(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211009945.0 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 重庆三航新材料技术研究院有限公 司 地址 401135 重庆市渝北区龙兴镇两江大 道618号 申请人 西北工业大 学重庆科创中心 (72)发明人 罗皎　李聪　 (74)专利代理 机构 重庆三航专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 50307 专利代理师 万文会 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种基于体视学的钛合金混合组织形态分 布定量计算方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于体视学的钛合金混 合组织形态分布定量计算方法， 建立钛合金片层 α交织程度计算模型和钛合金混合组织形态概 率计算模型， 并结合Java语言的虑及片层交织效 应的钛合金混合组织晶粒形态分布定量计算方 法。 本发明通过建立钛合金片层α交织程度计算 模型， 以及反映等轴α相晶粒尺寸、 片层α角度 影响的晶粒形态分布概率计算模 型， 能较好地识 别钛合金混合组织中交织状的片层α， 并对其晶 粒形态分布 概率进行定量分析， 这使得定量分析 结果， 能够更加全面、 真实反映钛合金混合组织 的微观组织特征。 片层α交织程度建模过程中， 采用了多属性决策综合评价方法来确定微观组 织特征参数的权重， 提高了模型的可靠性和预测 精度。 权利要求书3页 说明书9页 附图4页 CN 115203976 A 2022.10.18 CN 115203976 A 1.一种基于体视学的钛合金混合组织形态分布定量计算方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： S1、 结合钛合金片层α长度、 片层α角度分布均匀程度、 单位面积内片层α 的交点个数和 片层α 的交点分布的均匀 程度对片层α 交织程度的影响， 建立钛合金片层α 交织程度的计算 模型； S2、 基于最近邻函数， 考虑钛合金微观组织中等轴α、 片层α、 β 基体多相多形态的组织分 布特征， 建立了反映等轴α相晶粒尺寸、 片层α角度影响的 晶粒形态分布概 率计算模型； S3、 基于体视学二维图形， 对不同工艺参数下的片层α长度、 片层α角度分布变异系数、 单位面积内片层α 的交点个数和片层α 的交点格局均匀度进 行定量统计， 计算S1中不同微观 组织特征参数的权 重系数， 在此基础上计算获得钛 合金片层α 的交织 程度； S4、 基于体视学二维图形， 对不同工艺参数下的等轴α 的晶粒尺寸、 体积分数以及片层α 的晶粒数目、 长度、 厚度、 角度、 体积分数和交点个数等进 行定量统计， 结合S2中建立的反映 等轴α相晶粒尺寸、 片层α角度影响的晶粒形态分布概率计算模型， 计算获得不同工艺参数 下球形晶粒周围片层α 分布和片层α 交点周围有其 他交点分布的概 率P和概率密度F。 2.根据权利要求1所述的一种基于体视学的钛合金混合组织形态分布定量计算方法， 其特征在于， 在S1中计算模型 具体如下式； 式中， zi为第i个工艺方案的片层α 交织 程度； Wj(j＝1～4)为不同微观组织特征参数， 片层α 长度， 片层α角度分布均匀程度， 单位面积 内片层α 的交点个数和片层α 的交点分布的均匀程度的权 重； rij为第i个工艺方案中的第j个微观组织特 征参数的归一 化值； C.Vi， Gi和Ui分别为第i个工艺方案中片层α 的平均长度μm， 片层α角度分布变异系 数， 单位面积内片层α 的交点个数和片层α 的交点格局均匀度； n为片层α 总个数， l 为单个片层α 的长度 μm； t为单个区间内片层α角度个数； 为每个区间内片层α角度个数平均值； c为区间总个数， 可表示 为： g为片层α 的交点个数； A为待测区域 面积( μm2)； a为交点的独占圆面积( μm2)。 3.根据权利要求2所述的一种基于体视学的钛合金混合组织形态分布定量计算方法， 其特征在于， Wj可表示为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115203976 A 2式中， ej为第j微观特 征参数的熵值， 可表示 为： 式中， m为所 取工艺方案的总个数。 4.根据权利要求3所述的一种基于体视学的钛合金混合组织形态分布定量计算方法， 其特征在于， 在S2中， 计算球形晶粒周围片层α 的分布概率时， 将片层α 视作半径为Re,i的等 效球形晶粒， 其 等效半径Re,i可表示为： 式中， ai和bi分别为第i个片层α 长， 短 半轴的长度 μm； li为参考点与片层晶粒几何中心的距离； wi为参考点与片层晶粒几何中心连线与片层长轴之间的夹角； 因此， 片层α 位于半径为Ri的等轴α周围距离r内的概 率P12,i(r)可表示 为： 式中， 表示当参考点是半径为Ri的等轴α 的圆心时， 等效球形晶粒位于参考点周围 距离r以外的概 率， 可表示 为： 式中， M为片层α 数目； A为待测区域 面积 μm2； φ2,i表示当参 考点是半径为Ri的等轴α 的圆心时， 等效球形晶粒的体积分数； 表示当参 考点是半径为Ri的等轴α 的圆心时， 等效球形晶粒的平均半径 μm； 表示当参 考点是半径为Ri的等轴α 的圆心时， 等效球形晶粒的平均面积 μm2。 5.根据权利要求4所述的一种基于体视学的钛合金混合组织形态分布定量计算方法， 其特征在于， 片层α 位于半径为Ri的等轴α周围距离r内的概 率密度F12,i(r)可表示 为： 此外， 采用片层α 交点周围距离r内有其他 交点分布的概率P33(r)来描述片层α周围其他 片层α 的分布情况， 片层α交点的分布聚集程度和分布均匀程度越高， 片层α 的交织程度越 高， 其片层α 交点周围距离r内有其他交点分布的概率P33(r)及其概率密度F33(r)分别表示权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115203976 A 3