Различие в максимальной концентрации углерода в a-Fe и g-Fe. Основные требования к сталям для изготовления режущего инструмента, страница 4

Вопрос 3. Что такое фаза? Назовите фазы в стали У10 в состоянии отжига, неполной и полной закалки. Как рентгенографически определить эти фазы, если образец в виде шлифа, в лаборатории имеются трубки с анодам из Cr, Fe, Co, Ni, Cu, стандартные рентгеновские камеры. Следует ли для решения поставленной задачи использовать рентгеновские фильтры и как их подобрать?

А.П. Гуляев «Металловедение», 1986, стр.101

А.П. Гуляев, К.А. Малинина, С.М. Саверина «Инструментальные стали» Спр., 1975, стр.141

Справочник «Инструментальные стали», 1977, стр.122

М.Л. Бернштейн, А.Г. Рахштадт «Металловедение и ТО стали» Спр. Т1, 1983, стр.124

А.А. Русаков «Рентгенография металлов», 1977, стр.384

С.С. Горелик, Л.Н. Расторгуев, Ю.А. Скаков «Рентгеновский и электронооптический анализ», 1970

Фаза – гомогенная часть гетерогенной системы отделённая от других частей системы (фаз) поверхностью раздела при переходе через которую химический состав или структура вещества изменяется скачком.

У10 – это углеродистая сталь с содержанием углерода 0,95÷1,04%. Критические точки для этой стали: A_c1=730°C, A_cm=800°C, A_r1=700°C, М_н=210°C.

Каждая фаза обладает своей кристаллической решёткой. Семейство атомных плоскостей, образующих эту решётку, обладают своим, характерным только для данной решётки набором значений межплоскостных расстояний d_HKL. Поэтому определение вещества по набору межплоскостных расстояний – самый распространённый метод. Съемку со шлифа для фазового анализа проводят в РКД (рентгеновской камере Дебая) или дифрактометре.

Каждая фаза характеризуется определённым набором межплоскостных расстояний, т.е. определённым набором линий на рентгенограмме. Рентгенограмма многофазной системы представляет собой результат наложения рентгенограмм отдельных фаз, интенсивности линий которых пропорциональны количеству фазы в системе. Достаточно, рассчитав рентгенограмму или дифрактограмму, получить ряд значений d_HKL; затем для установления природы фаз, присутствующих в системе, следует из общего ряда полученных значений d_HKL выделить ряды (аналитически или графоаналитически), соответсвующие каждой из фаз в отдельности. Затем сопоставить их с табличными значениями для каждой из фаз и, проиндицировав соответствующие интерференционные максимумы, рассчитать значения периодов решёток соответствующих фаз.

Совпадение опытных и табличных значений d/n и относительной интенсивности линий позволяет однозначно идентифицировать присутствующую в образце фазу.

Порядковый номер материала анода должен быть меньше, равен или в крайнем случае на 1 больше самого лёгкого составляющего, входящего в состав исследуемого вещества. В качестве анода из предложенных выбираем Cr.

Фильтры позволяют убрать β-лучи из спектра и снизить уровень интенсивности фона. Условие для подбора материала фильтра: λ_β<λ_ф<λ_α; другое правило: Z_ф=Z_ан-1 (если Z_ан<40) и Z_ф=Z_ан-2 (если Z_ан>40). В состоянии отжига не нужно применять фильтры. В состоянии полной и неполной закалки существует небольшое количество А_ост, для которого чувствительность метода рентгеноструктурного анализа ~1%; чувствительность качественного фазового анализа существенно улучшается при использовании монохроматизации, снижающей уровень интенсивности фона. Поэтому в состоянии полной и неполной закалки следует применять фильтр.