Разработка методики измерения содержания альфа-фазы в нержавеющей стали магнитным методом

MИНОБРНАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»

(ФГБОУ ВПО «ИжГТУ им. М.Т. Калашникова»)

Кафедра Управление Качеством КУРСОВАЯ РАБОТА По дисциплине «Методы и средства измерений, испытаний и контроля»

Тема: Разработка методики измерения содержания альфа-фазы в нержавеющей стали магнитным методом Выполнил: Студент группы № Б-04−481−1з Щепина Наталья Николаевна Ижевск 2014

Содержание Введение

1. Метрология. Основные понятия и определения метрологии

2. Классификация и методы измерения

3. Классификация средств измерений

4. Средства измерительной техники

5. Фазы в металле

6. Методики измерения альфа-фазы в нержавеющей стали. Магнитный метод Вывод Список литературы

Введение

В различные исторические периоды состояние мер и измерительной техники находилось в прямой зависимости от хозяйственной деятельности, общественных, религиозных и других факторов жизни.

Наиболее ранняя попытка создания узаконенных мер имела место в Греции (VI век до н.э.) где мерой длины в то время был фут, равный приблизительно 297 м. С тех пор единицы мер претерпели множество изменений, о чем свидетельствует множество исторических фактов.

Механика была первой из наук, где применялись единицы измерения. В прошлом существовало несколько вариантов систем единиц, но постепенно общепринятой стала система СГС (сантиметр, грамм, секунда). Затем была разработана система МКС (метр, килограмм, секунда).

В связи с бурным развитием науки об электричестве, стали создаваться электроизмерительные приборы. Электроизмерительные приборы, имеющие более 250-летнюю историю, обязаны своим развитием работам А. Вольта, А. Ампера, М. Фарадея. Им принадлежит первенство в создании приборов прямого преобразования — гальванометров, амперметров, вольтметров и др.

В наше время широкое распространение получили дискретные методы измерения, воплощенные в приборах с цифровым отсчетом и регистрацией, значительно расширяются диапазоны измеряемых величин. Появился новый класс информационно-измерительной техники — измерительные информационные системы, осуществляющие сбор, обработку, передачу, хранение, отображение и воздействие информации на объект исследования[2].

Таким образом, опираясь на вышесказанное, можно смело сказать, что наука, изучающая измерения, методы и средства обеспечения их единства — называется метрология, по сей день является актуальной и широко используется во всех отраслях сферы деятельности человека.

1. Метрология. Основные понятия и определения метрологии Метроломгия (от греч. мЭфспн — мера, + др.-греч. льгпт — мысль, причина) — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью; нормативная база для этого — метрологические стандарты[1].

Теоретическая метрология — рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и проблем измерений физических величин, их единиц, методов измерений).

Прикладная метрология — изучает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения.

Законодательная метрология — устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений.

Цели и задачи метрологии:

1.Создание общей теории измерений;

2.Образование единиц физических величин и систем единиц;

3.Разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений (так называемая «законодательная метрология»);

4.Создание эталонов и образцовых средств измерений, поверка мер и средств измерений. Приоритетной подзадачей данного направления является выработка системы эталонов на основе физических констант.

Единство измерений — состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимым первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы[1].

Обеспечение единства измерений — деятельность метрологических служб, направленное на достижение и поддержание единства измерений в соответствии с законодательными актами, а так же правилами и нормами, установленными государственными стандартами и другими нормативными документами по обеспечению единства измерений[2].

Основные задачи метрологической службы юридических лиц:

1.Обеспечение единства и требуемой точности измерений, повышение уровня метрологического обеспечения производства;

2. Внедрение в практику современных методов и средств измерения, направленное на повышение уровня научных исследований, эффективности производства, технического уровня и качества продукции, а так же иных работ выполняемых предприятием;

3. Организация и проведение калибровки и ремонта средств измерения, находящихся в эксплуатации, своевременное представление средств измерений на проверку;

4. Проведение метрологической аттестации методик выполнения измерений, а так же участие в аттестации средств измерения и контроля;

5. Проведение метрологической экспертизы технологических заданий, проектной, конструкторской и технологической документации, проектов стандартов и других нормативных документов;

6. Проведение работ по метрологическому обеспечению производства;

7.Осуществление метрологического надзора за состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками средств измерений, эталонами применяемыми для калибровки средств измерений, соблюдением метрологических правил и норм, нормативных документов по обеспечению единств измерений.

Физическая величина — одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Размер физической величины — количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу[2].

