Для осуществления выполнения этой методики необходимо выполнить следующие этапы:
1. Получить у преподавателя коллекцию образцов.
2. Установить на столик микроскопа микрошлиф.
3. Изучить поверхность травленных микрошлифов с помощью светового микроскопа Meiji Techno и выбрать участок для анализа на шлифе.
4. Произвести соответствующую калибровку.
5. Ввести изображение выбранного участка в среду программы Thixomet PRO.
6. В опции «Анализ» во вкладке «Выбор стандарта» выбрать специализированный плагин «ГОСТ 5639 – Определения величины зерна».
7. Запустите анализ с использованием клавиш на клавиатуре CTRL+A (рис. 4).
8. С помощью опции «Реконструкция границ зерен» во вкладке «Настройка» восстановить слабовыявленные границы.
9. Включите «Режим мерцания», оцените соответствие распознанных границ реальным границам зерен. Если результаты распознавания вас не удовлетворяют, повторите п. 8.
10. Кликнув по строчке «Отчет» в раскрывающемся списке «Стандарты», сформировать отчет, в котором содержатся площадь зерна, номер зерна, гистограммы распределения зерен по номеру и площади. (Результаты анализа можно вывести также в среду Exsel для последующей статистической обработки).
а б
Рис. 4. Пример определения величины (размера) зерна в
автоматическом режиме
Для количественной характеристики структуры, в частности размеров зерен, применяют статистические методы и строят кривые распределения или гистограммы. Если кривая имеет ряд минимумов и максимумов, то проводят ее сглаживание, подсчитывая число зерен в более крупных интервалах размеров, т.е. увеличивают интервал группировки. На основании кривой распределения подчитывают средний диаметр зерна. Возможно получение информации о различных исследуемых величинах (размера зерна, площади, анизотропии и т.д.) в виде гистограммы распределения в соответствии с рис. 5, 6.
а б
Рис. 5. Пример выделения границ зерен по размеру (величине) зерна (а) и гистограмма распределения зерен по размеру (величине) зерна (б)
а б
Рис. 6. Пример выделения границ зерен по площади (а) и гистограмма распределения зерен по площади (б)
Для того, чтобы вызвать гистограммы необходимо вызвать окно «Гистограммы по свойствам» - «Вид - Управляющие окна- Гистограммы по свойствам». В диалоговом окне имеется нижний ряд закладок, для которого в верхнем ряду выбирается метрический параметр. Для каждого
метрического параметра строится гистограмма его распределения по объемному и количественному проценту. Для выбора способа построения гистограммы следует нажать правой кнопки мыши в область гистограммы и выбрать «По количеству» или «По объему».
2.5 Метод определения величины зерна сравнением с эталонными шкалами.
Для более быстрой оценки микроструктуры при металлографических исследованиях и контроле различных сталей используют эталонные шкалы микроструктур (в соответствии с ГОСТ ?????), приведенные в соответствующих стандартах или технических условиях. Эти шкалы позволяют оценивать микроструктуру образца в баллах в зависимости от содержания определенных структурных оставляющих их размеров, степени дисперсности, неравномерности распределения и других признаков. По эталонным шкалам определяет, например, количество феррита, перлита и других фаз стали, дисперсность мартенсита и перлитных структур, собственно структуру перлита, степень развития карбидной неоднородности, количество нитридов и т.д. Основная шкала содержит эталоны (приведены в виде круга диаметром 79,8 мм, что соответствует площади 5000 мм2 или натуральной площади на шлифе 0,5 мм2) с номерами от 1 до 10 при увеличении х 100 (рис. 7).
Рис. 7 Эталоны для определения величины зерна (в баллах) методом сравнения
Шлифы можно изучать и при разном увеличении, но в этом случае для перечета на стандартный номер зерна (х 100) пользуются специальной переводной таблицей (табл. 2) или графиком, приведенным в ГОСТ 5639-82.
