Цель работы. Изучение метода количественной металлографии, как стандартного метода определения качества продукции в металлургическом производстве. Предлагаемая работа является методическим вспомогательным средством при создании новых материалов, при выборе и оптимизации новых технологических решений с целью изменения свойств материалов, а также при анализе случаев брака.
Работа выполняется на тщательно приготовленных шлифах металлов и сплавов с использованием микроскопов или на фотоотпечатках микроструктур.
Металлография является методом качественного и количественного изучения структур металлов и сплавов. Для выполнения металлографических исследований необходимы специально приготовленные образцы - металлографические шлифы. Изучение этих образцов проводятся с помощью оптических микроскопов. При качественном исследовании структуры прежде всего производится описание типа, формы, размеров и взаимного расположения обнаруженных фаз или структурных составляющих.
Количественное исследование структуры проводится по двум направлениям:
1. Изучаются определённые
механические или физические свойства; а также
количественно определяется химический
состав определённых фаз или структурных
составляющих. Для этих целей применяются такие методы, как изменение микротвёрдости или электронной микроскопии, которые
позволяют увеличить изображение до
1000000 раз.
2. Изучаются количественные
характеристики пространственного строения
структуры путём измерения численных
параметров микроскопического изображения.
Основные операции количественной металлографии - подсчёт, измерение и классификация элементов, находящихся в поле зрения. Результатом измерений являются количественные параметры зерна или объёмные доли различных фаз в структуре сплава. Точность определяемых структурных параметров тем выше, чем больше измерено и подсчитано число зерен структурных составляющих сплавов.
Структура металлических материалов проявляется в многообразных формах. Для количественной металлографии необходимо систематизировать всё многообразие имеющихся структурных форм к нескольким типам. Независимо от специфических признаков структуры и вида наблюдаемых структурных составляющих можно выделить характерные параметры структуры и для их анализа всегда использовать одни и те же принципы измерения и обработки данных.
По Салтыкову С.А. различают следующие основные геометрические типы структур, которые приводятся на рис. 1.
Рис. 1 Однофазно-полиэдрическая структура Схематическое объемное изображение структур а - однофазно-полиэдрической, б - многофазно-полиэдрической, в - сетчатой, г - матричной, д-ориентированной
1 Однофазные структуры (см рис 1а)
За исключением неметаллических включений, газовой пористости и т п такая структура состоит из примерно одинаковых, равноосных кристаллов одной и той же фазы, имеющих поверхность раздела равнозначных структурных составляющих.
2 Многофазные структуры (см. рис 16)
В основном, такая структура состоит из двух или более фаз или структурных составляющих. Поверхность раздела проходит между фазами одного типа или фазами разных типов
3 Сетчатая структура (см рис.1в)
В этом случае одна фаза образует более или менее сплошную сетку вокруг кристаллитов второй фазы или структурной составляющей Поверхности раздела существуют только между структурными составляющими разных типов
4 Матричная структура (см рис 1г)
В этом случае одна фаза образует основу (матрицу) структуры, в которой частицы одной или нескольких других так называемых дисперсных фаз располагаются более или менее мелкораспределенными.
5 Ориентированная структура (см. рис. 1д)
В этом случае наблюдается пространственное вытягивание одной, или нескольких фаз.
После тщательного ознакомления с настоящим методическим пособием студенту предстоит выбрать один из видов количественной металлографии, определить размеры и количество зёрен в микроструктуре, подсчитать количество и объём фазовых составляющих, построить кривую распределения длины зёрен от частости возникновения размерных параметров и по графику определить максимальную длину зерна. Всё это студент должен отобразить в подробном отчёте.
Вколичественной металлографии известны три метода анализа структур: анализ по площадям, точечный и линейный анализы.
При этом методе необходимо определить: объёмную долю V α, V βи т.д. с распределением отдельных фаз α, β и др. в структуре; среднюю площадь сечений Аα, Аβи др. частиц различных фаз; распределение микрочастиц различных фаз α, β и др. по размерам.
При
использовании анализа по площадям (см. рис.2) сечения микрочастиц в пределах
заданной измеряемой площади А измеряются и подсчитываются путём планиметрирования или вырезания и взвешивания
отдельных фрагментов кальки или фотографии. При этом измеряемыми величинами
являются: величины сечений Аαiи Аβiмикрочастиц,
видимых в пределах заданной измеряемой площади; тαи mβ - микрочастицы, различных фаз, находящихся в пределах
измеряемой площади; тαи mβ - количество микрочастиц различных фаз.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
