Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание № 1

1. Оценка пространственных геометрических параметров микроструктуры сталей и чугунов

Существуют два метода определения объёмного структурного состава - линейный и точечный методы.

Линейный метод (А. Розиваль) основан на первом основном стереометрическом соотношении, Согласно которому объемная доля структурной составляющей (или фазы) в сплаве равна доле длины секущей линии, проходящей через эту составляющую в объёме (или шлифе). Линейный метод сводится к измерению и суммированию длин отрезков прямой линии, проходящей через структурную составляющую (или фазу), на определённой длине секущей прямой. Осевая линия линейки окуляр - микрометра разделена на 100 частей. Суммарная длина отрезков этой линии, лежащих на структурной составляющих , при показанном положении линейки равна 34. Объемная доля составляющей в сплаве равна 0,34, или 34%. Повторяя измерения в большом числе полей зрения, получаем более точный результат.

Точность линейного метода обусловлена числом измерений в процессе анализа хорд (отрезков). Зависит от объемной доли, ее дисперсности и характера структуры.

Абсолютную ошибку можно определить по формуле (полуэмпирической)

структурный состав металл сплав

где - объёмная доля структурной составляющей в сплаве; t=1,96 - нормированное отклонение; z - число измеренных (хорд); K - коэффициент, зависящий от характера структуры (К=1).

Ход работы.

Измерения:

3+7+2+7+2+4+2+7=34

4+4+7+2+3+4=24

10+3+5+4+4+4+5+2=37

3+10+2+4+3+2+4=28

5+6+2+5+6+2+3+3+2=34

2+2+5+5+7+2+7=36

2+7+6+5+2+1+2+2=27

4+5+3+4+5+3+2+2+3+4+4=39

4+4+2+2+4+4+1+5+4=30

2+1+2+2+2+2=11

2+5+4+7+6+5=29

4+3+4+5+3+4+12+2=37

4+5+2+3+4+6+3+5=34

5+3+2+2+2+3+3+2+3+4+5+4=38

126-количество хорд;

438-общее количество точек (сумма измерений); 14-количество секущих;

L=65*14=910 мм;

Точечный метод определения структурного состава сплава по объёму (А.А. Глаголева) тоже основан на первом стереометрическом соотношении.

На рис. изображена двухфазная структура с наложенной на неё квадратной сеткой. Общее число узловых точек 198, а 102 точки попали на участки шлифа - фазы. Объемная доля этой фазы равна

Точность полученного при точечном анализе результата обусловлена общим числом использованных точек и зависит от объёмной доли анализируемой структурой составляющей в сплаве.

Теория вероятностей устанавливает величину абсолютной погрешности определения , выраженную в долях площади шлифа или объёма сплава:

=

Структурный объёмный состав сплава связан с его химическим составом. В формулы входят величины плотностей сплава и его структурных составляющих, связывающие химический состав по массе и структурный состав по объёму. Сопоставление позволяет определить химический состав или плотность некоторых составляющих, которые могут быть выделены и исследованы из сплава отдельно

Химический состав и плотности отдельных структурных составляющих или фаз и их содержание в сплаве по массе и по объему примем в обозначениях:

Отдельные структ. составляющ.

Объемная доля структ. составляющ.

Содержание структур. составляющ. (по массе)

Плотность структур. составляющ.,

Содержание элемента Эв. структур. составляющ. (по массе)

Если известен полный структурный состав сплава по объёму, содержание любой из его структурных составляющих по массе определяют по формуле:

Подставим значения:

Где 7,848-перлит и 7,874 () - феррит плотности структурных составляющих.

2. Определение удельной поверхности в изометрических структурах методом случайных секущих (С.А. Салтыков)

Метод случайных секущих основан на втором стереометрическом соотношении

,

Суммарная площадь поверхностей в единице объёма (удельная поверхность) равна удвоенному числу пересечений случайных линий с этими поверхностями, отнесенному к единице длины секущих. -удельная поверхность, ,m - среднее число пересечений, .

Измерение удельной поверхности методом случайных секущих в комбинации с точечным методом.

На структуру накладывают квадратную клетку. Горизонтальные и вертикальные линии рассматриваем как случайные секущие линии.

Они пересекают поверхности фаз в точках. Число таких точек определяется суммарной поверхностью микрочастиц фазы в единицы объема сплава

= 2, .

L - суммарная длина сетки, приведенная к площади шлифа, мм; z - число точек пересечений секущих сетки с поверхностями микрочастиц фазы

На поле площади сечений микрочастиц фазы попадают узловые точки сетки. Относительное число узловых точек определяется объемной долей фазы в сплаве.

где X-общее число узловых точек квадратной сетки; x - число узловых точек сетки, попавших на площади сечений микрочастиц фазы в поле.

