Цель работы– изучение и количественная оценка фазового состава и структуры углеродистых, легированных сталей.
Теоретическая часть
Количественную оценку фазового состава сталей в сварных соединениях предпочтительнее выполнять такими методами количественного фазового анализа, как точечный метод Глаголева и линейный метод Розиваля. Возможно также применение компьютерных методов оценки фазового состава.
Точечный метод А.А. Глаголева применяется для анализа высокодисперсных структур (троостита, сорбита, карбидной неоднородности и др.). В основу метода положен принцип, вытекающий из теории вероятности. Если на какой-либо плоскости имеется определенное количество равномерно и беспорядочно расположенных точек, то число точек, находящихся на отдельных участках, будет пропорционально площади эти участков.
Определение фазового состава по этому методу проводят следующим образом:
1. На видимое под микроскопом поле шлифа накладывается сетка окуляр-микрометра.
2. Подсчитывается число точек на перекрестках видимой сетки, попавших на одну фазу. При этом точки, попавшие в зерна этой фазы (Пф), считаются единицами, а числа точек, касающихся зерен этой фазы (Пкас), т. е. принадлежащие обеим делится пополам. Таким образом, общее число точек (П1), попавших на данную фазу, составит:
Число точек, попавших на другую фазу, подсчитывают по формуле:
Линейный метод Розиваля основан на принципе Кавальери: соотношения объемов, находящихся между параллельными плоскостями, соответствуют соотношениям площадей сечений этих объемов параллельными плоскостями. Иными словами, по отношению площадей фаз, входящих в структуру сплава, можно определить их объемное соотношение.
На практике этот метод используют следующим образом:
1) изображение микроструктуры пересекают прямыми линиями, проходящими через все фазы структуры исследуемого образца;
2) измеряют и суммируют длины отрезков, проходящих через каждую фазу;
3) полученную сумму длин делят на общую длину секущей линии.
Количественный металлографический фазовый анализ отожженных сталей может быть использован для решения важной практической задачи - определения марки отожженной углеродистой стали, а на основе этого – механических свойств стали (твердости, прочности, текучести).
В микроструктуре доэвтектоидной углеродистой стали в равновесном (отожженном) состоянии содержатся феррит и перлит. Количество феррита или перлита определяется количественным методом, описанным выше. Содержание углерода в феррите из-за незначительности этой величины (0,006%) не учитывают и считают, что весь углерод находится в перлите. Известно, что перлит содержит 0,8% С. Поэтому, установив в результате количественного металлографического фазового анализа количество перлита в общем объеме металла, можно определить содержание углерода в стали умножением относительной площади (%), занимаемой перлитом, на 0,8, т.е. содержание углерода равно:
Линейный метод Розиваля
Точечный метод Глаголева
Заключение
Используя, точечный и линейный метод определения фазового состава стали, были приблизительно определены содержания феррита и перлита, а также углерода для каждого образца. Сравнивая результаты компьютерного и ручного метода, можно сказать, что измерения ручным методом допустимы и имеют погрешность по составу стали порядка 22,75%, марка стали сравниваемого шлифа предположительно Ст20.