金相定量分析金相室

金相定量分析第一頁，共五十四頁?！?金相定量分析主要內(nèi)容重點內(nèi)容

◆定量金相主要測示的參數(shù)

體視學(xué)和定量金相學(xué)的定義

基本符號和基本方程的含義

◆定量金相的基本方法

比較法、計點法、截線法、截面法及聯(lián)合截取法等幾種定量金相分析的基本方法◆定量分析在材料研究中的應(yīng)用

第二頁，共五十四頁?！?.1定量金相主要測示的參數(shù)

一、體視學(xué)和定量金相學(xué)

從二維圖像推斷三維組織圖像的科學(xué)就叫體視學(xué)

把體視學(xué)應(yīng)用于金相學(xué)研究的科學(xué)就叫定量金相學(xué)

體視學(xué)定量金相學(xué)第三頁，共五十四頁?！?.1定量金相主要測示的參數(shù)

二、基本符號和基本方程材料組織的：點數(shù)(P)線長(L)平面面積(A)曲面面積(S)體積(V)物體的個數(shù)(N)金相定量分析測量？第四頁，共五十四頁。1、基本符號§8.1定量金相主要測示的參數(shù)

二、基本符號和基本方程表示被測量與測試用的量(用下標(biāo)T表示)的比值。Pp—點分?jǐn)?shù)，落入某個相內(nèi)的點數(shù)(P)和總測試點數(shù)(PT)之比，即PP=P/PT

PL—單位長度測試線所交的點數(shù)，PL=P/LT(1/mm)

第五頁，共五十四頁。PA一單位測試面積中的點數(shù)，PA=P/AT(1/mm2)PV一單位測試體積中的點數(shù)(1/mm3)LL—線段分?jǐn)?shù)，單位長度測試線中處于某個相內(nèi)的線段長度(mm/mm)LA—單位測試面積中線段長度(mm/mm21/mm)LV一單位測試體積中的線段長度(mm/mm3

或l/mm2)第六頁，共五十四頁。AA—面積分?jǐn)?shù)，單位測試面積中某個相所

占有的面積，AA=(AA)α=Aα/AT

SV一單位測試體積中被測相的曲面積SV=S/VT(mm2/mm3或l/mm)Vv—單位測試體積中某個相的體積，Vv=(Vv)α=Vα/VT（mm3/mm3)

NL—單位測試線所交某個相的點數(shù)(1/mm)

NA一單位測試面積內(nèi)某相的數(shù)量，NA=（NA)α=Nα/AT(1/mm2)第七頁，共五十四頁。Nv一單位測試體積中某個相的數(shù),Nv=（Nv)α=Nα/VT(1/mm3)一平均線截距長度，=LL/NL(mm)

—平均截面積，=AA/NA(mm2)

—平均曲面積，=SV/Nv(mm2)

—平均體積，=Vv/Nv(mm3)第八頁，共五十四頁?！?.1定量金相主要測示的參數(shù)

二、基本符號和基本方程2、基本方程(1)Vv=AA=LL=Pp

③由被測相的體積百分比乘以其密度即可得到被測相的質(zhì)量百分比。①體積比、面積比、線長比及點數(shù)比是相等的關(guān)系②通過測量試樣任一表面上被測相的點數(shù)比、線長比、面積比計算出體積比第九頁，共五十四頁。(2)SV=4LA/π=2PL

§8.1定量金相主要測示的參數(shù)

二、基本符號和基本方程2、基本方程①單位測試體積中被測相的表面積與單位測試面積中被測相所占的線長以及單位測試線上被測相中所占的點數(shù)的關(guān)系②通過測量單位測試面積中的被測相的表面與截面交線長度LA及單位測試線上被測相的點數(shù)，可以計算出單位測試體積中被測相的表面積第十頁，共五十四頁。(3)LV=2PA§8.1定量金相主要測示的參數(shù)

二、基本符號和基本方程2、基本方程①單位測試體積中被測相的線長與單位測試面積中被測相所占的點數(shù)之間的關(guān)系②通過測量單位測試面積中被測相所占的點數(shù)，可以計算出不能直接測量的量LV

