测定晶内第二相在基体中分布均匀性的方法
【专利摘要】测定晶内第二相在基体中分布均匀性的方法，其步骤依次是：制备金相样品并进行金相观察；通过金相分析得到视场内每个第二相的几何中心坐标（X?Y），并将每一个坐标值保存到文本文件中；进行第二相均匀性测定：测定视场内所有第二相颗粒在二维平面内的平均最近邻、次最近邻的定义间距和对应标准偏差σt，并将平均最近邻、次最近邻的定义间距和对应标准偏差σt随试样位置变化绘成曲线图，通过曲线图直观反映第二相均匀性情况及随试样位置的变化。本发明把基体中第二相信息与数学方法相结合，其操作简单、结果准确可靠，适用于数目较多时的数据统计。其具有较大的经济价值和社会价值。
【专利说明】测定晶内第二相在基体中分布均匀性的方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及金相检测【技术领域】，特别提供了测定晶内第二相在基体中分布均匀性的方法。
【背景技术】:
[0002]现有技术中多相材料(如合金和复合材料等)以其优越的性能引起了材料领域的广泛关注。随着对多相材料研究的深入，发现材料中第二相的含量，形态及形态分布，平均尺寸及尺寸分布，第二相在基体中的分布均匀性等都是影响两相材料机械性能的重要微结构因素；例如球墨铸铁中球状石墨的含量和形态，沉淀强化型高温合金中弥散析出相的形态和分布，易切削钢中硫化物的尺寸和形态，介电材料中导热第二相的分布，nl8锆合金中粒状第二相的形态和分布，颗粒增强复合材料中强化颗粒相在基体中的分布。目前，相对于第二相的含量、形态和尺寸等影响因素而言，第二相在基体中分布均匀性对材料力学和物理、化学性能的影响的研究还很少。因此，研究材料的性能与第二相分布均匀性的关系，选择一种简便而准确的方法来定量描述第二相分布均匀性对评价材料的生产工艺，优化材料的微观结构设计，预测和提高材料性能具有重要的意义。
[0003]随着定量金相学理论和数字图象技术的发展，定量金相学在实际工作中得到了更广泛地应用，已经成为金相学的一个重要分支。定量金相是利用体视学的原理，由二维金相试样磨面或薄膜上的显微组织的测量和计算来确定合金组织的三维空间形貌，从而建立合金成分、组织和性能间的定量关系的学科。这种测量方法主要包括两个步骤:首先是对金相试样的平面图像或投影图象的二维组织特征参数进行测量和计算，然后利用体视学公式将二维组织特征参数转化为需要的三维组织特征参数。即复原合金组织组织的空间形貌。
[0004]对第二相在基体中分布均匀性进行测量常用测量方法有:记点法、线分析法、面分析法、联合测量法。很多科学工作者在常用方法的基础上，结合各自的研究领域，探索了新的研究方法。具体介绍如下:
[0005]1.记点法:日本名古屋大学的小桥真和长隆郎为评价SiC铝基复合材料中分布的均匀性，将放大倍数为200 X复合材料的金相照片用边长2cm的正方形分割，统计每个网格中颗粒数目。不足就是对有偏聚颗粒分布时，不能准确统计，另外，统计结果与网格的选择有直接关系。
[0006]2.线分析法:每个金相试样拍摄若干张金相照片，导入图像仪后放一张线分析用的标准网格，测定被网格所截得相邻第二相的间距Ai (1=1,2, -N),由Ai出所有间距
的平均值A ;和标准偏差σ λ。
【权利要求】
1.测定晶内第二相在基体中分布均匀性的方法，其特征在于:其步骤依次是: 首先，制备金相样品并进行金相观察； 然后，通过金相分析得到视场内每个第二相的几何中心坐标(X Y)，并将每一个坐标值保存到文本文件中； 最后，进行第二相均匀性测定:测定视场内所有第二相颗粒在二维平面内的平均最近邻、次最近邻的定义间距?和对应标准偏差σ t，随试样位置不同，选择对应的视场，测定相应的平均最近邻、次最近邻的定义间距?和对应标准偏差σ t，并且将平均最近邻、次最近邻的定义间距?和对应标准偏差σ t随试样位置变化绘成曲线图，通过曲线图直观反映第二相均匀性情况及随试样位置的变化。
2.按照权利要求1所述测定晶内第二相在基体中分布均匀性的方法，其特征在于:制备金相样品的要求依次是: 首先选取试样:同一材料在其真正具有代表性的位置选择3-5个平行试样，至少包含样品的端头、中心和1/2处；对于合金组织均匀性差别较大的试样，要求增加试样的数目或对不均匀部位作特殊的统计和计算；对于材料的组织具有方向性的试样，选择垂直和平行于有向组织方向平面作为金相试样的磨面； 其次进行试样磨抛:对试样进行线切割加工，试样表面依次用150#，320#，800#，2000#金相砂纸磨光，然后抛光处理； 然后对试样进行金相腐蚀:以便将组织中不同的两个相的衬度明显区分开； 再之后进行试样保存:金相腐`蚀完成后，先后用去离子水和无水乙醇将样品表面冲洗干净，凉风吹干，然后密封保存。
3.按照权利要求2所述测定晶内第二相在基体中分布均匀性的方法，其特征在于:对制备金相样品后进行金相观察的要求是: 对于同一个金相试样，选取具有代表性的测量视场位置，至少应该包括下述位置:试样边缘位置、中心位置；并且测量视场具有随机性和统计性，选择适当的放大倍数，以保证视场中第二相个数多于100个，同时测量视场的数目也应足够多，以减少数据的偶然误差；为了提高两相之间的衬度差别，所使用的金相观察方法有明场照明、斜照明、暗场照明、偏振光、干涉技术、荧光显微技术、紫外线显微技术。
4.按照权利要求3所述测定晶内第二相在基体中分布均匀性的方法，其特征在于--第二相均匀性测定的要求是: 1)将金相照片转换成灰度级，调整第二相和基体之间衬度差，使得第二相的轮廓线明显，衬度分明； 2)得到视场内每个第二相几何中心坐标(XiYi),并将每一个坐标值保存到文本文件中； 3)将上述文本文件复制到要求文件中，得到该视场内所有第二相的平均最近邻、次最近邻或其他指定间距i和对应标准偏差σ t ； 4)统计所有视场内的平均间距和对应标准偏差，并将所有数据作成一个二维图表，其中标准偏差的数值即反映了第二相在基体中局部分布的均匀性，平均间距随视场选取位置的变化反映了第二相在整个材料中分布的均匀性；所述测定晶内第二相在基体中分布均匀性的方法中，用到的数学方法如下: 第二相质点间距t的公式:
【文档编号】G01N21/84GK103558218SQ201310525910
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】李阁平, 张利峰, 李明远, 王练, 彭胜, 吴松全, 高博, 顾恒飞, 庞丽侠 申请人:中国科学院金属研究所