Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб визначення величини зерна металів і сплавів, який включає виготовлення шліфа, отримання видимого зображення зерненої структури металу, вибір на зображенні структури представницької її області, на яку наносять групу паралельних рівновіддалених січних з подальшим вимірюванням величин хорд, що утворилися в результаті перерізання границь зерен представницької області зображення групою січних, і по отриманій сукупності вимірів судять про величину зерна, який відрізняється тим, що як представницьку область вибирають сукупність від 3 до 48 зерен, які межують один з одним, на яку наносять дві взаємно перпендикулярні групи рівновіддалених січних, а кількість представницьких областей встановлюють залежно від виду структури, при цьому визначення величини зерна в однорідній структурі здійснюють на одній представницькій області, визначення величини зерна в структурі з острівною різнозернистістю здійснюють на ділянках з максимальною і мінімальною різнозернистістю по двох представницьких областях зображення структури, при цьому на кожній вибраній ділянці ураховують максимальну і середню величину зерна, а у разі визначення величини зерна в структурі із стрічковою різнозернистістю вибирають три представницькі області, причому величину зерна в такій структурі визначають окремо в крупнозернистій і в дрібнозернистій областях, а потім - на границі крупнозернистої і дрібнозернистої областей з таким розрахунком, щоб в цю представницьку область потрапляли крупні і дрібні зерна в рівних кількостях по займаній ними у вибірці площі.

