7.3. Принцип работы металлографического микроскопа

Оптическая система микроскопа состоит из объектива и окуляра. Объектив обращен к объекту, окуляр к глазу.

Ход лучей в микроскопе основан на следующем принципе. Предмет (объект) располагается перед объективом между его двойным фокусным расстоянием и фокусом. Объектив увеличивает предмет и переворачивает изображение. Изображение располагается за задним двойным фокусным расстоянием объектива.

Окуляр устанавливают таким образом, чтобы изображение, полученное объективом, находилось между фокусом и окуляром. Иногда используют два окуляра (бинокулярная система). Теперь изображение, полученное от предмета с помощью объектива, является "предметом" для окуляра.

Изображение получается мнимым и увеличенным.

Увеличение микроскопа Г определяется по формуле:

где d₀ = 25 см - расстояние наилучшего зрения,

Δ = F₁ + F₂  длина тубуса, т.е. расстояние между фокусами F₁ и F₂.

Увеличение Г объекта с помощью оптического (или электронного) микроскопа определяется отношением линейного размера увеличенного изображения Н к линейным размерам h объекта:

Г = Н / h.

Увеличение определяют на практике с помощью объект-микрометра, представляющего собой стеклянную или металлическую пластинку, на которую нанесена шкала общей длиной 1 мм, разделенной на 100 частей, т.е. с ценой деления d = 0,01 мм.

Для определения увеличения используют также окуляр-микрометр. Увеличенное изображение делений объект-микрометра совмещают с ценой деления окуляр-микрометра.

Технология изучения микроструктуры металлов и сплавов включает следующие операции:

- резание (нужного объекта в соответствующей плоскости) на режущих токарных или слесарных станках;

- полировку и шлифовку изучаемой поверхности на полировальных и шлифовальных станках;

- травление;

- исследование;

- фотографирование.

Химическое травление – это обработка поверхности шлифа травителем. Травитель – растворы кислот, щелочей, солей. В справочной литературе практически для всех известных металлов и их сплавов можно найти соответствующий травитель.

Кроме химического используют окислительное травление при нагреве и вакуумное травление.

7.4. Определение балла зерна

Величину зерна в металлах или сплавах могут характеризовать: среднее число зерен на единице площади шлифа; средняя площадь зерна; средний линейный размер (диаметр) зерна.

Балл зерна определяют с помощью шкалы размеров зерна (визуально или с помощью микроскопа) путем сравнения наблюдаемой структуры с эталоном при одинаковом увеличении.

Метод подсчета зерен на единице площади (метод Джеффриса) заключается в следующем: на матовом стекле микроскопа или на фотографии микроструктуры выбирают площадку в виде круга или квадрата известных размеров. Подсчитывают число n₁ зерен, целиком поместившихся на выбранной площади, и число зерен, размеченных на ней частично (т.е. по краям - п₂). Полное число зерен на площади круга

n = n₁ + 0,5 п₂.

Среднее число п_ср зерен на единице площади шлифа равно

n_cр = nГ²/Q, [п_ср] = 1/мм²,

где Г - увеличение,

n – общее число зерен,

Q - площадь в поле зрения,

Истинную площадь S на микрошлифе вычисляют по формуле

S = Q / Г².

Средняя площадь _ср зерна равна

, [_ср ] = мкм².

Средний размер зерна Д_ср (диаметр) мкм.

.