АННОТАЦИЯ
Учебное пособие для студентов металлургических вузов и факультетов, дополняющее курсы «Металлография», «Металловедение н термическая обработка», «Материаловедение», «Физика металлов». Может быть полезна работникам научно-исследовательских институтов и лабораторий предприятий, которые изучают микроскопическое строение самых разнообразных технических или биологических объектов (по шлифам или срезам).
Изложены принципы и система методов стереометрической металлографии, т. е. методов объективной, строго количественной оценки геометрических параметров пространственного строения металлов и сплавов. Количественная оценка пространственного строения много эффективнее и рациональнее обычной описательной оценки видимой плоскостной микроструктуры. Она нашла широкое применение в металловедении, особенно в связи с автоматизацией процесса микроскопического анализа при помощи телевизионных сканирующих микроскопов.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр. Введение . .................... 6
Глава I
СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ МИКРОАНАЛИЗА . . ............... ..... И
1. Статистическая характеристика параметров микроструктуры
11 16
47 52
2. Точность (погрешность) статистической оценки Глава II
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ МИКРОСТРУКТУРЫ ..... ...... . ......... 21
3. Однофазная полиэдрическая структура .... .21
4. Многофазные структуры ........ . .36
5. Ориентированные структуры ...... • ; .
6. Геометрические параметры трехмерной, двумерной и одномерной структур . ... ...... .•' _
Глава III .
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТЕРЕОМЕТРИЧЕСКОГО МИКРОАНА-
ЛИЗА ............. ' т. .... ~. *.,.-. 57
7. Соотношения между параметрами- трехмерных, двумерных и одномерных структур ........ 57
8. Объемная доля фазы или структурной составляю-
щей в сплаве ......... ...•.•.-. 62
9. Удельная поверхность границ зерен или фаз в сплаве . . . ; ........ ..._.',. 65
10. Суммарная длина (плотность) линейных элемен-
тов в сплаве .......... . . . . : _ ,: . 70
П. Число микрочастиц в единице объёма сплава . . 72
12. Средняя кривизна граничных поверхностей . . 78
13. Средняя величина и дисперсия двугранных углов 81
14. Соотношения параметров- при анализе 'по : срезу (фольге) ,,..,'.-.> -. - , - -, '> "- ,'' . - ,:л.. '* . 84
•'.. „ ' Стр;
Глава IV ч
ПРАКТИКА СТЕРЕОМЕТРИЧЕСКОГО МИКРОАНАЛИЗА .... 93
15. Неоднородность структуры и выбор плоскости шлифа.................. 93
16. Качество шлифа для стереометрического микроанализа.................. 99
17. Технические средства стереометрического микроанализа .................. 103
18. Определение основных параметров двумерной структуры................. 111
19. Автоматический количественный микроанализ . 122
Глава V
СТРУКТУРНЫЙ (ФАЗОВЫЙ) ОБЪЕМНЫЙ СОСТАВ СПЛАВА ... 127
20. Планиметрический метод определения структурного состава сплава по объему........ 127
21. Линейный метод определения структурного состава сплава по объему............ 132
22. Точечный метод определения структурного состава сплава по объему............ 139
23. Соотношения между структурным (фазовым) составом сплава по объему и его химическим составом
по массе................. 144
Глава VI
ПЛОЩАДЬ ГРАНИЧНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ В ЕДИНИЦЕ ОБЪЕМА СПЛАВА (УДЕЛЬНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ).......... 148
24. Определение удельной поверхности в изометрических структурах методом случайных секущих . . 148
25. Определение удельной поверхности ориентирован- ' ных систем граничных поверхностей методом направ- ; ленных секущий.............. 157.J
26. Определение удельной поверхности ориентирован- •• ных систем поверхностей методом направленного контура.................. 163
27. Определение удельной поверхности полностью ориентированных систем поверхностей методом направленных секущих............ 163
28. Приближенное определение удельной поверхности и степени ориентации ориентированных систем поверхностей методом направленных секущих ...
29./Ориентационная характеристика граничных ; поверхностей ................ 17|
30. Определение относительной удельной поверхности фаз сплава и удельной 'поверхности металлических
- порошков...........-.,... 18J
31. Определение средней кривизны граничных по-
"; вёрхнрстей методом подсчета точек касаний ... 19!
