Основные теоретические представления

Свойства металлических сплавов наряду с формой и размером фазовых и структурных составляющих определяется также относительным количеством последних. Поэтому для суждения о работоспособности сплавов в тех или иных условиях часто приходится проводить определение в них объемной доли той или иной составляющей. После такого определения, если фазовый состав известен, может быть также выяснен и состав сплава в целом.

Установлено, что объемная доля фазовой /или структурной/ сос­тавляющей в сплаве равна относительной площади, занимаемой этой фа­зой в произвольном плоском сечении образца. Это позволяет по микро­структуре на микрошлифе судить о количестве любых составляющих в сплаве.

Поскольку на площади шлифа фазовые составляющие могут иметь самые различные форму и размеры, очевидно, что количественный анализ составляющих сплава должен иметь статистический характер. Из применяемых в настоящее время методов наиболее удобным является точечный метод, сущность которого заключается в следующем. Если каким-либо образцом совершенно случайно наносить на поверхность микрошлифа точки, попадание этих точек в любой участок шлифа будет равновероят­ным, и при большем числе нанесенных точек они покроют поверхность шлифа равномерно. В этом случае отношение числа точек, попавших на интересующую нас составляющую ко всему числу нанесенных точек, будет равно объемной доле искомой фазовой составляющей, т.е.



P = V₁ / V=S₁ / S = n / N (1)

или в % P= n / N • 100

где V₁ и S₁ - объем и площадь шлифа, занятые искомой составляющей.

Соответственно:

V и S – объем образца и площадь шлифа;

n - число точек, попавших на искомую составляющую;

N - общее число нанесенных точек;

P - относительный объем фазовой составляющей.

Эксперимент обычно проводят следующим образом. Изображение структуры рассматривается с помощью окуляра Гюйгенса, в фокальной плоскости которого помещена стеклянная пластина с нанесенной на ней квадратной сеткой (обычно в 100 клеточек). В этом случае изображение структуры совмещается с изображением сетки и пересечения линий сетки могут служить точками, которые наносятся на изображение структуры (см. рис.1).

Абсолютная погрешность определения количества фазовой составляющей по формуле (1) может быть учтена по уравнению:

σ = [ P (1 – P) / N ] (2)

где:

σ - среднеквадратичная погрешность определения;

P - объемная доля искомой составляющей;

N - общее число точек, нанесенных на изображение структуры.

Рис.1

Относительная погрешность определений может быть принята равной:

δ = σ / P • 100 [%] (3)

Из формул (2) и (3) следует, что относительная погрешность определения растет с уменьшением N и P.