铁基粉末冶金材料烧结程度的判定(2)

１５２

粉末冶金技术

２０１０年４月

（ａ）烧结好的材料抛光而未浸蚀的表面和一系列平行的直线状探针；（ｂ）在孔隙内重合的线段终点表明了在每个区域中的各个“点”

图５

Ｆｉｇ．５

ａｒｒａｙ

覆盖在图像上的直线状探针

ｓｕｒｆａｃｅｏｆ

ａ

（ａ）ｓｈｏｗｓ

ａ

ｐｏｌｉｓｈｅｄａｎｄｕｎｅｔｃｈｅｄ

ｗｅｌｌ．ｓｉｎｔｅｒｅｄｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｔｈｅ

ｌｉｎｅ

ｓｅｇｍｅｎｔｓ

ｏｆｐａｒａｌｌｅｌｌｉｎｅ

ｐｏｒｅｓ

ｓａｍｐｌｅｐｒｏｂｅｓ．Ｔｈｅｅｎｄｓｏｆｔｈｅｃｏｉｎｃｉｄｅｎｔ

ｓｈｏｗｎ

ｗｉｔｈｉｎｔｈｅ

ｉｎＦｉｇｕｒｅ５（ｂ）ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ‘ｐｏｉｎｔｓ’ｉｎｅａｃｈｆｉｅｌｄ．

各向同性、均一及随机分布（ＩＵＲ）。鉴于压制零件采用的方法，对于大多数粉末冶金材料而言，这是有问题的。压制作业会使孑Ｌ隙结构具有方向性，从而促使人们在进行试验时，或是从试验材料中除去正交截面，或者寻找另外一种试验方法，一种能说明在采样中各向异性存在的方法。关于这个问题，建议确定除去试样的取向和决定用于试样表面的探针类型。对于试验，要除去的是垂直取向平面的水平平面，而不是随机取向的平面；这被认为是垂直截面。用在４个方位排列的摆线型探针替代宜线状探针。当适当应用于试样中的方向性时，摆线型曲线表明了试样的随机取向结构＂“ｏ。图６示一摆线试验曲线。

摆线的形状可用下面的式（２）与式（３）来确定，式中０≤０４霄：

髫＝０一ｓｉｎ０

Ｙ

２

图６摆线试验曲线（曲线的长度是高度的２倍）

Ｆｉｇ．６

Ｔｈｅｃｙｃｌｏｉｄｏｆｔｈｅ

ｃｕｒｖｅ

ｔｅｓｔ

ｃｕｒｖｅ，ｗｈｅｒｅｔｈｅｌｅｎｇｔｈ

ｉｓｔｗｉｃｅｔｈｅｈｅｉｇｈｔ．

（２）（３）

１一ｃｏｓＯ

摆线４个方位的排列是均一覆盖，并用作试验探针。试验和上述的直线状探针一样，对穿过的点

图７

４个摆线方位组成的类似正弦的波形

Ｓｉｎｅ－ｌｉｋｅ

ｗａｖｅ

进行计数，同样地进行计算。摆线方位的一种合适

的排列是，如图７所示，像正弦波状覆盖。为了均一覆盖图像，如图８所示，这种关联的图形可以多个“波”进行重复。与对许多独立的摆线线段进行计

Ｆｉｇ．７

ｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｔｈｅ

ｆｏｕｒｃｙｃｌｏｉｄｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｓ．

积之比的公式仍然是式（１）的Ｓ。＝２Ｐ。。对曲线穿过孑Ｌ隙边缘处所增加的Ｐ的计数的增量也是相同的，测量或根据摆线线段数量计算了线的总长度。

可用直线或摆线覆盖来计算金属相中颗粒边界的表面对体积之比。若材料是由粉末压制成形的，

依然存在因取向的影响而产生的方向性问题，但用

数不同，对于一些操作人员来说，人工跟踪波形可能

比较方便。

用图８的图像作为一个例子，用和直线状探针同样的方式计算了表面对体积之比。确定表面对体

第２８卷第２期Ｔｈａｍａｓ

Ｆ．Ｍｕｓｈｙ：铁基粉末冶金材料烧结程度的判定

１５３

微照片上，从图像中抽出孔隙边缘或颗粒边界，计算

含有孔隙边缘或颗粒边界的网格单元；当网格尺寸变小时，因分辨率增高，计算的单元数增多；计算结束时，将计数的总数对单元大小绘制成ｌｏｇ—ｌｏｇ图，直线图的斜率乘以“一ｌ”确定的是计算大小的单元

