size對話框圖5-12 被測量的圖像從圖5-11中可以看到，在Total Count的右側顯示出數字65，表示在圖中共測量到65個獨立的白色區域，即該圖像包括65個晶粒。圖5-12顯示了這65個晶粒的劃分情況，系統已經自動添加了紅色的輪廓線和綠色的對象編號。雙擊圖5-12中任何一個白色區域，系統自動彈出Object Attributes對話框，顯示出該區域的詳細信息。圖5-13是雙擊區域32后出現的對話框。圖5-13 對象屬性對話框要想了解更多的測量詳細，可以在Count/Size對話框中選擇View菜單中的Measurement Data或Statistics命令，前者顯示被測量對象的詳細信息，后者顯示測量后的統計信息。圖5-14就是點擊了Statistics命令后出現的窗口。圖5-14 Statistics窗口圖5-14顯示出本次測量的是白色區域的面積（Area），最小值為113（思考題：單位是什么？），最小面積對應的對象編號是59號，同時也列出了最大區域面積、所對應的編號、面積的范圍、平均值、方差、求和。嘗試雙擊一下圖5-14中的對象編號，看看圖5-12中有什么變化。對于本例，最有價值的信息是樣本的數量（Samples），它表示了晶粒的個數。測量顯示共有65個晶粒，則放大100倍條件下，每mm2含有晶粒為654=260個。對比圖5-5可知，其晶粒度約為5級左右。n 保存結果圖5-14中的結果可以通過剪貼板來實現不同程序件數據的共享。方法是在圖5-14中選擇File菜單中的Data to Clipboard命令，在其他應用程序中（如Word、Excel）選擇粘貼命令即可。圖5-12中的圖片存儲相對麻煩一些，但IPP6.0提供了屏幕撲捉命令，可以方便地獲得所處理的效果。屏幕撲捉的設置在主窗口的File菜單中，選擇Screen Capture.，按照提示設置屏幕撲捉的選項，在實際應用中按“F7”鍵即可。也可以選擇Measurement菜單中的Snap Measurements.命令，將會自動將當前的測量圖像保存下來。4. 碳素鋼碳含量計算碳素鋼主要由鐵、碳兩種元素組成。在平衡狀態下，共析鋼為珠光體組織，碳含量約為0.8%。亞共析鋼平衡狀態下為鐵素體+珠光體，其碳含量可以通過計算珠光體含量來估算。同樣地，過共析鋼可以通過計算珠光體和滲碳體的含量來估算其含碳量。由于碳素鋼平衡組織經合適腐蝕后，不同組織呈現不同色澤，如亞共析鋼經4%硝酸酒精腐蝕后，鐵素體呈白色，珠光體呈黑色，這就可以通過統計金相照片中黑白區域的比例來確定其相對含量（假設這兩種組織的密度相等）。圖5-15為35鋼正火后，經4%硝酸酒精腐蝕，放大100倍組織照片。圖5-15 35鋼正火 4%硝酸酒精腐蝕 100n 裝入圖像從File菜單中選擇Open命令。出現Open File對話框，找到Carbon Steel（在本實驗所提供的光盤中可以找到該文件夾）文件夾，選擇TS008.jpg文件，并選擇打開按鈕。IPP6.0在其圖像窗口中打開TS008.jpg圖像。n 復制和粘貼從Edit菜單中選擇Copy命令，圖像被復制到剪貼板中。再從Edit菜單中選擇Past New命令，剪貼板中的圖像被粘貼到標題為Untitled001的窗口中，從而生成了一個原始圖像的副本。n 增強圖像在打開的圖像中可以看到在一個圓形視場內有黑色和白色不同的區域，分別代表珠光體和鐵素體。仔細觀察圖像會發現不同顏色的邊界比較模糊，且圖像的上側還包含一些灰色區域，接下來通過使用對比度增強面板的亮度、對比度和伽馬控制來增強該圖像，以改進可視效果并提取圖像中隱藏的獨特特征。在屏幕頂部工具欄上點擊Contrast Enhancement（對比度增強）按鈕，在屏幕上顯示出對比度增強面板（圖5-16），拖動此面板的標題欄放置到屏幕上的合適位置。Contrast Enhancement（對比度增強）按鈕圖5-16 對比度增強面板因為整幅圖像顯得稍暗，因此可以使用亮度控制稍微增強一些此圖像的亮度。將鼠標放置在亮度控制滑塊上，向上拖動亮度滑塊，直到指示器下的讀數為54。這將增加圖像的亮度，從而使圖像更明亮。為更好從背景中辨別前景中的黑色珠光體，需提高該圖像的對比度。拖動對比度控制滑塊上，向上拖動對比度控制滑塊，直到指示器下的讀數為57，這將增加圖像中白色和黑色區域之間強度的差異。要突出背景中的差異，應降低伽馬值。高的伽馬值可增強圖像暗區域的對比度，低的伽馬值可增強圖像亮區域的對比度。拖動伽馬控制滑塊，直到指示器下的讀數為0.5。調整后的對比度增強面板如圖5-17所示，選擇Apply按鈕，在彈出的對話框中選擇確定按鈕，將修改應用到圖像上，如圖5-18所示。圖5-17 調整后的對比度增強面板圖5-18 對比度增強后的圖像應用了對比度修改后會發現，所有對比度增強面板中的滑塊均回到了中間位置，此時可以根據需要做進一步調整。這里請關閉對比度增強面板。