Текст

Спосіб визначення величини зерна металів і сплавів, який включає виготовлення шліфа, отримання видимого зображення зерненої структури металу, вибір на зображенні структури представницької її області, на яку наносять групу паралельних рівновіддалених січних з подальшим вимірюванням величин хорд, що утворилися в результаті перерізання границь зерен представницької області зображення групою січних, і по отриманій сукупності вимірів судять про величину зерна, який відрізняється тим, що як представницьку область вибирають сукупність від 3 до 48 зерен, які межують один з одним, на яку наносять дві 3 що характеризує середню величину зерна [Приборы и методы физического металловедения. - Вып. 1. Под редакцией Ф. Вейнберга. - М.: Мир, 1973. 301с.]. При використанні цього способу достовірність визначення величини зерна дуже низька, оскільки кількість довжин відрізків, що виміряються, звичайно не перевищує 200, а про величину зерна судять по їх середньому значенню, яке достатньо приблизно характеризує лише однорідну структуру. Оскільки указаний спосіб оцінки зерна дає уявлення лише про її середню величину, то його неможливо використовувати для оцінки величини зерна в різнозернистій структурі, в якій необхідно мати уявлення і про максимальну величину зерна, так як обидві ці величини дають більш повне уявлення про ступінь однорідності структури, а вона, у свою чергу, характеризує ступінь однорідності структурно-чутливих властивостей всього готового виробу. Відомий також спосіб визначення величини зерна, що включає виготовлення шліфа, отримання видимого зображення зереної структури металу, вибір на зображенні структури представницької її області, на яку наносять групу паралельних рівновіддалених січних з подальшим виміром величин хорд, що утворилися в результаті перерізу представницької області групою січних і по отриманій сукупності вимірів судять про величину зерна. При цьому як представницьку область вибирають на зображенні максимальний переріз одного із зерен [а. с. №1397832, G01N33/20, 88]. Використання цього способу дає достовірні результати тільки для однорідних структур, проте, вибір як представницьку область тільки одного зерна з максимальним перерізом не ураховує ані форми зерен, ані співвідношення інших розмірних груп зерен, присутніх в структурах з острівною або строчкою різнозернистістю. Отже, при використанні указаного способу для різнозернистих структур взагалі відсутня можливість визначення величини зерна цим способом. В основі пропонованої корисної моделі лежить рішення задачі по удосконаленню способу визначення зерна металів і сплавів шляхом зміни умов обробки видимого зображення зерненої структури металу, внаслідок чого досягається розширення технологічних можливостей. Поставлена задача вирішена тим, що в способі визначення величини зерна металів і сплавів, який включає виготовлення шліфа, отримання видимого зображення зерненої структури металу, вибір на зображенні структури представницької її області, на яку наносять групу паралельних рівновіддалених січних з подальшим виміром величин хорд, що утворилися в результаті перерізу границь зерен представницької області зображення групою січних і по отриманій сукупності вимірів судять про величину зерна, згідно винаходу, як представницьку область вибирають сукупність від 3 до 48 зерен, які межують друг з другом, на яку наносять дві взаємно перпендикулярні групи паралельних рівновіддалених січних, а кількість представницьких областей встановлюють залежно від виду 12657 4 структури, при цьому, визначення величини зерна в однорідній структурі здійснюють на одній представницькій області, визначення величини зерна в структурі з острівною різнозернистістю здійснюють на ділянках з максимальною і мінімальною різнозернистістю по двох представницьких областях зображення структури, причому на кожній вибраній ділянці ураховують максимальну і середню величину зерна, а у разі визначення величини зерна в структурі із стрічковою різнозернистістю вибирають три представницькі області, при цьому величину зерна в такій структурі визначають окремо в крупнозернистій і в дрібнозернистій областях, а потім на границі крупнозернистої і дрібнозернистої областей з таким розрахунком, щоб в цю представницьку область попадали крупні і дрібні зерна в рівних кількостях по займаній ними у вибірці площі. Пропонована кількість зерен отримана дослідницьким шляхом. Пропонований спосіб відрізняється від найближчого з аналогів тим, що представницька область включає від 3 до 48 зерен, на яку наносять дві взаємно перпендикулярні групи рівновіддалених січних, а кількість представницьких областей встановлюють залежно від виду структури указаним чином. Технічним результатом пропонованого способу в порівнянні з найближчим з аналогів є розширення технологічних можливостей способу. Це обумовлено тим, що як представницьку область вибирають сукупність як мінімум трьох зерен, які межують друг з другом, при цьому кількість представницьких областей залежить від виду структур. Крім того, оскільки в пропонованому способі на кожну з представницьких областей наносять дві групи взаємно перпендикулярних паралельних рівновіддалених січних, це дозволяє врахувати як форму зерен, відмінних від форми круга, в той час, як в найближчому з аналогів нанесення на одне зерно тільки однієї групи січних може дати достовірні результати лише для зерен, що мають форму круга, яка в реальних структурах не має місця. Крім того, використання пропонованого способу не вимагає особливої професійної підготовки оператора окрім знання їм стандартних металографічних методів виявлення і визначення величини зерна в сталях і сплавах. Одержувана при цьому інформація про величину зерна дозволяє більш точно прогнозувати структурно-чутливі властивості готового виробу, а також кваліфіковано встановлювати режими термічної обробки матеріалу для отримання регламентованої нормативної документації величини зерна, що забезпечує отримання готового виробу необхідної якості. На фіг.1 зображена представницька область однорідної структури при збільшенні х100. На фіг.2 зображено дві (а, б) представницькі області структури з острівною різнозернистістю при збільшенні х100. На фіг.3 зображено три (а, б, в) представницькі області в структурі із строчкою різнозернистістью при збільшенні х100. Пропонований спосіб здійснюють таким чином. 