Стр. Глава VII
ПЛОТНОСТЬ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СТРУКТУРЫ В ОБЪЕМЕ СПЛАВА..................... 196
32. Определение плотности линейных элементов структуры в объеме сплава методом случайных секущих плоскостей.............. 196
33. Определение плотности и степени ориентации линейных элементов структуры в объеме сплава методом направленных секущих плоскостей . . . . . 200
Глава VIII
ЧИСЛО МИКРОЧАСТИЦ В ЕДИНИЦЕ ОБЪЕМА СПЛАВА И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ПО РАЗМЕРАМ............ 205
34. Сечение микрочастиц случайной плоскостью или линией и распределение сечений по размерам . . . 205
35. Определение общего числа шаровидных микрочастиц в объеме сплава методом обратных диаметров 212
36. Определение числа шаровидных микрочастиц в объеме сплава и параметров распределения их размеров (диаметров) по арифметическому ряду . . . 216
37. Определение числа шаровидных микрочастиц в объеме сплава и параметров распределения их размеров (диаметров) по геометрическому ряду . . . 222
38. Определение числа шаровидных микрочастиц в объеме сплава и параметров распределения их размеров (диаметров) методом хорд....... 228
39. Определение числа шаровидных микрочастиц в объеме сплава и параметров распределения их размеров (диаметров) методом укрупненных показателей 232
40. Определение числа выпуклых .микрочастиц в объеме сплава и параметров распределения их размеров
по распределению площадей сечений микрочастиц . 238
Глава IX
ФОРМА И РАСПОЛОЖЕНИЕ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ
в СПЛАВЕ..............'.......247
41. Определение и оценка формы микроскопических частиц.................. 247
42. Расположение микрочастиц в объеме сплава и оценка их связности методом серийных сечений . . 258
43. Оценка связности методом подсчета числа контактов (Дж. Гурлянд, 1962)........... 265
Приложение.................... 269
Список литературы ,............... 270
ВВЕДЕНИЕ
С развитием техники условия, при которых эксплуатиру ются металлические детали и изделия, непрерывж усложняются и становятся все более тяжелыми, к ме таллам предъявляются все новые требования. В эти: условиях металлы должны обладать определенным! сложными комплексами свойств — механических, физи ко-химических, технологических. Поэтому весьма быстрс растет ассортимент используемых техникой материале! вообще и металлических материалов в особенности. Ди рективы XXIV съезда КПСС предусматривают на 1971— 1975 гг. развитие и внедрение новейших методов упрочнения металлов, создание и внедрение принципиальнс новых материалов, превосходящих своими технико-экономическими показателями лучшие отечественные и мировые достижения.
Любой металл представляет собой сложную конструкцию, составленную многочисленными группами однотипных или разнотипных"атомов. Свойства любого сплава определяются его внутренней конструкцией, т. е, структурой или строением точно так же, как свойства любого предмета, будь то швейная игла, станок, телевизор или космический корабль, определяются его конструкцией. Структура, в свою очередь зависит от химиче^ ского состава сплава, технологии его получения и последующей обработки посредством механических, тер-^ мических, химических, физических и др., в том числ| комбинированных воздействий. Поэтому мы практически имеем большие возможности создавать сплавы с нужны* ми сочетаниями свойств благодаря получению структу^ ры, которая эти свойства обеспечивает. \
Из вышесказанного следует, что при разработке новых металлических материалов важнейшая роль принадлежит структуре, в частности микроскопической, и, следовательно, методам ее наблюдения и оценки. Существуют три способа оценки микроструктуры: качественно-описательная, полуколичественная (балловая оценка по сравнению со структурами стандартных шкал) и строго количественная оценка геометрическими параметрами микроскопического строения. Первые два способа оценки имеют субъективный характер и результаты оценки разных наблюдателей часто очень расходятся. На современном этапе развития науки о металлах наиболее рациональной и эффективной является строго количественная, объективная оценка микроструктуры геометрическими параметрами ее действительного про- странственного (трехмерного) строения. •
Только количественные данные о геометрических параметрах микроструктуры позволяют воспользоваться эффективным математическим аппаратом и вычислительной техникой для получения достоверных зависимостей между свойствами и структурой, между структурой, составом и обработкой сплава. Эти зависимости получают в виде графиков или математических формул. Они позволяют выявить физическую природу процессов, протекающих в структуре при обработке и эксплуатации сплава, существо изменений свойств с изменением состава и обработки. Используя такие зависимости, мы получаем возможность выбрать оптимальный состав, наилучшую технологию получения и обработки сплава, обеспечивающие создание нужной структуры и, следовательно, требуемых свойств.
В последние годы успешно разрешена задача полной автоматизации микроскопического анализа структуры путем применения телевизионных сканирующих микроскопов. Такой анализ весьма эффективен, так как приносит обширную информацию о структуре при минимальной затрате времени и труда. Он быстро получил распространение в металлографической практике как при контрольных анализах, так и в исследовательской работе. Ясно, что при автоматическом микроанализе результаты его могут быть выражены только численно и, -ледовательно, оценка структуры обязательно должна JbiTb количественной.
Цена: 300руб.