Образец записи результатов измерений

Пересчет баллов зерна при различных увеличениях оптического микроскопа

Увеличение	Номер зерна при увеличении ´100
-1	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
									-	-	-	-
	-	-	-	-
	-	-	-	-	-
	-	-	-	-	-	-

Микроструктура каждого образца зарисовывается в отчете и подписыва­ется. Образец подписи: «Микроструктура железа, балл зерна №.... Увеличение ´100».

5.2. Определение размера зерна железа с помощью микрометрического окуляра

Существует более точный способ измерения размера зерна или любых других структурных составляющих. Для этого используют микрометрический окуляр, т. е. окуляр со встроенной шкалой, разбитой на 100 делений. В зависимости от ис­пользуемого объектива цена деления шкалы микрометрического оку­ляра будет различной. Ее определяют заранее по эталонной мере.

В комплект микроскопа ММР-4 входят компенсаторные окуляры 10^х. Измерительный окуляр имеет шкалу 10 мм, цена деления шкалы 0,1 мм. Линейное поле зрения окуляра 10^х´15 мм.

Стандартная шкала размеров зерна установлена ГОСТ 5639-82*; в основу ее положено соотношение:

F = 500×2^{8- №} ,

где F – средняя площадь зерна в квадратных микрометрах, соответс­твующая определенному баллу шкалы (номеру зерна);

№ – балл зерна.

Всего устанавливается 12 баллов величины зерна от -1 до 10 (последний соответствует самому мелкому зерну). Основными являют­ся восемь баллов с первого по восьмой включительно. На основании приведенной формулы составлены таблицы площади зерна (табл. 3).

Таблица 3

Размер зерна по ГОСТ 5639-82*

Балл зерна №	Среднее число зерен на площади 1мм^2	Площадь зерна, мкм^2
наименьшая	средняя	наибольшая
				-
		-

Поставьте микрометрический окуляр. Установите на предметный столик микрошлиф железа с боль­шим размером зерна, наведите изображение на резкость микровинтом, фокусировка шкалы осуществляется вращением оправки глазной линзы. Измерьте в делениях шкалы поперечник 10 произвольно выбранных средних по размеру зерен и определите среднюю величину диаметра зерна. Все измерения записывайте в таблицу (табл. 4). Затем, зная цену деления, вычислите средний размер поперечника зерна в микро­метрах и площадь зерна, приняв условно зерно за квадрат или круг. По табл. 2 определите балл зерна. Сопоставьте полученный результат с баллом зерна, определенным в предыдущем случае по эталонной шкале стандартных размеров зерна. Ес­ли расхождение больше чем на 1 балл, то проверьте измерения и вы­числения – где-то допущена ошибка. Ваши расчеты и выводы приведи­те в отчете.

Таблица 4

№ измерения
Размер зерна в делениях

средний размер в делениях – 5,5 дел

(цена деления 10 мкм)

средний размер зерна 10×5,5 = 55 мкм

средняя площадь зерна 55² = 3025 мкм²

балл зерна – 3,5

Полученная площадь зерна 3025 мкм²» 3000 мкм². Поэтому оце­нить балл зерна можно как 5,5.

Если площадь зерна подсчитать как площадь круга, то получим 2375 мкм² ~ 2500 мкм², что соответствует наименьшей площади балла 5 и наибольшей площади балла 6. Отсюда следует, что балл зерна определяется, как 5,5.

6. Оценка карбидной неоднородности быстрорежущей стали

Быстрорежущая сталь применяется для изготовления режущего инструмента. К структуре быстроре­жущей стали предъявляется ряд требований и, в частности, требует­ся равномерное распределение карбидов. Карбидная неоднородность оказывает существенное влияние на прочностные свойства деформированной стали. По мере увеличения балла карбидной неоднородности механические свойства быстрорежущей стали ухудшаются. Это приводит к снижению стойкости инструмента в результате выкрашивания режущей кромки. Оценка карбидной неодно­родности сталей производится по микрошлифам образцов, взятых от прутков стали в состоянии закалки с последующим высоким отпуском. Определение балла карбидной неоднородности по ГОСТ 3952-82* производится визуально, сравнением наблюдаемой в микрос­коп структуры при увеличении ´100 с эталонной 10-балльной шкалой (рис. 2). Баллы 1–3 соответствуют равномерному распределению карбидов.

Проверьте увеличение микроскопа – должно быть ´100. Поставь­те на предметный столик образец быстрорежущей стали. Определите балл карбидной не­однородности стали, сравнивая микроструктуру исследуемого образца с эталонными структурами стандартной шкалы (карбиды располагаются в виде светлых округлых выделений на темном фоне).

Зарисуйте микроструктуру и дайте соответствующую подпись к рисунку: «Микроструктура быстрорежущей стали, карбидная неоднородность – балл…, увеличение ´100».

Балл 1	Балл 2
Балл 3	Балл 4
Балл 5	Балл 6

Балл 7	Балл 8
Балл 9	Балл 10

Рис. 2. Шкала карбидной неоднородности быстрорежущих сталей, х100

7. Определение формы, размера и распределения графитовых включений

Серый чугун является самым распространенным литейным сплавом на основе железа. Комплекс механических и служебных свойств чугу­на очень сильно зависит от формы, размера, количества и распреде­ления графита – основной структурной составляющей сплава. Различ­ная форма графита лежит в основе классификации видов серого чугу­на. Для удобства работы и обеспечения единообразия оценок разра­ботана система эталонных структур, приведенных в ГОСТ 3443-87. Идентификация структуры производится путем сравнения ее с эталон­ными структурами при регламентируемом увеличении (рис. 3, 4)

Установите на микроскопе необходимое увеличение путем смены окуляра. Рассмотрите поочередно два образца с различной формой графита. Образцы не протравлены, поэтому кроме графита никакие структурные составляющие не выявлены. Оп­ределите форму графита (Г_ф...) размер включений (Г_раз...) и их распределение (Г_р...). Зарисуйте микроструктуры образцов и сделайте соответствующие подписи. Например: «Микроструктура серого чугуна: пластинчатый прямолинейный графит ГФ1; размер включений Г_раз45; распределение неравномерное Г_р2; увеличение ´100».

Металлическая матрица	Пластинчатый графит	Металлическая матрица	Пластинчатый графит	Металлическая матрица	Пластинчатый графит

а б в

Рис. 3. Серый чугун, включения пластинчатого графита, х100:

а – прямолинейные; б – средней завихренности; в – завихренные

Шаровидный графит Феррит	Шаровидный графит	Перлит Феррит	Шаровидный графит Перлит

Рис. 4. Высокопрочный чугун, х100:

верхний ряд – схема микроструктуры чугуна;

нижний ряд – микроструктура чугуна.

8. Содержание отчета

1. Определение микроанализа и перечень задач, которые он решает.

2. Краткое описание процесса приготовления микрошлифа.

3. Основные характеристики оптической системы металлографического микроскопа.

4. Зарисовка микроструктуры двух образцов железа с разным размером зерна. Указать балл зерна, определенный визуально.

5. Таблица с результатами измерений размеров зерна с помощью окулярмикрометра; расчет средней площади зерна, определение балла зерна.

6. Зарисовка микроструктуры быстрорежущей стали и указание балла
карбидной неоднородности.

7. Зарисовка микроструктуры чугуна с указанием характеристик графита.

Дата добавления: 2015-07-02