Измерение — совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получения значения этой величины[1].

Принцип измерения — физическое явление лил эффект положенный в основу измерений. Примеры: применение эффекта Джозефсона для измерения электрического напряжения, эффекта Доплера для измерения скорости, использование силы тяжести при измерении массы взвешиванием.

Метод измерения — прием или совокупность приема сравнения измеряемой физической величины с ее единицей, в соответствии с реализованным принципом измерения[2].

Результат измерения физической величины (англ. result of a measurement) — значение величины, полученное путем ее измерения[3].

Погрешность измерения — оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения.

Точность результата измерений — одна из характеристик качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности результата измерения. Следует отметить, что о повышении качества измерений всегда говорят термином «увеличить точность» — притом, что величина, характеризующая точность, при этом должна уменьшиться[1].

Сходимость результатов измерений (англ. repeatability of measurements) — близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполненных повторно одними и теми же средствами, одним и тем же методом в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью.

Примечания: наряду с термином «сходимость» в отечественных нормативных документах используют термин «повторяемость».

Сходимость результатов измерений может быть выражена количественно через характеристики их рассеяния (в ред. Изменения N 1, введенного Приказом Ростехрегулирования от 27.10.2004 N 53-ст).

Воспроизводимость результатов измерений (англ. reproducibility of measurement) — близость результатов измерений одной и той же величины, полученных в разных местах, разными методами, разными средствами, разными операторами, в разное время, но приведенных к одним и тем же условиям измерений (температуре, давлению, влажности и др.).

2. Классификация и методы измерения Виды и методы измерений Прежде чем разбираться в сущности каких-либо явлений, удобно их сначала упорядочить, т. е. классифицировать.

Измерения подразделяются на виды измерений — часть области измерений, имеющая свои особенности и отличающаяся однородностью измеряемых величин, и методы измерений — часть области измерений, состоящая в различии приемов использования принципов и средств измерений.

Классификация видов измерений Классификацию видов измерений можно проводить по различным классификационным признакам, к которым можно отнести следующие: способ нахождения численного значения физической величины, число наблюдений, характер зависимости измеряемой величины от времени, число измеряемых мгновенных значений в заданном интервале времени, условия, определяющие точность результатов, способ выражения результатов измерения.

По способу нахождения численного значения физической величины измерения подразделяются на следующие виды: прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямым измерением называют измерение, при котором значение измеряемой физической величины находят непосредственно из опытных данных. Прямые измерения характеризуются тем, что эксперимент как процесс измерения производится над самой измеряемом величиной, имея в виду то или иное её проявление.

Рисунок 1. Классификация видов измерений.

Прямые измерения выполняются при помощи средств, предназначенных для измерения данных величин. Числовое значение измеряемой величины отсчитывается непосредственно по показанию измерительного прибора. средств, величин. Примеры прямых измерений: измерение тока амперметром; напряжения — компенсатором; массы — на рычажных весах и др.

Зависимость между измеряемой величиной X и результатом измерения Y при прямом измерении характеризуется уравнением X = Y, т. е. значение измеряемой величины принимается равным полученному результату.

К сожалению, прямое измерение не всегда можно провести. Иногда нет под рукой соответствующего измерительного прибора, или он неудовлетворяет.

Методы измерений Метод измерения — совокупность приемов использования принципов и средств измерений.

Измерения производятся одним из двух методов: методом непосредственной оценки или методом сравнения с мерой.

Метод непосредственной оценки — метод, при котором значение искомой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора. Пример метода непосредственной оценки — измерение тока амперметром.

Метод сравнения с мерой — метод измерения, при котором измеряемую искомую величину сравнивают с однородной величиной, воспроизводимой мерой. Метод сравнения с мерой имеет ряд разновидностей:

— дифференциальный метод,

— нулевой метод,

— метод замещения и др.

При дифференциальном методе на измерительный прибор воздействует разность между измеряемой и образцовой величинами, воспроизводимой мерой. Чем меньше разность, тем точнее результат.

Предельным случаем дифференциального метода является нулевой метод, при котором разность доводится до нуля.

При использовании метода замещения, измеряемая величина замещается известной величиной, воспроизводимой мерой. При этом замещение измеряемой величины производят так, что никаких измерений в схеме не происходит, то есть показания прибора будут одинаковы в обоих случаях[4].

Рисунок 2. Классификация методов измерений.

