Первая часть Файл

Задание№1
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. № подл.
Взам. инв. № дубл.
Подпись и дата
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, V   F   h  z z . 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)
  t
V (1  V )
z
где V - объёмная доля структурной составляющей в сплаве; t=1,96 – нормированное
отклонение; z – число измеренных (хорд); K – коэффициент, зависящий от характера
структуры (К=1).
Лист
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дата
3
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. № подл.
Взам. инв. № дубл.
Подпись и дата
Ход работы
Измерения, (мм):
По горизонтали:
1) 5+4+4
2) 6+1
3) 3
4) 4
5) 5
6) 5+3+6
7) 2+5+3
8) 6+6
9) 4+4
10) 6+2
11) 0
12) 7
13) 3+10
14) 0
15) 7+5+4
16) 4+6+3
17) 7
По вертикали:
1) 5
2) 0
3) 6
4) 2+3
5) 6+4
6) 3+5
7) 0
8) 4
9) 0
10) 6
11) 0
12) 5
13) 4+6
14) 2+7
15) 0
16) 0
17) 6
18) 2+4
19) 2+5
20) 6+3
21) 0
22) 5+6+6+3
23) 0
24) 0
25) 1
26) 6+5+4
Мы измерили длины хорд и сложили их:
Z =263 мм; 60- количество измерений.
L=124*17+81*26=4214 мм;
V
263
 0,062  6,2%
4214

  t
V (1  V )  1,96 
z
0,062  (1  0,062)
0,058
 1,96
 1,96  0,125  0,061  6,1%
60
60
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 442, а 29 точек попали на участки шлифа  - фазы. Объемная доля
этой фазы равна
29
V 
 0,066 * 100%  6,6%
442
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:
  t
 = 1,96 
V (1  V )
z
0,066  (1  0,066)
0,0616
 1,96 
 1,96  0,0021  1,96  0,046  0,09  9%
29
29
Лист
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дата
4
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. V , V , V ;
Содержание структур.составляющ.(по массе) G , G  , G ;
г
см 3
Содержание элемента Эв. структур. составляющ.(по массе) Э , Э , Э .
Если известен полный структурный состав сплава по объёму, содержание любой из его
структурных составляющих по массе определяют по формуле:
d   V
G 
 100%
d  V  d   V  d   V
Подставим значения:
2,216 * 0,062
0,137392
G 
 100% 
 100%  0,018  1,8%
2,216 * 0,062  7,874 * 0,938
0,137392  7,385812
Где 2,216( г см3 ) - графит и 7,874( г см3 ) –феррит: плотности структурных составляющих.
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. № подл.
Взам. инв. № дубл.
Подпись и дата
Плотность структур.составляющ., d  , d  , d  ;
Лист
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дата
5
2.Определение удельной поверхности в изометрических структурах методом
случайных секущих (С.А. Салтыков)
Метод случайных секущих основан на втором стереометрическом соотношении
 S  2m ,
мм2
мм3
Суммарная площадь поверхностей в единице объёма (удельная поверхность) равна
удвоенному числу пересечений случайных линий с этими поверхностями, отнесенному к
2
единице длины секущих.  S -удельная поверхность, мм мм3 ,m –среднее число
пересечений, мм 1 .
 S = 2 Lz ,
мм2
.
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.
x
X
,м
3
мм 3
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:
По гор. (58), по верт. (62)
Z=120- число точек пересечений секущих сетки с  - фазой
Подпись и дата
Взам. инв. № дубл.
V 
мм3
Взам. инв. № подл.
Подпись и дата
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
S
S   V 

L =(
124*17
110
 S  2 
*26
 81110
)  38,31( ìì
120
38,31
 6,26(
мм2
мм3
2
2 Xz
L x
2
, мм
м м3
.
)  общая длина секущих
);
х=29 Х=442
29
V  442  0,066(
S
S  V  

6 , 26
0 , 066
ì
3
ìì
 94,9( ìì
3
);
2
ìì
3
);
Инв. № подл.
- величина относительной удельной поверхности
Лист
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дата
6
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.

h  средняя длина хорд;
Z=263, кол-во измерений = 60
S
2
S   V  4 , ( м м м м3 );
 h

h
263 / 60
110
 0,041( ìì );
4
S  4  0.041
 97,56( ìì
ìì
)  относительная удельная поверхность  -фазы
Инв. № подл.
Подпись и дата
Взам. инв. № подл.
Взам. инв. № дубл.
Подпись и дата
h
2
Лист
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дата
7