第十一頁，共五十四頁。(4)PV=LVSV/2=2LVLA/π=2PAPL§8.1定量金相主要測示的參數(shù)

二、基本符號和基本方程2、基本方程①單位測試體積中被測相的點數(shù)和單位測試面積上被測相的點數(shù)，以及單位測試線上被測相點數(shù)的關(guān)系②可以通過測量PA和PL，得到Pv

第十二頁，共五十四頁。量綱點線面體mm0mm1mm2mm3PPPLPAPVLVSVVVLAAALL測量值與計算值之間關(guān)系第十三頁，共五十四頁?！?.2定量金相的基本方法

比較法、計點法、截線法、截面法及聯(lián)合截取法等。一、比較法把被測相與標(biāo)準(zhǔn)圖進行比較，和標(biāo)準(zhǔn)圖中哪一級接近就定為那一級。如：晶粒度、夾雜物、碳化物及偏析等可以用比較法測出其級別。第十四頁，共五十四頁。例放大100×?xí)r鋼的晶粒度級別圖一級二級第十五頁，共五十四頁。三級四級第十六頁，共五十四頁。五級六級第十七頁，共五十四頁。七級八級第十八頁，共五十四頁。二、計點法§8.2定量金相的基本方法

在試樣或照片上選擇一定部位，數(shù)出格點落在被測相內(nèi)的點數(shù)P，若測試網(wǎng)格的格點總數(shù)為PT，則可求得PP=P/PT。測試網(wǎng)格的選擇1、第二相面積內(nèi)格點不大于1且網(wǎng)線間距接近第二相間距;2、落在網(wǎng)格邊界的點以二分之一計算。第十九頁，共五十四頁。例測定球墨鑄鐵中球狀石墨的體積分?jǐn)?shù)Vv？用4×4網(wǎng)格覆蓋在組織圖片上，石墨落在網(wǎng)格內(nèi)點數(shù)P=1/2+1/2+1=2

網(wǎng)格測試點的總數(shù)PT=16，因此Vv=Pp=P/PT=2/16=1/8第二十頁，共五十四頁。三、截線法§8.2定量金相的基本方法

截線法是用有一定長度的刻度尺來測量單位長度測試線上落在待測相上的線段長度的總長L，然后除以測試線總長度LT，即得待測相百分?jǐn)?shù)LL=L/LT

LTL1L2L3L=L1+L2+L3LL=L/LT第二十一頁，共五十四頁。

截線法還可以測量PL,即單位測試線上與被測對象的交點數(shù)截線法還可以測量NL,即單位測量線上被測對象的個數(shù)第二十二頁，共五十四頁。四、截面法

§8.2定量金相的基本方法選定視場,其總面積為AT,測量出待測相面積Aα

,則面積分?jǐn)?shù)AA=Aα/AT

也可用帶刻度的網(wǎng)格來測量單位面積上的交點數(shù)PA或單位測量面積上的物體個數(shù)NA

Aα測量方法:用求積儀進行測量用稱重法進行計算第二十三頁，共五十四頁。五、聯(lián)合測量法§8.2定量金相的基本方法將計點法與截線法聯(lián)合起來進行測量，通常用來測定PL和Pp，由定量分析的基本方程得到表面積和體積比值，即SV/Vv=2PL/Pp。第二十四頁，共五十四頁?！?.3定量分析在材料研究中的應(yīng)用一、晶粒尺寸的測定1、比較法2、截線法（也叫弦計法或晶粒平均直徑法）求出平均截距，查表或計算晶粒度級別

第二十五頁，共五十四頁。二、第二相顆粒的幾何尺寸測定

§8.3定量分析在材料研究中的應(yīng)用表示粒子間距的參數(shù)主要有兩種：1、平均粒子間距2、平均自由程從粒子中心到另一鄰近粒子中心的平均距離。用σ表示從粒子邊界到另一鄰近粒子邊界的平均距離。用λ表示第二十六頁，共五十四頁。例第二相粒子測第二相所占百分比？及第二相粒子平均自由程？1、第二相所占百分比的測定

