6.8.1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ
1. Металлографический микроскоп ......………………………………………………......
2. Окуляр-микрометр ............………………………………………………………...........
3. Специальный образец (травленый микрошлиф)
6.8.2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
Студент получает подготовленный микрошлиф, устанавливает его на столик микроскопа и, наблюдая картинку через окуляр-микрометр, производит определение параметров графитовых включений и пористости в наблюдаемом образце. Микроструктура зарисовывается и описывается. По таблицам стандарта ГОСТ 9391 (Приложение 3 и 4) определяется балл структурной составляющей.
6.8.3. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
В отчете должны быть описаны виды графитовых включений и пористости и их балльность.
Отчет должен содержать зарисованную микроструктуру.
Отчет содержит 2-3 стр.
Отчет подписывается студентом.
6.8.4. ЛИТЕРАТУРА.
1. Сплавы твердые спеченные. Методы определения пористости и микроструктуры. ГОСТ 9391.
2. Методика структурного металлографического анализа твердых сплавов. М., Машгиз, 1962 г.
6.8.5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.
1. Что позволяет определить наблюдение микроструктуры ?
2. Опишите методику наблюдения микроструктуры.
3. Какие технологические параметры могут оказать влияние на микроструктуру изделия ?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 37
6.9. Определение среднего размера зёрен карбида вольфрама под микроскопом.
В настоящее время существуют достаточно разработанные методы количественной оценки непосредственно элементов структуры.
Количественная размерная оценка структуры имеет ряд бесспорных преимуществ, из которых главное — возможность построения графиков зависимости служебных свойств изделий от их
структуры, а также возможность эффективного использования лабораторных наблюдений для улучшения технологического процесса производства.
Наиболее точным из количественных методов оценки является планиметрический, по которому состав структуры сплава определяется путем измерения площадей, занимаемых структурными составляющими на общей площади шлифа. Однако этот метод слишком трудоемок и поэтому не может быть рекомендован для заводской практики исследования структуры.
В основу рассматриваемой здесь методики исследования структуры положен линейный метод количественного анализа, математически базирующийся на геометрическом принципе
Кавальери, из которого следует, что отношение линейных отрезков двух геометрических фигур будет равно отношению их площадей и отношению их объемов в условиях параллельно секущих плоскостей:
= =
В применении к элементам структуры это означает, что можно ограничиться измерением относительной длины отрезков, приходящихся на долю отдельных структурных составляющих, и тем самым определить процентное содержание этих составляющих в объеме сплава.
Если пересечь видимую в микроскоп структуру (или ее фотографию) прямой линией, то контуры зерен отдельных фаз структуры рассекут ее на ряд отрезков. На каждую структурную фазу придется определенная (суммарная) длина линейных отрезков, пропорциональная содержанию фазы в объеме сплава. При работе с микроскопами в качестве секущей линии может быть использована линейка-окуляр микроскопа (подсчет производится вдоль обреза линейки).
Процентное содержание искомой фазы определяется отношением числа делений, отсекаемых этой фазой на линейке окуляр-микрометра, к числу делений всей линейки окуляра. Подсчет может проводиться также и в миллиметрах или микронах с учетом цены деления окуляр-микрометра.
Для того чтобы получить достоверные результаты, нельзя ограничиваться однократным измерением. Считают, что для практических целей достаточно надежные результаты дает измерение 200—250 частиц.
Это правило было проверено при определении процентного содержания крупных зерен карбида вольфрама в структуре сплава. Измерения проводились на различных количествах полей зрения (от 1 до 20) одного и того же шлифа.
Результаты последующего и предыдущего опытов сравнивались и на основании этого устанавливалась степень расхождения и ошибка в процентах:
Средний диаметр замеренных зерен составлял 5 мкм. При измерении на пяти полях длина секущей была в 100, а при измерении на десяти полях в 200 раз больше среднего диаметра измеряемых зерен.
Техника линейного метода определения среднего размера зерна иллюстрируется приводимым ниже примером.
Пример. Определим средний размер зерен карбида вольфрама в структуре сплава группы ВК.
Линейка окуляр-микрометра накладывается на изображение структуры в поле зрения микроскопа. (Полученное изображение структуры схематически показано на рисунке фиг. 128. Зерна карбида вольфрама схематически изображены в виде многоугольников.) Секущая линия окулярмикрометра пересекает крупные и мелкие зерна структуры сплава. На всем протяжении неподвижной линейки замеряется величина каждого крупного зерна в делениях окуляра. В нашем примере на одно поле зрения приходятся зерна следующих размеров: 7, 7, 7, 10, 4, 5, 7, 2 делений окуляра. Затем поле зрения переносят на другие участки шлифа и вновь замеряют размеры зерен, каждый раз фиксируя результаты в протоколе записи первичных данных. Зерна карбида вольфрама замеряются по наибольшей грани при увеличении микроскопа не менее Х1000.
Фиг. 128. Зерна сплава при наблюдении в окуляр-микрометре (схема).
После измерения зерен на пяти или десяти полях шлифа подсчитывается общее число делений, пересекающих зёрна. Полученное значение делится на число измеренных зёрен.
6.9.1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ
1. Металлографический микроскоп ..... ........ ММУ3
2. Окуляр-микрометр ........ ................. ОМО
3. Специальный образец (травленый микрошлиф)
6.9.2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
Студент получает подготовленный микрошлиф, устанавливает его на столик микроскопа и, наблюдая картинку через окуляр-микрометр, производит определение параметров структуры наблюдаемого образца. Микроструктура зарисовывается и описывается. Определяется средний размер зерна.
Таблица наблюдений содержит результаты измерений и имеет вид, показанный на рисунке 129
6.9.3. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
В отчете должны быть описаны виды структурных составляющих сплава и их значение при эксплуатации материала.
Отчет должен содержать зарисованную микроструктуру и таблицу наблюдений.
Отчет содержит 2-3 стр.
Отчет подписывается студентом.
6.9.4. ЛИТЕРАТУРА.
1. Сплавы твердые спеченные. Методы определения пористости и микроструктуры. ГОСТ 9391.
2. Методика структурного металлографического анализа твердых сплавов. М., Машгиз, 1962 г.
6.9.5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.
1. Что позволяет определить наблюдение микроструктуры ?
2. Опишите методику наблюдения микроструктуры.
3. Какие технологические параметры могут оказать влияние на микроструктуру изделия ?
Лабораторная работа № 38
6.10. Определение гранулометрического состава спечённого изделия под микроскопом
В настоящее время существуют достаточно разработанные методы количественной оценки непосредственно элементов структуры.
Количественная размерная оценка структуры имеет ряд бесспорных преимуществ, из которых главное — возможность построения графиков зависимости служебных свойств изделий от их
структуры, а также возможность эффективного использования лабораторных наблюдений для улучшения технологического процесса производства.
Наиболее точным из количественных методов оценки является планиметрический, по которому состав структуры сплава определяется путем измерения площадей, занимаемых структурными составляющими на общей площади шлифа. Однако этот метод слишком трудоемок и поэтому не может быть рекомендован для заводской практики исследования структуры.