С определением понятия относительной удельной поверхности фазы ее величину находят по формуле:

Вычисления:

209 - число точек пересечений секущих сетки с - фазой

L=общая длина секущих

);

величина относительной удельной поверхности

Измерение относительной удельной поверхности методом случайных секущих в комбинации с линейным методом.

На структуре проводят ряд секущих прямых. Они отстоят на разном расстояние друг от друга и могут быть не параллельными. Пересекая микрочастицы фазы, секущие образуют ряд точек пересечений с поверхностями, а также ряд хорд.

L - суммарная длина секущих; z - число хорд (отрезков); средняя длина секущих;

относительная удельная поверхность -фазы

Задание № 2

1. Определение плотности линейных элементов в объеме сплава методом случайных секущих плоскостей (С.А. Салтыков)

Суммарная длина в единице объёма сплава - это плотность линейных элементов. Зависимость между плотностью линейных элементов в единице объёма и средним числом следов этих элементов на единице площади случайной секущей плоскости М, определяет третье основное стереометрическое отношение

При выполнении анализа по шлифу, соотношение применимо только к изометрическим системам линий. Если линии системы имеют пространственную ориентацию, то соотношение действительно при условии, что среднее число точек следов линий М подсчитано по многим секущим плоскостям.

Рассмотрим однофазную полиэдрическую структуру, изометричную в пространстве. Линии ребер полиэдров это пространственная система линий (т.к. у структуры нет ориентации). Следом линии ребра полиэдра является точка стыка 3-х граничных линий z = 28. Площадь квадрата длины его сторон, приведенные к плоскости шлифа (объект микрометр).

Отношение числа точек следов к площади на которой они находятся, дает среднее число точек на единице площади шлифа М

Плотность линий ребер в единице объёма металла находим

Определяем относительную погрешность найденной плотности линий системы погрешностью нахождения среднего числа точек следов на единице площади шлифа М, Относительную ошибку определения М и плотности линий можно вычислить по формуле

где t - нормированное отклонение z = 28, число точек следов линий на шлифе

К - коэффициент, близкий к единице

2. Зеренная структура металлов и сплавов как объект количественной металлографии

Микроструктура однофазных поликристаллических тел (металлов и сплавов) определяется расположением зерен в пространстве (зеренная структура), ориентацией кристаллических решеток в зернах относительно некоторых осей в исследуемых объектах (текстурой) и их взаимосвязью. Знание зеренной структуры необходимо для управления структурным превращениями и формируемыми свойствами.

Главная задача анализа зеренной структуры металлов и сплавов заключается в выборе из многих ее характеристик приемлемой, определяющей сущность происходящих явлений и достигаемый уровень свойств.

Важными и достаточно просто определяемыми характеристиками зеренной структуры являются объемные - средний объем зерна , поверхностные - средняя площадь сечения зерна (случайная плоскость микрошлифа) (F - анализируемая площадь микрошлифа, n - число зерен), линейные геометрические параметры - средний диаметр зерна в объеме и на плоскости , средняя хорда - средний отрезок случайной прямой внутри зерна. Эти характеристики связаны друг с другом соотношениями

где - коэффициенты пропорциональности, зависящие от формы зерен

Балл зеренной структуры М можно определить, исходя из формулы

1. 10+10+20+8+9+9+4+8+11+3

2. 8+12+4+7+4+14+4+8+9

3. 8+11+2+11+13+8+4+7

4. 10+3+8+12+10+6+3+3+6+2

5. 8+2+8+2+14+5+5+3+9+13+7

6. 8+10+11+7+6+15+2+7

7. 8+4+5+8+4+6+12+3+3+4

8. 9+10+4+4+7+5+5

9. 10+6+7+9+8+4+13

10. 10+7+8+8+9+5+15

11. 10+10+8+11+8+8+8

12. 9+11+6+15+2+12+5

13. 14+9+16+7+8+12

14. 8+16+17+7+2+8

15. 7+15+17+4+14+5+4+3

16. 7+2+5+8+2+15+3+17

17. 4+13+13+9+10

18. 13+14+8+9+12+2

19. 2+8+10+4+5+10+5

20. 16+7+12+7+2+5

21. 7+4+3+3+7+3+8+4+4+5+13

2-22 6-20 10-19 14-7

4-26 8-30 12-9 16-2

Гистограмма распределения размеров длин хорд

Значение , необходимые для перестройки гистограммы распределения размеров длин хорд в гистограмму распределения диаметров зерен )

В данном случае

Перестроим гистограмму в гистограмму )

Гистограмма распределения диаметров зерен )

Определяем средний диаметр зерна без учета увеличения

С учетом увеличения

Определяем среднюю площадь сечения зерна

без учета увеличения

с учетом увеличения

Определяем балл анализируемой зеренной структуры исследуемой стали

По другому методу определим площадь сечения зерна

Размещено на Allbest.ru