3. Классификация средств измерений По техническому назначению:

Ш мера физической величины — средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью;

Ш измерительный прибор — средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне;

Ш измерительный преобразователь — техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи;

Ш измерительная установка (измерительная машина) — совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте;

Ш измерительная система — совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т. п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях;

Ш измерительно-вычислительный комплекс — функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе измерительной системы конкретной измерительной задачи.

По степени автоматизации:

Ш автоматические;

Ш автоматизированные;

Ш ручные.

По стандартизации средств измерений:

Ш стандартизированные;

Ш нестандартизированные.

По положению в поверочной схеме:

Ш эталоны;

Ш рабочие средства измерений.

По значимости измеряемой физической величины:

основные средства измерений той физической величины, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей;

вспомогательные средства измерений той физической величины, влияние которой на основное средство измерений или объект измерений необходимо учитывать для получения результатов измерений требуемой точности[5].

4. Средства измерительной техники Электромеханические измерительные приборы Электромеханические измерительные приборы отличаются простотой, дешевизной, высокой надежностью, разнообразием применения, относительно высокой точностью.

— электромеханические измерительные приборы;

— магнитоэлектрические измерительные приборы;

— гальванометры постоянного тока;

— электромагнитные измерительные приборы;

— ферродинамические измерительные приборы;

— электростатические измерительные приборы;

— индукционные измерительные приборы.

Электромеханические приборы с преобразователями

— выпрямительные;

— термоэлектрические;

— электронные.

Измерительные мосты и компенсаторы

— компенсаторы постоянного тока;

— компенсаторы переменного тока;

— автоматические компенсаторы переменного тока;

— мосты переменного тока.

Аналоговые электронные измерительные приборы В зависимости от характера и вида измерительных величин, их так же подразделяют на группы:

Вприборы для измерения напряжений: В1- калибраторы; В2- вольтметры постоянного тока; В4 -вольтметры импульсного тока; В6 -вольтметры селективные; В7 — вольтметры универсальные;

Г — измерительные усилители и генераторы; Г3 — генераторы гармонических колебаний низкочастотные; Г4 — генераторы гармонических колебаний высокочастотные; Г5 — генераторы импульсные; Г6 — генераторы функциональные;

Е — приборы для измерения распределительных параметров электрических цепей;

С — приборы для наблюдения за формой сигналов и ее исследования;

Ч — частотомеры;

Ф — измерители фазового сдвига и т. д.

Цифровые измерительные приборы Цифровые измерительные приборы — это многопредельные, универсальные приборы, предназначенные для измерения различных электрических величин: переменного и постоянного тока и напряжения, ёмкости, индуктивности, временных параметров сигнала (частоты, периода, длительности импульсов) и регистрации формы сигнала, его спектра и т. д.

В цифровых измерительных приборах входная измеряемая аналоговая (непрерывная) величина автоматически преобразуется в соответствующую дискретную величину с последующим предоставлением результата измерения в цифровой форме[2].

Примеры некоторых измерительных приборов Логометр — магнитоэлектрический электроизмерительный прибор для измерения отношения сил двух электрических токов. Подвижная часть выполнена в виде двух рамок, расположенных перпендикулярно. Когда по рамке логометра протекает ток, то при взаимодействии с магнитным полем постоянного магнита эллиптической формы (неподвижной частью логометра), создаётся вращающий момент, который передвигает стрелку прибора. Когда токи в обеих рамках равны, их вращающие моменты равны, стрелка прибора занимает нулевое положение. Если токи различны, подвижная часть прибора перемещается таким образом, что рамка с большим током оказывается в положении с большим зазором постоянного магнита (из-за его эллиптичности). В результате вращающий момент, создаваемый рамкой, уменьшается и становится равным вращающему моменту рамки с меньшим током. Логометр обычно применяется в приборах для измерения сопротивления, индуктивности, ёмкости, температуры[1].

Рис. 1

Ампермемтр (см. ампер + метр от мефсЭщ — измеряю) — прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора. В электрическую цепь амперметр включается последовательно с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют. Поэтому, чем ниже внутреннее сопротивление амперметра (в идеале — 0), тем меньше будет влияние прибора на исследуемый объект, и тем выше будет точность измерения[1].

Рис. 2

Вольтметр (вольт + гр. мефсещ измеряю) — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии[1].

Рис. 3

Оммемтр (Ом + др.-греч. мефсещ «измеряю») — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения электрических активных (омических) сопротивлений. Обычно измерение производится по постоянному току, однако, в некоторых электронных омметрах возможно использование переменного тока. Разновидности омметров: мегаомметры, гигаомметры, тераомметры, миллиомметры, микроомметры, различающиеся диапазонами измеряемых сопротивлений[1].

