Title

DESENVOLVIMENTO DE UM SOFTWARE DE ANÁLISE DE IMAGENS PARA AUTOMAÇÃO DOS PROCEDIMENTOS DE DETERMINAÇÃO DE MICRODUREZA VICKERS

DEVELOPMENT OF IMAGE ANALYSIS SOFTWARE APPLIED TO AUTOMATION OF VICKERS MICROHARDNESS MEASUREMENTS

Authorship

Bruno Nazário Coelho; Paulo Sérgio Moreira; Geraldo Lúcio de Faria; Álvaro Guarda

Bruno Nazário Coelho

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Paulo Sérgio Moreira

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Geraldo Lúcio de Faria

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Álvaro Guarda

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DOI

10.5151/1516-392X-24461

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Abstract

O ensaio mecânico de microdureza Vickers consiste em aplicar uma força sobre a superfície de materiais e induzir uma deformação plástica localizada. Por meio da análise das dimensões da impressão gerada em função da carga aplicada, determina-se um parâmetro denominado microdureza. Este ensaio tem sido muito difundido para o desenvolvimento de pesquisas e para análises de controle de qualidade devido às suas diversas aplicações, que incluem a determinação de durezas de fases específicas, a identificação da existência de precipitados, o controle de qualidade de juntas soldadas, a caracterização de tratamentos térmicos superficiais, entre outras. Entretanto, um problema associado a esta técnica é a influência do operador sobre as medidas realizadas. Com o objetivo de eliminar esta dispersão de resultados, este trabalho se propôs a desenvolver um software que, por meio de análise de imagens, identifica automaticamente as impressões na superfície das amostras e determina as suas dimensões. O software foi desenvolvido na linguagem C++, fazendo uso da biblioteca multiplataforma OpenCV. Os dados utilizados para a sua calibração foram provenientes de ensaios em amostras de aços, ferros fundidos, ligas de alumínio e de cobre. Os resultados comprovaram a capacidade do software de realizar medições com boa precisão e excelente reprodutibilidade, mas há a necessidade de melhorar os critérios de identificação das impressões, aplicando, por exemplo, técnicas de aprendizado de máquina.

Vickers microhardness mechanical test consist to apply a force on a material surface and to promote a located plastic deformation. Analyzing the superficial impression dimensions as the applied load function, it is possible to determine a quantitative parameter named microhardness. This test has been intensely used in scientific and technologic developments which aim to propose new materials and processes or just to control the produced material quality. The most part of studies with microhardness is focused in metals, and the technique has been useful to measure specific phases hardness, to identify precipitate presence, to control welded joints quality, to characterize different kinds of heat treatments and others. However, the machine operator influences are a common but undesirable problem associated with this method. Aiming to eliminate results dispersion due to machine operator actions, this study proposed to develop a software that using image analysis, automatically identify impressions on sample surfaces and measure their dimensions. The software was built in C++ language, using the multiplataform library OpenCV. The software calibration was done using experimental data, collected from microhardness tests in different kind of materials, as steel, cast iron, aluminum and copper alloys. Obtained results proved the software capability to measure impressions and calculate the real microhardness value with good agreement with experimental data. However the software is still in development. It is necessary to improve the automatic impressions identification, applying, for example, machine learning techniques.

Keywords

Microdureza vickers; Visão computacional; Medição automática de microdureza; OpenCV

Vickers microhardness; Computational vision; Automatic microhardness measurement; OpenCV