8.Методи кількісної металографії.
Кількісна металографія (стереометрична металографія, стереологія) – система методик дослідження, що кількісно оцінюють геометричні параметри просторової мікроскопічної будови металів і сплавів по вимірюваннях на плоских перетинах.
При металографічному аналізі структури її можна охарактеризувати одним з трьох методів: якісним (описовим); напівкількісним (за допомогою умовних чисел – балів) і кількісним. Якісним методом металографії є опис фаз, видимих на поверхні мікрошліфа, рівномірність їх розподілу на поверхні, наявність пор та інших несуцільностей, тощо.
Найчастіше в практиці зустрічаються два завдання кількісної металографії: визначення розмірів зерен і визначення відносного об'єму структурних складових в матеріалі.
Кількісна оцінка середніх розмірів зерна
Методики кількісної оцінки середніх розмірів зерна істотно точніші за бальну оцінку і дуже поширені. У цих методиках зображення досліджуваної структури проектується на матове скло мікроскопу (можна використовувати і фотографію), на якому окреслюється прямокутник відомої площі F. Площа шліфа, відповідна цьому прямокутнику, розраховується в мм2.
Підрахувавши середнє число зерен усередині прямокутника п, легко визначити середню площу одного зерна А за формулою:
(3.11)
У методі Джефріса кількість зерен п, що потрапили в прямокутник (квадрат), підраховують за формулою:
(3.12)
де р - кількість зерен, що цілком знаходяться в квадраті; q - кількість зерен, що перетинаються стороною прямокутника (в середньому можна вважати, що в ньому знаходиться половина зерна); одиниця враховує чотири зерна, що знаходяться в кутах зображення і в середньому належать йому на 1/4 (див. рис. 3.3).
Рисунок 3.3 – Схема визначення кількості зерен, що потрапили в прямокутник (метод Джефріса)
За методом Салтикова підраховують кількість вузлів NV, тобто число стиків трьох меж зерен. З простих міркувань виходить, що кількість зерен п буде дорівнювати:
(3.13)
При підрахунку зерен або стиків слід вибирати збільшення мікроскопа таким, щоб в прямокутник потрапляло не менше 30 зерен. Інакше результати виявляться неточними: при великому п - із-за труднощів обробки внаслідок стомлення зору оператора, а при малому п - із-за непридатності формул (3.12) і (3.13) внаслідок непоказності вибірки.
Вимірювання середнього умовного діаметру зерна (методика чотирьох січних). Методика застосовується длярівноосних зерен. Довільним чином проводять чотири січні однакової довжини. Підраховують точки перетину січних з межами зерен. Визначають сумарну довжину січних ΣL (у мм) і сумарне число перетинів Σn. Сумарна довжина січнихΣL = 4·l (l дорівнює видимій довжині лінії, що ділиться на збільшення мікроскопа або фотографії g). Значення середнього умовного діаметру зерна підраховують за формулою:
(3.14)
Твердість та мікротвердість матеріалів.
Твердість(англ.Hardness,фр.Dureté,нім.Härte) — властивість матеріалу опиратися проникненню до нього іншого, твердішого тіла.
Найтвердішим із існуючих сьогодні матеріалів є ультратвердий фулерит(приблизно в 1,17—1,52 разів твердіший заалмаз. Однак це матеріал доступний лише у мікроскопічних кількостях. Найтвердішим з поширених речовин є алмаз (10 одиниць зашкалою Мооса, див. нижче).
Мікротвердість, твердість окремих ділянок мікроструктури матеріалу. Вимірюється втискуванням діамантової піраміди під навантаженням менше 2 н (200 гс ) . Розміри відбитку визначають під мікроскопом, а потім по спеціальних таблицях перераховують на т.з. число твердості — відношення навантаження до площі поверхні відбитку. Прилад для визначення М. забезпечує можливість вибору ділянки мікроструктури, де буде вироблено втискування; завдяки цьому, а також унаслідок малих розмірів відбитку можна вимірювати М. кристалів окремих фаз або різних ділянок зерна. Дані о М. використовують для вивчення неоднорідності розподілу розчинних домішок по зерну, дослідження пластичної деформації, побудови діаграм фазової рівноваги і так далі.
Магнетики.
Магнетики– речовини і тіла, що намагнічуються у зовнішньому магнітному полі, тобто навколо них утворюється додатковемагнітне поле.