4.3.4.1. Оценка микроструктуры полупродукта
Для определения качества структуры полупродукта применяют небольшое количество параметров из-за трудности описания морфологии первичной фазы. Это говорит о том, что оценка качества структуры полупродукта имеет на сегодняшний день условный характер.
Основными параметрами структуры полупродукта являются фактор формы, индекс качества реолитья и средний размер фрагментированных дендритов.
4.3.4.1.1. Традиционный фактор формы
Это
фактор формы первичного зерна
где A – площадь зерна α - твердого раствора, р – периметр α - твердого раствора.
Определение периметра может внести существенную ошибку при оценке некоторых структур полутвердых материалов, связанную с неровностью края α- фазы.
4.3.4.1.2. Фактор компактности
Это фактор формы первичного зерна
,
AF- площадь зерна, измеренная с помощью dFmax, dFmax - средний диаметр по Ферету измеренного зерна, Am- площадь эквивалентного круга с диаметром dFmax.
Рисунок 101 двухмерное изображение
Определяется средний размер и форма глобул, наблюдаемых на двумерном изображении, и с их помощью делается попытка оценки эволюции микроструктуры полупродукта в процессе реолитья.
На самом же деле все отдельные фрагменты первичной фазы, наблюдаемые нами на двумерном изображении, объединены под плоскостью шлифа в единый скелетон, окруженный эвтектической матрицей. Составляющими этого скелетона являются фрагменты разрушенных дендритов или розетки, имеющие собственное кристаллографическое направление. Розетка представляет собой в трехмерном пространстве фрагмент дендрита с огрубленными осями высшего порядка в виде «грозди винограда» ( рис 105)
Рисунок 102 результаты 3D реконструкции
однако на плоскости ее составляющие могут выглядеть в виде отдельных объектов.(рис. 104) Если структуру полупродукта характеризовать размерами фрагментов розеток, а не размерами целых розеток, то будет допущена ошибка в оценке реального измельчения структуры. Для точного определения размеров альфа- фазы в виде дендритов, розеток или глобул необходимо рассматривать как микро, так и макроструктуру, поскольку один макрообъект может состоять из нескольких микрофрагментов. Разница в соотношении фрагмента и целого кристалла максимальна в дендритной морфологии. У морфологии розетки эта разница меньше. Кристаллу со сферической морфологией соответствует одна глобула.
При оценке влияния технологических параметров реолитья на качество структуры полупродукта установлена прямая корреляция только с размерами розеток . Поэтому адекватной оценкой качества микроструктуры полупродукта может служить только размеры и форма розеток первичной фазы.
4.3.4.1.3. Индекс качества Реолитья (икр)
Данный параметр определяют по формуле
,
где gr.size- размер зерна (дендрита, розетки), Fαgr- фактор формы розетки, gl.size- размер глобулы (составная часть розетки) α- фазы полупродукта.
,
где A – площадь зерна α - твердого раствора, р – периметр α - твердого раствора.
В результате расчета ИКР проводится оценка размеров и морфологии розеток (макрообъекты), а также их составляющих глобул (микрообъекты). Кроме того, методика определения данного параметра достаточно проста, что является его несомненным преимуществом. Единственным недочетом является использование традиционного фактора формы, что может привести к появлению погрешности, вызванной неточностью определения периметра объектов.