Таблица 2
Пересчет номера зерна на стандартное увеличение (х 100)
| Увеличение | Номер зерна при 100х | |||||||||||||||||
| -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | |
| 25х | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 50х | - | - | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 1 | 2 | 3 | - | - | - |
| 200х | - | - | - | - | - | - | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | - | - |
| 400х | - | - | - | - | - | - | - | - | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 800х | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
Если в микроструктуре имеются зерна двух и более номеров, то номера зерен записывают в порядке преобладающей величины зерна. Например, на шлифе больше всего зерен 5-го номера, зерен 3-го номера значительно меньше, а зерен 7-го номера еще меньше. Записывают в следующем порядке: № 5, № 3, № 7.
Перевод номера зерна в средний диаметр зерна и другие характеристики. Зная номер зерна N (с –3 до +14) можно вычислить средний диаметр зерна по расчету, средний условный диаметр зерна, площадь одного зерна и др. (табл. 3).
Для осуществления выполнения этой методики необходимо выполнить следующие этапы:
1. Изучить микроструктуру подготовленных шлифов в оптическом микроскопе или по фотографии. Увеличение подбирается экспериментально таким образом, чтобы были различимы детали зеренной структуры. Обычно используют увеличение от 100 крат до 1000 крат.
2. Использовать эталонные шкалы программного продукта Thixomet PRO, изменяя уровень прозрачности шкал (рис. 8).
Таблица 3
Таблица перевода номера зерна в другие параметры зеренной структуры [ 11]
а б
Рис. 8. Определение величины зерна с использованием стандартных шкал программного продукта Thixomet PRO
3. Полученные результаты занести в таблицу, подготовить отчет по работе.
Полученные результаты занести в табл. 4.
Таблица 4
Результаты измерений
| Средний размер зерна (dср), полученный различными методами измерений | ||||
| Метод секущих | Ручные измерения (Thixomet PRO) | Использование радиальных окружностей (Thixomet PRO) | Автоматизированные измерения (Thixomet PRO) | Использование эталонных шкал |
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| 3 | ||||
3. Порядок выполнения работы и требования к отчету
1. Изучить методическое руководство к работе.
2 Получить коллекцию микрошлифов.
3. Получить с помощью оптического микроскопа изображение микроструктуры армко-железа (чистого железа):
4. Определить величину зерна (мкм) в ручном режиме с использованием метода секущих.
5. Определить величину зерна (мкм) в ручном режиме с использованием программного продукта Thixomet PRO
6. Определить величину зерна (мкм) с использованием радиальных окружностей посредством программного продукта Thixomet PRO.
7. Определить величину зерна в автоматическом режиме с использованием программного продукта Thixomet PRO в соответствии с ГОСТ 21073. 2 -75.
8. Определить величину зерна с использованием стандартных шкал
9. Сравнить полученные результаты исследования
10. Распечатать и заполнить отчет о проделанной работе.
В отчете привести цель работы, фотографии микроструктур и их характеристики – количественный анализ величины зерна с использованием различных способов, сопоставить результаты анализа, сделать выводы по работе.
10. Получить изображение микроструктуры при помощи микроскопа.
11. Занести полученные изображения в анализатор Thixomet PRO.
12. Произвести количественный анализ соотношение перлита и феррита.
13. Сравнить полученные результаты.
14. Распечатать и заполнить отчет о проделанной работе.
15. Произведите оценку с использованием эталонных шкал. Сравнить полученные результаты
16. Сделать выводы.
В отчете привести цель работы, фотографии микроструктур и их характеристики – количественное соотношение перлита и феррита, сделать выводы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Методы определения величины зерна.
2. Какими характеристиками оценивают величину зерна?
3. Какое влияние величина зерна оказывает на свойства сплавов?
4. При каком увеличении выполняется метод визуального сравнения?
5. Какие изменения необходимо внести в выполнение метода подсчета зерна, если материал имеет мелкозернистую структуру при использовании эталлоных шкал?
6. Сколько зерен должно быть видно в окуляре при использовании метода подсчета границ зерен?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
«Количественный анализ микроструктуры сталей
Дата: 2019-12-22, просмотров: 348.
