РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЙ ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ РАБОТА № 4

Цель работы:

1. усвоить физические основы методов фазового анализа;

2. выбрать условия съемки и провести запись дифрактограмм с образцов закаленной стали, содержащих разное количество ферритной и аустенитной фаз;

3. оценить содержание остаточного аустенита в исследуемом образце.

Количественный фазовый анализ

Кроме идентификации фаз по рентгенограмме можно провести и их количественные оценки - количественный фазовый анализ. Количественный фазовый анализ предполагает измерение интегральной интен­сивности дифракционных максимумов и сопоставление их с каким-то эталоном.

С помощью дифрактометра (или фотометрированием) определяют площадь I_C под интерференционной кривой исследуемой фазы. Тогда ее концентрация С равна

,

здесь - интегральная интенсивность линии образца – эталона с известной концентрацией - С₀ фазы.

Интенсивность k -той линии i -той фазы пропорциональна отражающей способности Q_ki, соответствующей плоскости интерференции i-той фазы и содержанию концентрации C_i последней в сплаве, т.е.

,

В_i – коэффициент пропорциональности.

В общем случае, с учетом различных коэффициентов ослабления фаз:

,

здесь _i и _i – плотность и линейный коэффициент ослабления i – той фазы.

При фазовом анализе закаленных сталей количество углерода в мартенсите определяют по дублету линий.

Остаточный аустенит является мягкой, термодинамически неустой­чивой фазой и может оказать отрицательное влияние на механические характеристики сталей. Задача определения количества А_ост – одна из важных и часто встречающихся в металловедческой практике задач.

Массовая доля А_ост определяется по формуле

(6.3)

здесь и - плотности мартенсита и аустенита соответственно, .

Параметр решетка аустенита а_А является линейной функцией содержания углерода и изменя­ется от 3,579 до 3,612 Ǻ при увеличении концентрации углерода m от 0,7 до 1,4 % по массе. Параметры тетрагональной решетки мартенсита а_м и с_м определяются зависимостью

Отношение а_А/а_М определяют расчетным путем, а отношение интенсивностей I_M/I_A – экспериментально, по отношению площадей S_A/S_M под дифракционными кривыми мартенсита и аустенита (за вычетом уровня фона). Наиболее интенсивной на рентгенограмме аустенита является линия 111, а на рентгенограмме мартенсита - линия 110. Эти линии можно использовать при съемке высокоуглеродистых сталей. С уменьшением углерода линия 111 аустенита смещается в сторону линии 110 мартенсита и их наложение друг на друга может сделать невозможной оценку интег­ральных интенсивностей каждой из этих линий в отдельности.