①測出單位測試線上第二相所占的線長LL

②VV=LL③用體積百分比乘以密度得到質(zhì)量百分比

第二十七頁，共五十四頁。2、第二相顆粒的平均自由程的測定

第二相粒子①測出單位測試線上第二相粒子的個數(shù)NL

②設(shè)兩個粒子中心之間的距離為σ，則σ=1/NL

③若第二相粒子平均自由程為λ，則1－LL=λNL即，λ=（1－LL）/NL

第二十八頁，共五十四頁?！?.3定量分析在材料研究中的應(yīng)用三、測量多相合金中各相的相對量由基本方程(1)Vv=AA=LL=Pp

可知，通過測某本Pp或LL，即可得到體積百分?jǐn)?shù)Vv，再計算出質(zhì)量百分?jǐn)?shù)第二十九頁，共五十四頁。例有一Al-Sn合金組織，欲求組織中較亮的α（Al）相的百分?jǐn)?shù)？①在圖中引多條直線，L=73.5mm②測白亮相截線長度，Lα=49mm③計算VV=LL=Lα/L=67%④依次把多條線的Vα%均求出，計算Vv的平均值

第三十頁，共五十四頁。四、誤差分析§8.3定量分析在材料研究中的應(yīng)用分析中，最常用的是標(biāo)準(zhǔn)誤差用σ表示

σ=式中，Xi為第i次測量值，為測量值的算術(shù)平均值，n為測量次數(shù)

第三十一頁，共五十四頁。測量誤差的計算步驟如下：

1、記錄n次測試的數(shù)據(jù)：X1，X2，…，Xn；2、計算測量值的平均值：

=3、求出測量值的標(biāo)準(zhǔn)誤差：σ=4、求出絕對統(tǒng)計誤差（真值對平均值的誤差）：δ=σ/第三十二頁，共五十四頁。§8.3定量分析在材料研究中的應(yīng)用五、自動圖像分析儀的應(yīng)用成像系統(tǒng)掃描系統(tǒng)檢測器圖像處理器貯存器顯示屏電傳打印機組成第三十三頁，共五十四頁。成像系統(tǒng)試樣移動掃描器探頭計算機數(shù)據(jù)處理顯示器程序控制器打印機計算器中央處理機中央處理機輸出設(shè)備自動圖像分析儀結(jié)構(gòu)示意圖第三十四頁，共五十四頁?！?.3定量分析在材料研究中的應(yīng)用五、自動圖像分析儀的應(yīng)用應(yīng)用晶粒度測定

測定顯微組織的含量

測定鍍層厚度及脫碳層、滲碳層深度

測定非金屬夾雜物

計算球墨鑄鐵中石墨的球化率

斷口分形研究

第三十五頁，共五十四頁。例1求得該金相圖片的黑色和白色晶粒的晶粒度?采集的原始圖像第三十六頁，共五十四頁。分析使用軟件的74號分析模塊進行1.第1步，亮度調(diào)整到-100：調(diào)整亮度后的圖像第三十七頁，共五十四頁。2.第2步，對比度調(diào)整到100：調(diào)整對比度后的圖像第三十八頁，共五十四頁。3.第3步，Sobel邊緣檢測：調(diào)整后的圖像第三十九頁，共五十四頁。4.第4步，手工描繪晶界：第四十頁，共五十四頁。5.第5步，自動評級-搜索白晶粒（將邊界B設(shè)為0）：第四十一頁，共五十四頁。6.第6步，自動評級-同時搜索黑白晶粒（將邊界B設(shè)為80）：第四十二頁，共五十四頁。例2非金屬夾雜物顯微評定模塊水平測微尺圖像

垂直測微尺圖像

第四十三頁，共五十四頁。水平標(biāo)定垂直標(biāo)定第四十四頁，共五十四頁。1.非金屬夾雜物初始采樣圖像：

第四十五頁，共五十四頁。2.進入{區(qū)域選擇和圖像處理界面}：

第四十六頁，共五十四頁。3.點擊[圖像處理]-[轉(zhuǎn)換為灰度圖像]：

第四十七頁，共五十四頁。4.點擊[圖像處理]-[灰度自動色階]：

第四十八頁，共五十四頁。5.[灰度自動色階]處理效果：

第四十九頁，共五十四頁。6.調(diào)整亮度(程度數(shù)值增加到70)：

第五