85383 IMG4 165 (2)

164

(7.16)

7. Elementy metalografii

gdzie n jest liczbą analizowanych pól widzenia, /,■ - cięciwą ziarna, L - długości-linii w polu widzenia.

Udział objętościowy fazy oc w mikrostrukturze metodą punktową określa ^ zliczając punkty (węzły siatki) padające na ziarna analizowanej fazy. Potnij prowadzi się podczas obserwacji, używając okularu z krzyżem albo lepiej z siatką Metoda często stosowana, ponieważ zapewnia dokładne wyniki bez względu charakter struktury. Zliczanie ułatwia tzw. integrator, tj. licznik impulsów od powij, dających trafieniu węzła siatki na powierzchnię ziarna analizowanej fazy. Integrator o różnym stopniu automatyzacji bywa sprzężony z posuwem stolika preparatu w mikroskopie, co zapewnia po każdorazowym impulsie samoczynną zmianę po|_a widzenia.

Udział objętościowy fazy a obliczany metodą punktową wyraża zależność:

1^3

“ V nP'

gdzie n jest liczbą analizowanych pól widzenia (mikrofotografii), p, - liczbą punktów padających na ziarna badanej fazy, P - liczbą punktów siatki.

Wielkość ziarn. Wielkość ziarna ocenia się średnią powierzchnią a przekroju ziarna, wyrażoną w mikrometrach kwadratowych. Liczba ziarn n na powierzchni 1 mm² zgładu i ich średnia powierzchnia związane są zależnością (przy obserwacji pod powiększeniem 100 x):

-    w strukturze jednofazowej

10⁶

HpT ^b=t'    ^m

-    w strukturze wielofazowej, uwzględniając udział objętościowy fazy

10⁶ „

\ = — V_v    (7.18)

Pomiar wielkości ziarna można wykonać podczas obserwacji lub na mikrofotografii kilkoma sposobami.

Najczęściej stosowana metoda porównawcza wykorzystuje wzorce różnych skal standardowych, spośród których najbardziej rozpowszechniona jest skala wielkości ziarna ASTM (tabl. 7.4). Związek pomiędzy numerem N skali wzorca ASTM a rzeczywistą średnią powierzchnią ziarna a (pnr) wyraża zależność:

a = 500-2⁸"^N.    (7.19)

Z podstawienia (7.19) do (7.17) wynika, że dla struktury jednofazowej liczba ziarn na powierzchni 1 mm² zgładu (przy powiększeniu 100 x)

n = 2000-2^N'⁸.    (7.20)

Ponieważ wielkość ziarna jest zmienną ciągłą, a numer wzorca - skokową, ńększe znaczenie od średniej powierzchni ziarna ma jej przedział w danym numerze

Skala

ASTM wielkości ziarna (wg PN-84/H-04507.01)

stali

Tablica 7.4

r1<	Średnia powierzchnia przekroju a pm^2	Liczba ziarn na powierzchni 1 mnr n mnr^2	Średnia średnica ziarna i mm	Średnia cięciwa ziarna \ mm	Średnia liczba ziarn przeciętych na długości 1 mm Nl mm'^1
N___	1	1	1	0,887	1,128
	0,5	2	0,707	0,627	1,596
7	0,250	4	0,500	0,443	2,257
A	0,125	8	0,353	0,313	3,191
0	0,0625	16	0,250	0,221	4,51
1	0,0312	32	0,177	0,156	5,37
2	0,0156	64	0,125	0,111	9,03
3	0,00781	128	0,0884	0,0783	12,8
4 c	0,00390	256	0,0625	0,0553	18,1
5 t	0,00195	512	0,0442	0,0391	25,5
0 7	0,00098	1024	0,0312	0,0277	36,0
fi	0,00049	2048	0,0221	0,0196	51,0
O 9	0,000244	4 096	0,0156	0,0138
10	0,000122	8192	0,0110	0,00979	102
II	0,000061	16384	0,00781	0,00692	144
12	0,000030	32 786	0,00552	0,00485	206
13	0,000015	65 536	0,00391	0,00343	291
14	0,0000075	131072	0,00276	0,00243	412
13	0,0000038	262144	0,00195	0,00173	579

"W tablicy podano wartości dotyczące całkowitych numerów wielkości nam.

skali wzorca. Metoda porównawcza jest więc bardzo niedokładna, ponieważ np. »skali ASTM dla danego numeru wzorca liczba ziarn na powierzchni 1 mm² wynosi: minimalna 0,75, a maksymalna 1,5 wartości średniej. W obrębie jednego numeru skali największa liczba ziarn jest dwa razy większa od najmniejszej.

Ocena wielkości ziarna sposobem porównawczym sprowadza się do porównania obrazu mikroskopowego (mikrofotografii) przy powiększeniu 100 x z rysunkiem wzorca skali. Struktury o niejednolitej wielkości ziarna oznacza się dwoma numerami skali albo przedziałem dwóch numerów skrajnych.

Ocenę wielkości ziarna metodą Jejfriesa najwygodniej wykonać na mikrofotografii o powiększeniu 100 x. Wykreśla się na niej koło o promieniu 39,9 mm (odpowiednik powierzchni 0,5 mm² na zgładzie) i zlicza liczbę ziarn z leżących wewnątrz okręgu oraz liczbę ziarn w przeciętych okręgiem (rys 7.16a). Całkowitą liczbę ziarn na powierzchni 1 mm² zgładu wyraża zależność:

n = 2(z + kw),    (7.21)

gdzie Ir = 1/2 - J/4D jest współczynnikiem, przy czym d - średnią średnicą ziarna,

0 - średnicą wykreślonego koła równą 79,8 mm.