Ковалев_Курсовая2019. Анализ микроструктуры материала 15Х2нмфа с использованием программы Микростан
 Скачать 7.48 Mb.
|
|
Линейный метод определения структурного состава сплава по объему (А.Розиваль, 1898). Линейный метод (А. Розиваль) основан на первом основном стереометрическом соотношении. Согласно которому объемная доля структурной составляющей (или фазы) в сплаве равна доле длины секущей линии, проходящей через эту составляющую в объёме (или шлифе). Линейный метод сводится к измерению и суммированию длин отрезков прямой линии, проходящей через структурную составляющую (или фазу), на определённой длине секущей прямой. Осевая линия линейки окуляр - микрометра разделена на 100 частей. Суммарная длина отрезков этой линии, лежащих на структурной составляющих , при показанном положении линейки равна 34. Объемная доля составляющей в сплаве равна 0,34, или 34%. Повторяя измерения в большом числе полей зрения, получаем более точный результат. Линейный метод основан на точном уравнении (1), которое является частью первого основного стереометрического соотношения (2), согласно которому объемная доля структурной составляющей (или фазы) в сплаве равна доле длины секущей линии, проходящей через эту составляющую в объеме (или на шлифе). Поэтому линейный метод сводится к измерению и суммированию длин отрезков прямой линии, проходящей через данную структурную составляющую (или фазу), на определенной длине секущей прямой.  (1)где Σhα—средняя суммарная длина отрезков, проходящих по фазе, а на единице длины секущей, мм/мм. Из соотношения (1) следует, что доля фазы на площади двумерной структуры (шлифа) численно равна доле длины секущей линии, проходящей через эту фазу.  (2)Соотношение (2) выведено математически строго. Оно показывает, что измерение относительного объема фазы (или структурной составляющей) в сплаве можно заменить измерением и суммированием площадей на единице площади шлифа, длин отрезков на единице длины секущей линии или подсчетом числа случайных точек на шлифе. Определение объемной доли фаз сплава можно выполнять по одному из этих трех вариантов, независимо от общего числа фаз или структурных составляющих сплава. Измерение длин отрезков (линейный метод) против измерения площадей значительно снижает трудоемкость определения, а также позволяет механизировать и автоматизировать этот метод определения, в чем его большое преимущество перед планиметрическим. Простейший вариант применения линейного метода при визуальном наблюдении структуры приведен на рис. 1. Осевая линия линейки окулярмикрометра разделена на 100 частей. Суммарная длина отрезков этой линии, лежащих на структурной составляющей α (на рисунке заштрихована), при показанном положении линейки равна 42 делениям (12+2+19+9). Следовательно, по этому определению объемная доля составляющей а в сплаве равна 0,42, или 42%. Повторяя измерение в достаточно большом числе полей зрения, получаем результат требуемой точности и достоверности. Если число составляющих больше двух, измеряют и суммируют длины отрезков осевой линии линейки для каждой составляющей в отдельности, получая в итоге доли объема каждой из них. При этом можно не измерять отрезки, лежащие па составляющей, объемная доля которой является наибольшей — ее можно получить по разности, как дополнение до 100%.  Рис. 1.1 Схема определения объемной доли фазы α линейным методом при неподвижном шлифе Полная автоматизация линейного анализа осуществляется сканированием структуры на телевизионном микроскопе. Длительность импульсов определенной амплитуды пропорциональна длинам отрезков (хорд) линий телевизионной развертки, проходящих по данной структурной составляющей. Поэтому объемная доля структурной составляющей в сплаве определяется как отношение суммарной длительности импульсов соответствующей амплитуды к длительности развертки всего поля зрения (или определенного участка этого поля). Счетно-решающее устройство телевизионного микроскопа автоматически суммирует длительность импульсов определенной амплитуды и выдает готовый результат оценки доли площади или объема, занятой в сплаве данной структурной составляющей. Точность линейного метода обусловлена числом измеренных в процессе анализа отрезков (хорд). Она зависит также от объемной доли структурной составляющей, ее дисперсности и характера структуры. Для вычисления абсолютной ошибки определения можно пользоваться полуэмпирической формулой  (3)где ΣV— объемная доля структурной составляющей в сплаве; t — нормированное отклонение; z — число измеренных при анализе отрезков (хорд); К — коэффициент, зависящий от характера структуры. Таблица 1.1 Доверительная вероятность р для различных величин нормированного отклонения t
Нормированное отклонение t выбирают по табл. 3 в зависимости от требуемой доверительной вероятности Р. Таблица 1.2. Вероятная абсолютная погрешность определения ε при точечном и линейном анализах.
При определении погрешности возможны два случая: 1) уже выполненного анализа и 2) числа отрезков, которые необходимо измерить для получения анализа заданной точности. В первом случае в формулу (3) подставляют полученные в процессе анализа значения ΣV и z, соответствующее характеру структуры значение коэффициента К и величину t, определяемую в зависимости от требования, предъявляемого к доверительной вероятности анализа. В этом случае для определения вероятной абсолютной ошибки анализа можно пользоваться данными табл. 2. Во втором случае для предварительного расчета числа отрезков z, которые должны быть измерены для получения заданной абсолютной погрешности ε, необходимо определить приблизительно (на глаз) долю площади шлифа, занятую анализируемой составляющей, задаться величиной нормированного отклонения t и коэффициента К (в зависимости от характера структуры) и, подставив все эти величины в формулу (3), найти число отрезков z. Для определения числа отрезков z, нужного для получения заданного значения абсолютной вероятной ошибки, при которой t = 0,6745, можно пользоваться данными табл. 3. Если после выполнения анализа окажется, что принятое на глаз содержание структурной составляющей сильно отличается от результата анализа, расчет следует повторить, подставив в формулу (3) найденное значение ΣV.
Таблица 1.3. Минимальное число точек или отрезков, необходимое для получения вероятной абсолютной погрешности, не превышающей ε, при точечном и линейном анализах. Следует иметь в виду, что абсолютная погрешность выражается в долях или процентах объема сплава и поэтому ее допустимая величина зависит от содержания анализируемой составляющей в сплаве. Если, например, объемная доля составляющей равна 50% и при определении этой величины абсолютная ошибка равна 1%, действительное содержание составляющей будет лежать в пределах между 49 и 51 %. Относительная ошибка в этом случае составит 2%, что вполне приемлемо даже при высоких требованиях к результату анализа. Но если содержание составляющей равно всего 2% и оно определено с такой же абсолютной ошибкой, равной 1%, действительное содержание составляющей будет лежать в пределах между 1 и 3%, относительная ошибка составит 50%, что неприемлемо. Табл. 3 показывает, что число подлежащих измерению отрезков быстро возрастает с уменьшением величины абсолютной ошибки ε. Описание программы «Микростан». Интерфейс программы с основными элементами представляет собой вид, показанный на рисунке.  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||