Cimmerman (523120), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Распределение размеров зе. реп, частиц выделений н т.д Влияет иа механические и физические свойства и используется для изучения кинетики процессов роста и растворения выделений, спекаиия и др., применяется как характеристика иеметаллических включений в сталях. Основные методы исследования нри количественном металлограГрическом анализе а, Сравнение с эталонами. Исследуемую структуру сравнивают со схематическими изображениями структур, последовательные изменения которых связаны с изменением некоторого параметра, например размера зерна, и характеризуются определенными числами †' баллами. Реальной структуре приписывается такой балл, который имеет схематическая структура из стаидартиого ряда, соответствующая реальной, жду размером зерна КО и баллом КФ в стандарте 701. 12827 принята следующая зависимость между площадями сечений зерна (в квадратных микрометрах); КО=800.2<е-кн>.
Для определения размеров зерен применяется также американский эталонный яд АСТМ. В этом случае между баллом и числом 2 сечений зерен иа одном квадратном дюйме увеличенного в 100 раз изображения принято соотношение 2=2н-'. Возможиы и другие эталонные ряды стаидартиых структур, предназначенных для производственного контроля. Преимущества: быстрые.
эффективные способы оценки структуры, удобные для изготовителя и потребителя. Недостатки: оценка является субъективной, поэтому возможны большие ошибки. Можно улучшить качество оценки путем использования вспомогательных средств, например приставки с эталонными структурами производства «УЕВ Саг) Егеззэ (йеиа). В перспективе в связи с повышающимися требованиями к качеству материалов и дальнейшим развитием автоматизированного структурного анализа сравнение с эталонными структурами будет производиться автоматически, б, Анализ площадей: (ареальиый), линейный и точечный [118, 121, 122) — рис. 1.483 — 1.488.
Определяемые велнчиы: — при ареальиом анализе. оценивают площади сечений Ау< частиц различных фаз в виде суммарной площади сечений частиц каждой из фаз или путем классификации размеров сечений частиц каждой фазы; число сечений частиц данной фазы иа единице площади измерения; — прн линейном анализе определяют длины хорд 1 , отсекаемые иа случайной секущей границами изображений частиц исследуемых фаз; распределение размеров хорд; числа точек пересечения секущей с границами сечений зерен: Л' (.), Ййй( ); числа точек пе)нсечеиия случайной прямой с сечениями межфазиых границ; )ура(х), Ет = Х /уг', 1=1 — при точечном аыализе находят числа попаданий точек на сечения фаз: а: Ра (-), у: Рб (х). Структурные параметры, определяемые (+) и не определяемые ( — ) перечисленными методами — табл.
56. ТАБЛИЦА Ы з м м м о ч ом 1 мй амм мам Параметр структуры Объемная доля Средний размер зе- рен и частиц Среднее свободное расстояние Удельная поверх- ность границ верен и фаэ . Распределение раз- меров зерен и частиц Степень ориенти- ровки Степень контакта . + (+) + + (+) И (х); общую длину секущих 1,„; суммарные длины хорд в сечениях отдельных фаэ: о и Еа Х (а1', Еб Х 1811 1=1 1-1 Еб 08 —— (И„б+ — Иа ) М Уб Е (Ибб+ 2 Иаб) М Средний лений (см. линейный размер частиц выдьрис.
1.486 и 1.487): Е 2У1, — И М ~т 1 и 2 ат Среднее свободное расстояние в матрице между частицами (см. рис 1.487) 1'а И М/2 И, М 2(100 — Ут) Е а ммс материалов 3. т) — анизометрия. При линейном анализе т)=В)1 /В„. 4. 5 — удельная (по отношению к обьему сплава) поверхность границ зерен или фаз (при линейном анализе). Изометрическая структура однофазные материалы (см. рис. 1А84) 4И М Я П р н м а ч а я к а. (+) — тробутсса как ааяаааа формы макрочасткц. зваака Основные формулы и понятия (118, 121 122) 1. У вЂ” объемная доля: Ут = Ат/А (аревзьный анализ); У г = 1 г/Е (линейный анализ); Уу = рт/Р (точечный анализ).
2. Ъ вЂ” средыий линейный размер зерен или частиц; ш †средн свободное расстояние. При линейыом анализе в однофазные материалы: средний линейный (по Гейну) размер зерна (см. рис. 1.484) 1)а=- Е/(И М); миогофазные материалы: средний линейный размер частиц сс- или (1-фазы (см. рис. 1.485): а (И +(И )М У Е (И + — И,б) М многофаэные материалы (см.
рис. 1.486): (4И, +2И,)м асс= Е (4И„„+ 2Иаб) М 'бб= Е Удельная (по отношению к объему сплава) поверхность границ межцу а- и у-фазами (см. рис 1.486 и 1.487): Яау — — 2Ис, М/Е. Удельная (по отношению к объему у-фазы) поверхность границ между фазами а иу: 8 2И М 2И М Ориентированная структура, например линейная ориентировка, возникающая после волочеыия (оценка на продольном шлифе) .. Удельная поверхность граыиц зерен: ~ааь1о' 1'671 ( — ) + ~Е l, +0,429( аа ) 183 Рис.
