Machine learning is a growing topic with possibilities that seems endless with growing areas of applications. The field of metallography today is highly dependent on the operators’ knowledge and technical equipment to perform segmentation and analysis of the microstructure. Having expert dependents is both costly and very time-consuming. Some automatic segmentation is possible using SEM but not for all materials and only having to depend on one machine will create a bottleneck. In this thesis, a traditional supervised machine learning model has been built with a Random Forest (RF) classifier. The model performs automatic segmentation of complex microstructure features from images taken using light optical- and scanning electron microscopes. Two types of material, High-Strength-Low-Alloy (HSLA) steel with in-grain carbides and grain boundary carbides, and nitrocarburized steel with different amounts of porosity were analyzed in this work. Using a bank of feature extractors together with labeled ground truth data one model for each material was trained and used for the segmentation of new data. The model trained for the HSLA steel was able to effectively segment and analyze the carbides with a small amount of training. The model could separate the two types of carbides which is not possible with traditional thresholding. However, the model trained on nitrocarburized steel showcased difficulties in detecting the porosity. The result was however improved with a different approach to the labeling. The result implies that further development can be made to improve the model. / Maskininlärning är ett växande område där möjligheterna verkar oändliga med växande applikationsområden. Området för metallografi är idag till stor utsträckning beroende av operatörens kunskap och de tekniska instrumenten som finns tillgängliga för att genomföra segmentering och analys av mikrostrukturen. Viss automatisk segmentering är möjlig genom att använda SEM, men det är inte möjligt för alla material samt att behöva vara beroende av endast en maskin kommer skapa en flaskhals. I denna uppsats har en traditionell övervakad maskininlärnings modell skapats med en Random Forest klassificerare. Modellen genomför automatisk segmentering av komplexa mikrostrukturer på bilder från både ljusoptiskt- och svepelektron-mikroskop. Två olika typer av material, Hög-Styrka-Låg-Legerat (HSLA) stål med karbider och korngräns karbider, samt nitrokarburerat stål med varierande mängd porositet analyserades i detta arbete. Genom användningen av en särdragsextraktions bank tillsammans med annoterad grundsannings data tränades en modell för vartdera materialet och användes för segmentering av ny bild data. Modellen som tränades för HSLA stålet kunde effektivt segmentera och analysera karbiderna med en liten mängd träning. Modellen kunde separera de två typerna av karbider vilket inte varit möjligt med traditionellt tröskelvärde. Den modell som tränades för det nitrokarburerade stålet visade emellertid upp svårigheter i att detektera porositeten. Resultatet kunde dock förbättras genom ett annorlunda tillvägagångssätt för annoteringen. Resultatet vittnar om att vidareutveckling kan göras för att förbättra slutresultatet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-315308 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Fredriksson, Daniel |
| Publisher | KTH, Materialvetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2022:428 |
Page generated in 0.0132 seconds