Рис. 4

Гальваномметр (от фамилии учёного Луиджи Гальвани и др.-греч. мефсЭщ «измеряю») — высокочувствительный прибор для измерения малых постоянных и переменных электрических токов. В отличие от обычных микроамперметров шкала гальванометра может быть проградуирована не только в единицах силы тока, но и в единицах напряжения, других физических величин, или иметь условную, безразмерную градуировку, например, при использовании в качестве нуль-индикаторов[1].

Рис. 5

Калибратор — специальная эталонная мера, предназначенная для поверки, калибровки или градуировки измерительных приборов, установок методом сличения. Обычно, под калибраторами подразумеваются эталонные источники электро-радиотехнических сигналов, хотя бывают калибраторы, воспроизводящие другие физические процессы или явления с определёнными, точно заданными параметрами[1].

Рис. 6

Штангенцимркуль (от нем. Stangenzirkel) — универсальный инструмент, предназначенный для высокоточных измерений наружных и внутренних размеров, а также глубин отверстий.

Штангенциркуль — один из самых распространенных инструментов измерения благодаря простой конструкции, удобству в обращении и быстроте в работе[1].

Рис. 7

5. Фазы в металле Применение физических принципов и экспериментальных методов для изучения и целенаправленного улучшения характеристик металлов и сплавов. Среди экспериментальных методов, применяемых к металлам и сплавам, ведущим является микроскопия. Металлография, более старая дисциплина, занимающаяся микроскопическим исследованием сплавов на разных стадиях термической обработки, теперь составляет часть металловедения. Центральным понятием физического металловедения является понятие равновесия фаз в сплаве; его графическим выражением служат диаграммы равновесия, или фазовые диаграммы. Однако зачастую сплавы оказываются в неравновесных, «метастабильных» состояниях. Исследование перехода от метастабильного к устойчивому (равновесному) состоянию также является важной частью металловедения. Металлы и сплавы заполнены метастабильными дефектами, которые определяют их поведение под нагрузкой и при облучении. Интерпретация этого поведения образует третью составную часть металловедения.

Фазовая структура металлов и сплавов Металлы и сплавы являются, как правило, кристаллическими материалами, хотя обычно не имеют кристаллических граней, знакомых нам по минералам. Кристаллическая структура металлов и сплавов определяет их свойства, в частности анизотропию, т. е. неодинаковость свойств материала по разным направлениям в кристалле. Таким образом, свойства типа жесткости и теплового расширения для разных осей кристалла различны. Часто анизотропия металлического объекта незаметна, так как он состоит из мелких кристалликов (рис. 3), имеющих произвольную ориентацию кристаллических осей, что приводит к усреднению анизотропии в объекте как целом. Если, однако, кристаллические оси стремятся принять некоторое предпочтительное направление, то говорят, что объект имеет предпочтительную ориентацию, или текстуру.

Рисунок 3. Кристаллические материалы

Обычно состоят из мелких зерен (слева). Поликристаллическая поверхность меди, рассматриваемая в поляризованном свете через оптический микроскоп, выглядит подобно лоскутному одеялу (справа).

Структура кристаллической решетки. Большинство простых металлов кристаллизуется в довольно простую структуру, например кубическую или гексагональную с плотной упаковкой, или в объемно-центрированную кубическую структуру, в которой атомы расположены в вершинах и центре кубической элементарной ячейки (рис. 4). Олово и уран могут служить примерами металлов, которые имеют более сложную кристаллическую структуру с тетрагональными или ромбическими элементарными ячейками.

Рисунок 4. Простые кристаллические структуры металла.

Простые кристаллические структуры металла демонстрирующие (слева) вид кубической гранецентрированной решетки, известной также под названием кубической решетки с плотной упаковкой, и (справа) вид объемно-центрированной кубической решетки.

Когда один металл хорошо перемешивается с другим, то образуется либо твердый раствор, либо интерметаллическое соединение. В твердом растворе атомы распределены произвольным образом и среднее расстояние между ними различно, но кристаллическая структура сохраняется. Интерметаллическое соединение обычно имеет кристаллическую структуру, которая отличается от структуры составляющих его металлов, а его атомы распределяются упорядоченным образом. Интерметаллические соединения в большинстве случаев имеют простую формулу, например CuZn, Ni3Al или Cu5Sn. Некоторые из них строго ограничены своим идеальным составом; для многих других, однако, характерен значительный диапазон возможных составов. В годы зарождения физического металловедения, когда еще не была ясна природа химической связи, интерметаллические соединения относили к дальтонидам и бертоллидам, названным так Н. С. Курнаковым в честь Дж. Дальтона (1766−1844), который отстаивал идею постоянной атомной основы химических соединений, и К. Бертолле (1748−1822), основателя учения об изменяющемся химическом равновесии. Теперь механизм соединения металлов стал более понятным, и указанные термины начинают выходить из употребления. Бертоллид неидеального состава представляет собой в действительности твердый раствор; твердый раствор, основанный на чистом металле, называют «предельным» («граничным») твердым раствором.