1Аэз Пзс. 1.СЗЭ 5. с( — степень ориентировки; при линейном анализе: (й( )5),— ()У )Ц ()У )й),+0,2УЗ()У К) 6. С в степеыь контакта (доля контактной поверхности); Р— доля межфазной поверхности. При линейном анализе С,„= 8си/(8сссс+8ай) ° 1 ссб 8а518п 5л кпсс+ +8 ~. Обозначение символов: А — суммарная площадь сечения и микро'г частиц, например у-фазы; А — общая площадь измерения; л( — масштаб изображения," индекс «Л» — измерения производились перпендикулярно к преимущественному направлению (напрнмер, направлению деформации); индекс «11» — измерения производились параллельно преимущественному направлению. и.
Определение парметров и возможности описания пространственной структуры (118, 12Ц Объемная доля †до объема материала, занимаемая частицами некоторой фазы сс. Средний линейный размер зерен (размер зерна по Гейну) — средняя длина хорд, отсекаемых на случайной прямой сечениями микрочастиц (например, зерен, выделений, включений), позволнет получить информацию о размерах сечений частиц на плоскости шлифа, дает смещенную оценку пространственной структуры. Среднее свободное расспсяиие между частицами — средние длины случайных хорд в матрице между выделениями, включениями, порами; дает оценку пространственной структуры.
Удельная (по отношению к объему материала) поверхность границ эереы или границ между фазами — отношение поверх- насти зерен в квадратных миллиметрах к объему материала в кубических миллиметрах — характеризует пространствеыную структуру. Удельная (по отношению к объему фазы поверхность) межфазных границ, например межау выделениями П матрнцей, — мера дисперсностн выделившихся фаз и включений; характеризует пространственную струк. туру.
Степень ориентации — отношение доли ориентированной удельной поверхности границ верен или фаз ко всей удельной поверхности зерен нли межфазных границ. Доля межфазной поверхности [66)1 Раб=боб(йи1 Рп,у=8 13а ' параметр, который отражает условия окружения соседями структурных составляющих в многофазных (сс+Р+у)-сплавах (рис. 1.489) (66). Частицы сс-фазы окружены у-фазой. Среднюю площадь сечений зерен (12Ц характеризует число сечений зерен, находя- шихся на площади базового прямоугольника (см. рис. 1.490) (12Ц: а) число сечений зерен в углах прямоугольника: лв 4(+); б) число сечеыий зерен, которые пересечены сторонами прямоугольника: л,(х); в) число сечений зерен, полностью лежащих внутри прямоугольника; л, ( ). Средняя площадь сечений зерен вычисляется по формуле А = Ас!(лс+ 0,5л + 0,25лн).
Часто в качестве характеристики размера зерен используют: 5= )с А; однако она характеризует только сечения, но не пространственную структуру. Недостатки по сравнению с использованием лннейыого размера зерна ссютоят в следующем: А и Е не являются однозначно связанными с удельной поверхностью границ зерен, неприменимы при ориентированных структурах; не позволяют сделать заключение о протяженности зерен.
Трудоемкость определений выше, чем в случае линейного анализа. г, Распределения размеров зерен и частиц определяют (прн сферической форме частиц) на основании данных о размерах сечений: площадей диаметров или случайыых хорд. Для этого измеряемые величины разбивают на интервалы в виде: — арифметического ряда с разыостью Л: Л, 2сс, ЗЛ, ..., КЛ; — геометрического ряда с модулем а', а с 1 от 0 до К: а, аа, а'а, а'а, ..., и"а. Число интервалов обычно составляет от 7 до 12. В металлографии для оценки распределения размеров сечений частиц довольно часто применяют геометрические ряды с модулем а= )»с2.
Распределение по размерам обычно представляют в виде дифференциальной кривой (гнсгограммы) вли в виде кумулятивной кривой (рис. 1.491 и 1.492) [60). Ркс 1Лд! Рнзпир зерна /таппиййпип— пь ф„ ~ч с» ФФ Рис. 1. 492 Разпер зерна ыаспиц!,пип В зависимости ат выбора (арифметического или геометрического) разбиения на интервалы масштаб диаграммы по оси абсцисс будет линейным или логарифмическим В случае логарифмически нормального распределения график суммарных частостей (кумулятивных кривых) в логарифмическом масштабе дает прямую.
Онв может однозначно характеризоваться медианным значением Рм (соответствует размеру зерна или частицы с частотой повторения 50 »тс) и дисперсией а: о = 1п(Ра»!Г з д) = 1п(Ргл !)Рдо) » 42Р 2 $ дд ч 7з ~~ Я фуд Му с» 1Ю К йт Л~ 4Р дгг Диапснзр зерна и длины сагнизни, пип Р с. 1.422 Лагарифмически нормальное распределе- ние сечений зерен наблюдается во многих металлографических объектах. Следует иметь в вщ!у, что если действительно рас- пределение пространственных размеров вы- ражается логарифмическим нормальным распределением, то распределение длин случайных хорд может отличаться от него (рис. 1.493) [60).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