5 Металографічні зразки, що вирізали, з виробу шліфують, потім відшліфовану поверхню зразка піддають хімічній або електролітичній поліровці і травленню, а потім за допомогою металографічного мікроскопа одержують видиме зображення зереної структури. Після цього переглядають все видиме в мікроскопі зображення зереної структури металу на відшліфованій стороні зразка, вибирають на переглянутому зображенні представницькі області структури у вигляді сукупності від 3 до 48 зерен, які межують друг з другом, на яку, наприклад, за допомогою комп'ютера, наносять дві взаємно перпендикулярні групи паралельних рівновіддалених січних, а кількість представницьких областей встановлюють залежно від виду структури, при цьому, визначення величини зерна в однорідній структурі здійснюють на одній представницькій області, як указано на фіг.1, визначення величини зерна в структурі з острівною різнозернистістю здійснюють на ділянках з максимальною і мінімальною різнозернистістю по двох представницьких областях зображення структури, як указано на фіг.2, при цьому на кожній вибраній ділянці ураховують максимальну і середню величину зерна, а у разі визначення величини зерна в структурі із стрічковою різнозернистістю вибирають три представницькі області, як указано на фіг.3, при цьому величину зерна в такій структурі визначають окремо в крупнозернистій і в дрібнозернистій областях, а потім на границі крупнозернистої і дрібнозернистої областей з таким розрахунком, щоб в цю представницьку область попадали крупні і дрібні зерна в рівних кількостях по займаній ними у вибірці площі. Виміри хорд здійснюють у всіх представницьких областях і по отриманих результатах визначають максимальну, середню величину зерна і її номер за відповідним стандартом. Приклад 1 З труби розмірами 10х0,5мм (сталь 08Х18Н10Т) виготовили шліф, який для виявлення мікроструктури протравили в азотній кислоті і за допомогою металографічного мікроскопа МІМ-7 отримали зображення однорідної структури на плоскому зрізі, представлена на фіг.1. Потім, вибравши одну представницьку область видимої в мікроскопі однорідної структури, що складається з 43 зерен, ввели це зображення, яке виділене жирною лінією, в комп'ютер і нанесли на нього дві групи взаємно перпендикулярних січних загальним числом 400, після чого зміряли довжини всіх хорд, тобто всіх відрізків, отриманих від перерізу пересічних ліній з границями зерен представницької області, і отримали наступні числові характеристики розмірів зерен: - середній діаметр 1мкм; - номер зерна по ГОСТ 5639 - 8, що відповідає результату, який був отриманий відомим методом Е. Шайля - Р. Шварца - С.А. Салтикова [С.А. Салтыков. Стереометрическая металлография. - М.: Металлургия, 1970]. Середній діаметр зерна, отриманий за способом - найближчому з аналогів склав 1мкм, що також відповідає 8 номеру зерна по ГОСТ 5639. Як видно з прикладу, визначення величини зерна за способом - найближчому з аналогів для 12657 6 однорідної структури дає той же результат, що і пропонований. Приклад 2 З труби розмірами 12х1,0мм (сталь 08Х18Н10Т) виготовили шліф, який для виявлення мікроструктури протравили в азотній кислоті і за допомогою металографічного мікроскопа МІМ-7 отримали зображення структури на плоскому зрізі, представлене на фіг.2. Потім, на отриманому зображенні вибрали дві, виділені жирною лінією, представницькі області видимої в мікроскопі різнозернистої структури з мінімальною (а) і максимальною (б) різнозернистістю, складаються з 46 і 36 зерен відповідно, ввели це зображення в комп'ютер і нанесли на кожний з них по дві групи взаємно перпендикулярних січних загальним числом 400, після чого зміряли довжини всіх хорд, тобто всіх відрізків, отриманих від перерізу пересічних ліній з межами зерен представницької області, і отримали наступні числові характеристики розмірів зерен: Для області а: - середній діаметр 43,0мкм, що відповідає номеру 6 зерна по ГОСТ 5639; - максимальний діаметр 165мкм; що відповідає номеру 2 зерна по ГОСТ 5639. Для області б: - середній діаметр 26,7мкм; що відповідає номеру 7 зерна по ГОСТ 5639; - максимальний діаметр 90мкм; що відповідає номеру 4 зерна по ГОСТ 5639. Ці дані відповідають результатам, які були отримані відомим методом Е. Шайля - Р. Шварца С.А. Салтикова [С.А. Салтыков. Стереометрическая металлография. - М.: Металлургия, 1970]. Середній діаметр зерна, отриманий за способом найближчому з аналогів склав 163,2мкм, що відповідає 2 номеру зерна по ГОСТ 5639. Як видно з прикладу, за способом - найближчому з аналогів можна визначити середній діаметр зерна тільки для групи зерен максимального розміру, що цілком не характеризує різнозернистість реальної структури. Приклад 3 З труби розмірами 12х1,5мм (сталь 08Х18Н10Т) виготовили шліф, який для виявлення мікроструктури протравили в азотній кислоті і за допомогою металографічного мікроскопа МІМ-7 отримали зображення структури на плоскому зрізі, представлене на фіг.3. Потім, на отриманому зображенні вибрали три, виділені жирною лінією, представницькі області видимої в мікроскопі різнозернистої структури в крупнозернистій (а), в дрібнозернистій (б) і на границі областей з дрібним і крупним зерном (в), складаються з 48, 9 і 44 зерен відповідно, ввели послідовно ці представницькі області в комп'ютер і нанесли на кожний з них по дві групи взаємно перпендикулярних січних загальним числом 1000, після чого зміряли довжини всіх хорд, тобто всіх відрізків, отриманих від перерізу пересічних ліній з межами зерен представницької області, і отримали наступні числові характеристики розмірів зерен: Для області а: 7 - середній діаметр 15,2мкм, що відповідає номеру 9 зерна по ГОСТ 5639; - максимальний діаметр 45мкм, що відповідає номеру 6 зерна по ГОСТ 5639. Для області б: - середній діаметр 39,8мкм, що відповідає номеру 6 зерна по ГОСТ 5639; - максимальний діаметр 70мкм, що відповідає номеру 4 зерна по ГОСТ 5639. Для області в: - середній діаметр 23,6мкм, що відповідає номеру 7 зерна по ГОСТ 5639; - максимальний діаметр 75мкм, що відповідає номеру 4 зерна по ГОСТ 5639. Ці дані відповідають результатам, які були отримані відомим методом Е. Шайля - Р. Шварца С.А. Салтикова [С.А. Салтыков. Стереометрическая металлография. - М.: Металлургия, 1970]. 12657 8 Середній діаметр зерна, отриманий за способом найближчому з аналогів склав 74,3мкм, що відповідає 4 номеру зерна по ГОСТ 5639. Як видно з прикладу, за способом - найближчому з аналогів можна визначити середній діаметр зерна тільки для групи зерен максимального розміру, що цілком не характеризує різнозернистість реальної структури, так як не ураховує величину зерна інших розмірних груп. При виході за пропоновані границі, як по кількості зерен, що входять в представницькі області, так і по кількості представницьких областей, у всіх розглянутих варіантах спостерігалося погіршення технологічних можливостей визначення величини зерна. Таким чином, використання пропонованого способу в порівнянні із способом - найближчим з аналогів, забезпечує розширення технологічних можливостей способу. 9 Комп’ютерна верстка А. Попік 12657 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for determining the dimensions of metal or alloy grains

Автори англійською

Lezinska Olena Yakivna, Hulkin Yevhienii Viktorovich, Perchanyk Viktor Volfovych

Назва патенту російською

Способ определения размеров зерен металла или сплава металлов

Автори російською

Лезинская Елена Яковлевна, Гулькин Евгений Викторович, Перчаник Виктор Вольфович

МПК / Мітки

МПК: G01N 33/20

Мітки: металів, зерна, величини, визначення, сплавів, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-12657-sposib-viznachennya-velichini-zerna-metaliv-i-splaviv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб визначення величини зерна металів і сплавів</a>

Подібні патенти