Фазы. Сплавы могут содержать области из двух или более кристаллических структур, различающихся составом. В типичном случае одна область состоит из предельного твердого раствора и одна или несколько — из интерметаллических соединений. Такие области называются фазами. В частично расплавленном сплаве жидкая область также является отдельной фазой. Число, кристаллическая структура, состав и относительная доля фаз в сплаве, рассматриваемые как функции температуры и полного состава сплава, служат основой диаграмм равновесия[6].

6. Методики измерения альфа-фазы в нержавеющей стали. Магнитный метод Содержание Альфа-фазы в нержавеющих металлах можно определять двумя способами:

— металлографическим методом и

— магнитным методом.

Отбор образцов и вырезка шлифов

1. Число образцов для определения содержания ферритной фазы в плавке стали устанавливают стандартами и техническими условиями на продукцию; их должно быть не менее двух.

2. Образцы отбирают от любых прутков контролируемой плавки в произвольных местах:

а) при контроле на двух или трех шлифах — от разных прутков;

б) при контроле на большем числе шлифов образцы должны быть отобраны не менее чем от трех прутков.

Место отбора образцов от штанг, соответствующих определенному месту по высоте слитка, может быть установлено по соглашению сторон.

3. При металлографическом методе определения содержания ферритной фазы образцы для изготовления шлифов вырезают из круглого или квадратного профиля диаметром или толщиной от 80 до 270 мм от центра до середины радиуса или четверти толщины (рис. 5).

Рисунок 5.

4. Длину образца в направлении оси прутка устанавливают не менее 10−12 мм. Припуск на шлифование должен быть больше или равен 0,5 мм (см. чертеж).

5.Образцы следует вырезать холодным механическим способом. Допускается автогенная резка при условии, что шлиф будет изготовлен от места реза на расстоянии не менее 25 мм.

6.Определение содержания ферритной фазы металлографическим и магнитным методами проводят на образцах в состоянии поставки[7].

Определение содержания альфа — фазы магнитным методом

1. Для магнитного метода определения ферритной фазы образцы отрезают от прутков в виде поперечных темплетов высотой не менее 10 мм.

2. Определения проводят на шлифованной поверхности макрошлифов, изготовленных на образцах. Допускается определение проводить на макрошлифах, применяемых для контроля макроструктуры до травления.

3. Основным магнитным методом высшей точности является метод магнитного насыщения.

4. Рабочими средствами измерения являются ферритометры по ГОСТ 26 364–90 при измерении содержания ферритной фазы в пределах 0−20%. При измерении содержания ферритной фазы более 20% допускается применение других приборов при наличии соответствующей градуировки.

5. Градуировка рабочих средств измерения должна осуществляться по стандартным образцам содержания ферритной фазы, аттестованным методом магнитного насыщения или металлографическим методом.

6. Для определения содержания ферритной фазы на макрошлифе проводят не менее 40 измерений равномерно расположенных по двум-трем диаметрам (диагоналям). При установлении на макрошлифе зоны с наибольшим содержанием ферритной фазы проводят меньшее число измерений, но не менее 20.

7. Содержание ферритной фазы на макрошлифе определяют средним из трех максимальных показаний прибора в разных местах шлифа с последующим его выражением по градуировочной кривой в баллах или процентах.

8. Содержание ферритной фазы в плавке оценивают двумя способами:

а) по максимальному показанию из оценок двух образцов;

б) по среднему показанию из оценок двух или более образцов.

Способ оценки устанавливается стандартами или техническими условиями на продукцию.

9. Если результаты испытаний неудовлетворительны, то повторно проводят испытания на образцах, отобранных от других штанг; при оценке плавки по максимальному показателю — на том же количестве, при оценке плавки по среднему показателю — на удвоенном количестве образцов. Результаты повторных испытаний являются окончательными[7].

Поверка приборов

1. Перед началом работы новый прибор градуируется.

