
- •Федеральное агентство по образованию
- • Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и
- •Введение
- •1. Металлографический макро- и микроанализ
- •1.1. Анализ макроструктуры
- •1.2. Анализ микроструктуры
- •1.3. Устройство вертикального металлографического микроскопа мим-7
- •1.4. Определение величины зерна стали
- •2. Исследование механических свойств металлов и сплавов
- •2.1. Измерение твердости металлов
- •Параметры выбора при определении твердости методом Роквелла
- •2.2. Испытания на ударную вязкость
- •3. Содержание отчета и рекомендации к его оформлению
1.3. Устройство вертикального металлографического микроскопа мим-7
Микроскоп МИМ-7 предназначен для исследования микроструктур в светлом и темном поле, а также поляризованном свете. Увеличение при визуальном наблюдении достигается от 60 до 1440, а при фотографировании — от 70 до 1350.
Микроскоп МИМ-7, устройство которого приведено на рис. 9, а оптическая схема – на рис. 10, состоит из двух взаимосвязанных увеличивающих оптических систем объектива 10 и окуляра 5. Свет от осветительной лампы 23 проходит через коллектор 22 и падает на зеркало 21. Отразившись от зеркала, свет проходит через светофильтр 20, апертурную диафрагму 19, линзу 18, фото-затвор 16, полевую диафрагму 15, пентапризму 14, линзу 13 и падает на зеркало 9, установленное под углом 45° к оси тубуса.
Рис. 9. Общий вид и устройство микроскопа МИМ-7:
1 – корпус; 2 – регулировочные винты предметного столика; 3 – предметный столик; 4 – макрометрический (грубый) механизм наводки на резкость; 5 – микрометрический винт настройки резкости изображения; 6 – окуляр; 7 – фотокамера; 8 – апертурная диафрагма
Рис. 10. Оптическая схема вертикального металлографического микроскопа МИМ-7:
1 – матовое стекло фотокамеры; 2 – зеркало; 3 – оптическая система фотоокуляра; 4 – рамка; 5 – оптическая система окуляра; 6 – зеркало; 7 – ахроматическая линза; 8 – анализатор; 9 – зеркало; 10 – оптическая система объектива; 11 – образец; 12 – откидная диафрагма; 13 – линза; 14 – пентапризма (отражательная призма); 15 – полевая диафрагма; 16 – фотозатвор; 17 – вкладной анализатор; 18 – линза; 19 – апертурная диафрагма; 20 – светофильтр; 21 – зеркало; 22 – коллектор; 23 – осветительная лампа
Свет от зеркала 9, пройдя оптическую систему объектива 10, падает на полированную поверхность образца 11, отраженные лучи от которого вновь проходят через объектив 10, зеркало 9, линзу 7 и падают на зеркало 6. От этого зеркала отраженные лучи попадают в систему окуляра 5.
Для фотографирования визуальный тубус с оптической системой 5 и зеркалом 6 следует выдвинуть на себя до отказа. Лучи при этом проходят через фотоокуляр 3 и, отразившись от зеркала 2, падают на матовое стекло 1 фотокамеры, где и образуют изображение.
Расчет увеличения микроскопа может быть выполнен на основании данных табл. 1, однако в ряде случаев такого определения недостаточно.
Таблица 1
Таблица увеличений объективов и окуляров микроскопа МИМ-7
Объективы (увеличение и фокусное расстояние в см) |
Окуляры для визуального наблюдения |
Окуляры для фотографирования |
|||||
7х |
10х |
15х |
20х |
7х |
10х |
15х |
|
8,6х F = 23,2 |
60 |
90 |
130 |
170 |
70 |
120 |
160 |
14,4х F = 13,80 |
100 |
140 |
200 |
300 |
115 |
200 |
270 |
24,5х F = 8,16 |
170 |
240 |
360 |
500 |
200 |
340 |
450 |
32,5х F = 6,16 |
250 |
320 |
500 |
650 |
260 |
440 |
600 |
72,2х F = 2,77 |
500 |
720 |
1080 |
1440 |
575 |
100 |
1350 |
Еще один способ определения увеличения микроскопа с помощью объект-микрометра и масштабной линейки. Для этой цели рекомендуется следующая последовательность выполнения работы:
1) включить осветитель микроскопа;
2) установить на предметный столик объект-микрометр, который представляет собой металлическую пластинку с круглым зеркальцем в центре; на зеркальце нанесена шкала общей длиной 1 мм, разделенная на 100 частей; цена одного деления шкалы объект-микрометра составляет 0,01 мм;
3) с помощью механизма грубой наводки и микрометрического винта изображение шкалы объект-микрометра сфокусировать в окуляре микроскопа;
4) в плоскости объектива микроскопа установить вертикально масштабную линейку и произвести совмещение любого ее деления с делением шкалы объект-микрометра (рис. 10, а);
а б
Рис. 10. Определение увеличения микроскопа:
а – с помощью масштабной линейки 1, объект-микрометра 2 и окуляр-микрометра; б – с помощью объект-микрометра 2
5) увеличение микроскопа подсчитать по формуле:
N = a /(b ∙ 0,01)
где N – увеличение микроскопа при выбранных объективе и окуляре; а – количество делений масштабной линейки, мм; b – количество делений шкалы объект-микрометра, совмещенных с расстоянием а масштабной линейки; 0,01 – цена одного деления шкалы объект-микрометра, мм.
Определение цены деления окуляр-микрометра производится следующим образом. Для определения цены деления окуляр-микрометра необходимо:
1) в отверстие визуального тубуса 6 (рис. 9) вставить окуляр-микрометр;
2) в отверстие корпуса микроскопа вставить объектив;
3) на предметный столик 3 поместить объект-микрометр таким образом, чтобы шкала с делениями находилась над объективом;
4) наблюдая в окуляр, вращением винтов 4 и 5 навести на фокус шкалу объект-микрометра;
5) вращением окуляра совместить шкалу окуляр-микрометра со шкалой объект-микрометра, установив параллельно штрихи обеих шкал (рис. 10, б);
6) подсчитать, в какое число делений окуляр-микрометра укладывается шкала объект-микрометра (если она полностью укладывается в поле зрения микроскопа) или в какое число делений окуляр-микрометра укладывается определенное число делений шкалы объект-микрометра (если она полностью не умещается в поле зрения микроскопа);
7) определить цену деления шкалы окуляр-микрометра Цок по формуле:
Цок = Цоб ∙ Аоб / Аок ,
где Цоб – цена деления шкалы объект-микрометра, равная, 0,01 мм; Аоб – число совмещенных делений объект-микрометра; Аок – число совмещенных делений окуляр-микрометра.