n 使用濾鏡在圖5-18中，可以看出圖像的右上部分的邊界依然有些模糊，接下來將用銳化濾鏡增強該副本圖像以清晰顯示黑色區域。選擇Process（處理）菜單中的Filters（濾鏡）命令，將彈出Filters對話框，如圖5-19所示。圖5-19 Filters對話框在Enhancement（增強）頁面選中Sharpen（銳化）單選按鈕，確保所有設置與圖5-19相同，單擊Apply按鈕，將銳化濾鏡應用到副本圖像，如圖5-20所示。關閉Filters對話框。圖5-20 銳化濾鏡處理過的副本圖像n 定義感興趣區域（AOI）圖5-20中的組織照片并沒有充滿整個圖像文件，其有效區域為中間的一個圓形區域，因而在測量前應先規定出有效的測量區域，及感興趣區域（AOI）。一個AOI就是一個與靜止圖像相隔離的區域，可以為任意形狀：矩形、橢圓形或任意多邊形。當定義了一個AOI后，后續命令將應用到AOI內的所有像素。在屏幕頂部工具欄上點擊Ellipse AOI（橢圓形AOI）按鈕，在圖5-20中拖動出一個橢圓區域，如圖5-21所示。圖5-21 繪制橢圓形AOI將鼠標放置在所繪制橢圓的邊緣，可以特征橢圓的大小。如果將鼠標放置在橢圓的中間，可以移動橢圓的位置。仔細調整橢圓的大小和位置，使其正好包圍住所有組織，如圖5-22所示。圖5-22 定義AOIn 測量珠光體相對含量選擇Measure菜單中Count/Size命令，出現Count/Size對話框。在Count/Size對話框中選擇Measure菜單中的Select Measurements命令，出現Select Measurements對話框。在左側Measurements的選擇框中，拖動滑塊向下，找到Per Area （Obj./Total）選項并單擊，在中間的Filter Ranges框中增加了Per Area （Obj./Total）測量項目。Per Area （Obj./Total）用于測量所選擇對象的面積與總面積的比值，該數值即為本例所需數據，如圖5-23所示。點擊OK按鈕關閉Select Measurements對話框。圖5-23 Select Measurements對話框點擊Count/Size對話框中的Options按鈕，對照圖5-24設置Count/Size Option。在Outline Style下拉框中選中Filled（填充），表示將用填充的方式來描繪所測量到的每個對象。在Label Style下拉框中選中None，表示不標記各個對象，因為本例中對象數目太多，如果標記會影響觀察效果。其他設置如圖進行，最后點擊OK按鈕關閉Count/Size Option對話框。圖5-24 定制Count/Size選項在Count/Size對話框中選擇Automatic Dark Objects測量方式（黑色為珠光體），點擊Count按鈕，副本圖像如圖5-25所示。5-25 計算后的副本圖像在Count/Size對話框中選擇View菜單中的Statistics命令，顯示測量后的統計信息，如圖5-26所示。與圖5-14不同，在圖5-26中多出了Per Area （Obj./Total）一項，在Sum欄中Per Area （Obj./Total）值為0.40314972，該值表明珠光體的比例為40.31%。已知珠光體的碳含量為0.8%，則該碳素鋼的碳含量為：0.8%40.31%=0.32%，非常接近35鋼的標準含碳量。圖5-26 測量后的統計結果從圖5-25可以看出，絕大多數珠光體區域被自動用紅色進行了填充，但少數區域內部有一些白色孔洞，說明該區域沒有被計算成珠光體，這主要是由于圖像的質量不夠所造成的，這個可以通過Count/Size對話框中Edit菜單中的相關命令來進行修改，具體操作這里不再詳述，請參考IPP軟件說明書。三、實驗設備及耗材1. 碳素鋼試樣一套。2. 待處理金相照片（光盤一張）。3. 數字式金相顯微鏡、計算機、Image-Pro Plus （IPP）軟件。四、實驗內容1. 碳素鋼晶粒尺寸及晶粒度測量。2. 亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼平衡組織的珠光體相對含量測量及碳含量計算。五、實驗方案與技術路線1. 實驗步驟（1）碳素鋼晶粒度測量下圖為計算機模擬生成的奧氏體晶粒度照片，參考碳素鋼晶粒度測量方法，對圖中組織的晶粒度進行測量。為保證測量的客觀性，要求在下圖中選擇5個不同視場進行測量，并對5次測量結果進行誤差分析。注意下圖中給出了對應標尺，可以根據該標尺，應用IPP軟件直接對晶粒的尺寸進行測量，對照圖5-5也可以確定其晶粒度。請進行10次以上的測量，并對結果進行誤差分析，同時對比前一種方法所確定晶粒度的結果，并討論（選做）。（2）亞共析碳素鋼碳含量計算下表為亞共析碳素鋼平衡態組織照片及工藝，分別計算各自的碳含量，并與材料的標稱碳含量進行對比，對實驗結果進行討論。圖片材料