Методику первичной и периодических поверок ферритометров (по ГОСТ 26 364–90) устанавливают в соответствии с ГОСТ 8.518−84.

2. Градуировку прибора, т. е. получение градуировочной кривой зависимости показаний прибора от содержания ферритной фазы, проводят по эталонным образцам с различным содержанием ферритной фазы. Рекомендуется построение одной градуировочной кривой для прутков размером от 80 до 180 мм и второй — 180 мм и более.

3. Эталоны необходимо изготовлять из прутков контролируемой марки стали. Допускается изготовление эталонов для стали марок 17Х18Н9, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, 04Х18Н10Т, 08Х18Н10, 04Х18Н10, 02Х18Н10, 06Х18Н11, 12Х18Н12Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н12Б, из стали марки 12Х18Н10Т.

4. В качестве эталонов используют микрошлифы, вырезанные и изготовленные в соответствии с пп. 1.3 и 2.1.ГОСТа 11 878−66. Одну из сторон микрошлифа, расположенную поперек оси прутка, приготовляют как макрошлиф в соответствии с п. 3.2. ГОСТа 11 878−66.

5. Содержание ферритной фазы в эталонах металлографическим методом определяют путем балльной оценки по методике, изложенной в разд. 2. ГОСТа 11 878−66.

6. Содержание ферритной фазы в эталонах магнитным методом определяют в соответствии с методикой, изложенной в разд. 3. ГОСТа 11 878−66.

7. По данным, соответствующим эталонам с различным содержанием ферритной фазы, строят градуировочную кривую прибора в координатах «показание прибора — балл содержания ферритной фазы». Каждые 5−6 точек кривой должны определяться не менее чем 10 результатами, полученными на разных эталонных образцах.

Допускается градуировка прибора в координатах «показание прибора — объемное содержание ферритной фазы». В этом случае содержание ферритной фазы в эталонных образцах определяют одним из методов количественной металлографии, например точечным, и выражают в процентах.

8. Правильность работы прибора в течение эксплуатации и после ремонта проверяют периодически по двум-трем эталонным образцам с заранее фиксированными показаниями, соответствующими разным участкам градуировочной кривой прибора[7].

Таблица 1 Шкала для определения Увеличение 300х Баллы (проценты).

электронный металл ферритный магнитный

Вывод Дисперсионное твердение в ферритных нержавеющих сталях может развиваться при условии специального их легирования. В большинстве ферритных нержавеющих сталей стандартных марок выделения карбидов и нитридов увеличивают прочность, уменьшая, однако, при этом ударную вязкость и пластичность. Выделение карбидов по границам ферритных зерен может также привести к охрупчиванию. Охрупчивание, вызываемое карбидом хрома, может быть уменьшено путем стабилизации стали титаном или ниобием, однако нагрев таких сталей может вызвать выделение TiC или NbC, которые в свою очередь снижают положительный эффект, получаемый от стабилизирующей обработки. Упрочнение, вызываемое выделениями альфа-фазы, представляющей собой богатый хромом твердый раствор, при температурах порядка 400…500 градусов обусловливает развитие хорошо известной хрупкости при 475 градусах.

Высокохромистый феррит по своей природе хрупок, но, кроме этого, стали с 17…25% хрома проявляют склонность к хрупкости при 475 градусах после нагрева в интервале температур 400…550 градусов. Это охрупчивание снижает пластичность и особенно заметно ухудшает сопротивление удару. Развитие хрупкости при 475 градусах обусловлено выделением когерентных частиц высокохромистой альфа-фазы вследствие расслоения твердого раствора в системе Fe-Cr.

Область расслоения твердого раствора впервые описанная Вильямсом, теоретически доказана. Альфа-фаза образуется путем спинодального распада и наблюдается в виде дисперсных сферических зон, которые при высоких температурах преобразуются в диски с габитусов, параллельным плоскости феррита. Эффект выделения и связанное с ним охрупчивание более резко проявляются с увеличением содержания хрома.

[1] Википедия свободная энциклопедия

[2] Г. Г. Раннев, А. П. Тарасенко Методы и средства измерений 2-е издание. -М: Издательский центр «Академия» -2004, 336 с.

[3] Электронный источник «Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии „ВНИИМС“»

[4] Бирюков С. В., Чередов А. И. Б 64 Метрология: Тексты лекций. — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2000, — 110 с.

[5] Электронный источник «Главный форум Метрологов»

[6] Электронный источник: «Энциклопедия академик»

[7] ГОСТ 11 878–66 М.: ИПК Издательство стандартов, 1995 г.