60 (242)

118

f

Krzyszlof Widanka

opisującymi wymiary cząstek są: średnia objętość cząstki V, w mm¹; średnia powierzchnia cząstki S, w mm⁷; średnia powierzchnia przekroju A, w mm²; średnia wy-

teriałów cząstki przyjmują różne kształty przypominające wielościany (równoosiowe -ziarna w strukturach jednofazowych), kule (węgliki w strukturze sferoidytu), płytki, dyski i igły (perlit płytkowy, martenzyt, bainit) itp. Geometrycznymi parametrami v

sokość cząstki H, w mm, i średnia długość cięciw l, w mm. Z wymienionych parametrów geometrycznych cząstek można tworzyć różne współczynniki kształtu używane w praktyce metalograficznej do oceny kształtu cząstek w strukturach dwu- i wielofazowych. Ocena wielościennych cząstek (ziaren) w strukturach jednofazowych polega najczęściej na określaniu rozrzutu kątów dwuściennych między krawędziami cząstek (ziaren), których średnia wielkość jest stała i wynosi 120°. Dążenie struktury do osiągnięcia minimum energii swobodnej wyraża się w zmniejszaniu różnic między kątami dwuściennymi, z których każdy w warunkach idealnej równowagi powinien być równy 120°. Ze znanych i stosowanych wskaźników kształtu do oceny kształtu cząstek w strukturach wielofazowych można wymienić

i podobny zmodyfikowany przez Sałtykowa

i.

i

A-

s

niu modelu przestrzennego cząstek (ziaren). Głębokość kolejnych zeszlifowań powin- ^ na być mierzona bardzo dokładnie, a grubość warstwy zeszlifowanej nie powinna ?£•

Kształt cząstek (ziaren) można określić metodą kolejnych szlifów. Metoda ta polega na następujących po sobie zeszlifowaniach warstw materiału, utrwalaniu struktury £ każdej świeżo odkrytej warstwy (np. przez fotografowanie) i na tej podstawie tworze- *

przekraczać średniej wielkości cząstki (ziarna). Metoda ta jest bardzo pracochłonna i trudna w realizacji, zwłaszcza w przypadku struktury drobnoziarnistej.

Z kształtem ziaren (cząstek) jest związana krzywizna ich powierzchni oraz krzywizna linii obwodów przekrojów cząstek. Przeciętna średnia krzywizna zamkniętych.

powierzchni w przesirzeni jest proporcjonalna do stosunku Ną/N, zmierzonego na płaskim zgładzić.

8.S.2. Krzywizna powierzchni cząstek

Silą pędną wielu procesów zachodzących w strukturze materiału jest dążenie do osiągnięcia minimum energii swobodnej układu, której główną część stanowi energia powierzchni rozdziału. We wszystkich przypadkach wielkość powierzchni rozdziału charakteryzuje energię powierzchniowa, jaką ma układ, a z kolei zmiany w wielkości powierzchni są proporcjonalne do ich krzywizny.

Na podstawie zależności geometrycznych i rachunku prawdopodobieństwa wy-prowadzono jedno z podstawowych równań stereologicznych wiążących średnią krzywiznę powierzchni ze średnią krzywizną linii ich śladów na szlifie Ki

W ten sposób określanie wartości krzywizny powierzchni granicznych sprowadza się do obliczania punktów styczności (liczba Tą - całkowita liczba stycznych do krzywych na powierzchni jednostkowej) lub w przypadku powierzchni zamkniętych do obliczania przekrojów cząstek (liczby Ną) i liczb P_L i N_Lt a poszczególne równania przyjmują następującą postać:

mm

-i

,-i

Metoda obliczania punktów styczności Tą Rhinesa polega na skanowaniu struktury prostą o znanej długości L, umieszczoną np. w okularze mikroskopu, która dotyka cząstek analizowanej fazy. Po przesunięciu szlifu w określonym kierunku oblicza się punkty styczności prostej skanującej z obwodami cząstek badanej fazy. Gdy podzielimy wszystkie punkty styczr.ości przez analizowane pole płaszczyzny szlifu, otrzymamy tzw średnią liczbę punktów styczności odniesioną do jednostki powierzchni Tą.