Проведение испытаний
Для определения средней величины зерна существует несколько методов, среди которых наиболее распространенным является метод площадей. Измерение этим методом величины зерна производится на предложенном для опыта микрошлифе с помощью металлографического микроскопа подсчетом количества зерен по вертикали и горизонтали. Диаметры зерна по вертикали и горизонтали рассчитываются по формуле
, (4.1.3)
где К – количество делений шкалы окуляра-микрометра в данном опыте,
N – число зерен, пересекаемых центральной линией шкалы.
Далее определяется средний диаметр зерна:
. (4.1.4)
Затем площадь среднего диаметра зерна:
.
Для удобства классификации зерну в зависимости от его размера присваивается номер в соответствии с ГОСТ 5639–82 (табл. 4.1.1).
Табл. 4.1.1
Характеристики (параметры) структуры стали с разной величиной баллов
Номер зерна (баллы) | Средняя площадь зерна, мм2 | Среднее число зерен на площади 1 мм2 шлифа | Среднее число зерен в 1 мм2 | Средний диаметр зерна, мм | |
по расчету | условный | ||||
0,128 | 0,352 | 0,313 | |||
0,064 | 0,250 | 0,222 | |||
0,032 | 0,177 | 0,167 | |||
0,016 | 0,125 | 0,111 | |||
0,008 | 0,088 | 0,0788 | |||
0,004 | 0,060 | 0,0553 | |||
0,002 | 0,041 | 0,0391 | |||
0,001 | 0,031 | 0,0267 | |||
0,0005 | 0,022 | 0,0196 | |||
0,00025 | 0,015 | 0,0138 | |||
0,000125 | 0,012 | 0,0099 | |||
0,000062 | 0,0079 | 0,0069 | |||
0,000031 | 0,0056 | 0,0049 | |||
0,000016 | 0,0039 | 0,0032 | |||
0,000008 | 0,0027 | 0,0023 |
1.6. Влияние размера зерна поликристаллических материалов
на их механические свойства
Механические свойства металлических сплавов в большой степени зависят от величины зерна. Так, зависимость предела текучести σт от размера (диаметра) зерна d описывается отношением
,
где σ0 и k − постоянные величины для данного металла.
Влияние размера зерна d на условный предел текучести σ02 и предел выносливости σ-1 низкоуглеродистой стали показано на рис. 4.1.6а. Практическое значение этой закономерности определяется тем, что чем мельче зерно, тем труднее развивается хрупкая трещина. В то же время мелкое зерно понижает ударную вязкость (КCU) и порог хладноломкости (рис. 4.1.6б).
Зависимость твердости образцов из низкоуглеродистой стали с карбидными частицами различной степени дисперсности представлена на рис. 4.1.7. Характер зависимости показывает, что с увеличением размера частиц твердость значительно уменьшается.
Рис. 4.1.6. Влияние величины зерна d на условный предел текучести σ02, предел
выносливости σ-1 (а) и ударную вязкость KCU (б) низкоуглеродистой стали:
1 − мелкое зерно (0,04 мм); 2 − крупное зерно (0,09 мм)
а) | б) |
Рис. 4.1.7. Зависимость твердости от величины зерна: а – глобулярный карбид в ферритной
матрице (сталь 0,8 % С), б – пластинчатая фаза структур перлитного типа (сталь 0,8 % С)
Дата добавления: 2015-04-21; просмотров: 887;