（见图９、１０、１１）。

图８

覆盖于抛光视场上的多波形系列摆线

Ｃ点是以波形穿过孔隙的边缘计数的）

Ｆｉｇ．８

Ｍｕｌｔｉｐｌｅ

ｗａｖｅ

ａｒｒａｙ

ｏｆｅｙｃｌｏｉｄｓｏｖｅｒｌａｉｄ

ａｒｅ

ｏｎａｎ

ａｓ—

ｐｏｌｉｓｈｅｄｆｉｅｌｄ．Ｃｏｕｎｔｓｏｆｔｈｅ

ｐｏｒｅ

ｐｏｉｎｔｓ

ｍａｄｅ

ａ８

ｔｈｅｗａｖｅｃｒｏｓｓｅｓ

ｅｄｇｅｓ．

摆线系列计数却是有效的。边界与孔隙边缘计数的差异在于，前者计算的是直线穿过的颗粒边界．而不是对每个孔隙进行二次或多次计算（多次穿过每个孔隙）。

用来比较孔隙边缘平滑度与颗粒边界存在的另外一种方法是叫做“计算大小单元”（ｂｏｘ

ｃｏｕｎｔｉｎｇ

图９压制一烧结的材料抛光的表面（大部分颗粒边界

都已烧结，重要特征是孔隙边缘；用深暗色边限定的矩形

中含有表明单元大小变化特征的作用）

Ｆｉｇ．９

Ｓｕｒｆａｃｅｏｆ

ａｎ

ａｓ

ｐｏｌｉｓｈｅｄｐｒｅｓｓｅｄａｎｄｓｉｎｔｅｒｅｄｍａｔｅ—

ｒｉａｌ．Ｍｏｓｔｏｆｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｂｏｕｎｄａｒｉｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｓｉｎｔｅｒｅｄ．Ｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓ

ｏｆｉｎｔｅｒｅｓｔ

ａｒｅ

ｔｈｅ

ｐｏｒｅ

ｅｄｇｅｓ．Ｔｈｅｒｅｃｔａｎｇｌｅｄｅｆｉｎｅｄ

ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）的类似分数技术∞］。这种方法是：将大小不同的单元（ｂｏｘ）网格覆盖在实际图像或光学显

ｗｉｔｈｔｈｅｂｌｕｅｅｄｇｅｓｃｏｎｔａｉｎｓｆｅａｔｕｒｅｓｆｏｒｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔ

ｏｆ

ｃｈａｎｇｅｉｎ

ｂｏｘｓｉｚｅ．

图ｌＯ左边的图是用网格覆盖的图像；右边的图像示出含有孔隙的彩色单元

Ｆｉｇ．１０

Ｌｅｆｔｉｍａｇｅｗｉｔｈｇｒｉｄｏｖｅｒｌａｙ．Ｒｉｇｈｔ

ｉｍａｇｅｓｈｏｗｓｃｏｌｏｒｅｄｂｏｘｅｓ

ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｐｏｒｅｅｄｇｅｓ．

图１１

Ｆｉｇ．１

Ｉ

与图ｌＯ采用的图像相同，但覆盖用的网格较，Ｊ、；右边图像中的深色单元含有孔隙边缘

ｉｍａｇｅ

ａｓ

Ｓａｍｅｕｓｅｄｉｎ

Ｆｉｇｕｒｅ１０ｗｉｔｈ

ａ

ｓｍａｌｌｅｒ

ｇｒｉｄｏｖｅｒｌａｙ．Ｃｏｌｏｒｅｄｂｏｘｅｓｉｎｒｉｇｈｔｉｍａｇｅｃｏｎｔａｉｎｐｏｒｅ

ｅｄｇｅｓ．

含有逐渐减小的单元的覆盖网格再继续使用最

／Ｊ、的４种网格尺寸，然后绘制曲线图和计算斜率。

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粉末冶金技术

ｍｉｅｒｏｓｃｏｐｙ／／ＤｅＨｏｆｆＲ１９６８：７８一１２７

Ｔ。ＲｈｉｎｅｓＦ

２０１０年４月

网格的大小改变时，由于计算的单元数不同，烧结程度不同的材料的变化程度应该变得明显。在某些。情

况下，将图像放大和改变单元大小相结合能够比较

满意地区分烧结程度不同的材料。

２

Ｎ．ＭｃＣｒａｗ Ｈｉｌｌ．ＮｅｗＹｏｒｋ，

［２］ＲｕｓｓＪＣ。ＤｅＨｅｆｔＲＴ．Ｐｒａｃｔｉｃａｌｓｔｅｒｅｏｌｏｇｙ．ＮｅｗＹｏｒｋ．１９９９：４９—６２

Ａ

［３］Ｂａｄｄｅｌｅｙ

ｓｕｒｆａｃｅ

Ｊ，Ｇｕｎｄｅｍｅｎ

ｆｒｏｍｖｅｒｔｉｃａｌ

ＨＪ

Ｇ，Ｃｎｄｚ－Ｏｆｉｖｅ

ＬＭ．Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ

ｏｆ

ａｒｅａ

ｓｅｃｔｉｏｎｓ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，１９８６ …… 此处隐藏：1707字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……