55. Metallographie-Tagung 2021 - Materialographie
Oral-Poster-Präsentation
29.09.2021
Korngrößenbestimmung an Werkstoffen mit kubischflächenzentriertem Gitter – traditionelle und modernste Methoden im Vergleich
GK

Gaby Ketzer-Raichle

Hochschule Aalen

Ketzer-Raichle, G. (V)¹; Reiter, E.¹; Jansche, A.¹; Schiele, T.¹; Choudhary, A.¹; Banholzer, A.¹; Bernthaler, T.¹; Schneider, G.¹
¹Hochschule Aalen, Institut für Materialforschung
Vorschau
6 Min. Untertitel (CC)

Korngrößenbestimmungen an Werkstoffen mit kfz-Kristallgitter im rekristallisierten Zustand erfordern Erfahrung und ein sicheres „metallographisches Auge“ - diese Werkstoffe bilden bei Warmumformung oder Rekristallisationsglühung Zwillinge. Die Korngrößenmessung mit Linienschnitt-, Kreisschnitt-Verfahren oder Richtreihenvergleich wird erschwert, da das menschliche Auge die Zwillinge „wegdenken“ muss. Mit automatischen Messverfahren ist die Korngrößenmessung nach heutigem Stand gar nicht möglich. Für austenitische Stähle gibt es eine elektrolytische Ätzmethode, bei der nur Korngrenzen, aber nicht Zwillinge angeätzt werden. So ist auch eine automatische Korngrößenmessung möglich. Dies soll im vorliegenden Projekt genutzt werden, um eine Machine-Learning Methode, mit der zwillingsbehaftete Körner automatisch vermessen werden, zu verifizieren.
Mit Machine Learning Methoden, im speziellen mit „Convolutional Neural Networks“ (CNN), ist es möglich, beliebigen visuellen Informationsgehalt anhand von genügend Beispielen oder Referenzen in ein Modell zu destillieren. Dafür erstellen Experten händisch Referenzen für ein Modell, anhand denen erkennbar ist, wie trotz störender Zwillinge die Körner als Ganzes zu interpretieren sind. Ein darauf basierendes Modell wird Korngrenzen entsprechend detektieren, ohne dass dabei Zwillingskorngrenzen mit erkannt werden. An austenitischen Stählen wird nach verschiedenen Ätzungen die Korngröße jeweils mit manuellen Methoden bestimmt. Im Anschluss werden Modelle basierend auf der CNN Methode für Gefügebilder mit sichtbaren Zwillingen entwickelt und die Ergebnisse abgeglichen. Hier ist zu erwarten, dass die Messung basierend auf CNNs sowohl an elektrolytisch geätzten Proben (Gefüge ohne Zwillinge) als auch an den geätzten Gefügen mit Zwillingen übereinstimmende Ergebnisse liefert. Nach bisherigem Stand der Technik wurden derartige korrelative Auswertungen von zwillingsgrenzen-freien Bildern und Bildern mit angeätzten Zwillingsgrenzen bislang nicht vorgenommen. Der wissenschaftliche Gewinn wäre eine unabhängige Verifizierung eines spezifischen Modelles, ohne auf die jeweiligen Referenzen angewiesen zu sein, auf denen ein Modell basiert. Des Weiteren wird angenommen, dass solange die visuelle Problemstellung und die werkstofftechnischen Zusammenhänge für z.B. Kupfer und andere Materialen mit Zwillingsbildung übertragbar sind, der Ansatz auf derartige Materialen angewandt werden kann.

Abstract

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Poster

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