4) Как определяется средний размер (диаметр) зерен на микрошлифах (исследуемых образцах)?

Для определения размера зерна сравнивают наблюдаемую микроструктуру при увеличении в 100 раз со стандартными шкалами, приведенными в таблицах, или подсчитывают число зерен, приходящихся на единицу поверхности шлифа, или, наконец, вычисляют средний условный диаметр зерна или количество зерен в 1 мм³ металла. Число зерен подсчитывают на матовом стекле микроскопа или по микрофотографии  в пределах площади на шлифе 0,5 мм². Общее число зерен подсчитывается по формуле  m₁₀₀ = m + 0,5m₁, где m – число зерен внутри круга, m₁ – число зерен, пересекающих окружность. Число зерен, приходящееся на 1 мм² поверхности шлифа, равно M = 2m₁₀₀. При увеличении, отличном от 100, M = 2(g/100)²m_g, где g – применяемое увеличение, а m_g – количество зерен, подсчитанное при этом увеличении. Для повышения точности вычислений определяют среднее число зерен M_ср, подсчитанное для трех характерных участков шлифа.

5) Что такое нормальном распределении результатов наблюдений?

Лабораторная №5

1. Какое отличие профилогрофа от профиломера

Профилометр отображает значения измеряемого параметра шероховатости на специальном индикаторе (встроенном дисплее или шкале).

Профилограф, в свою очередь, представляет результаты измерений в конце всей процедуры в виде графика - так называемой профилограммы, которая представляет собой кривую линию. Профилограмма, обычно, нуждается в анализе и расшифровке.

2. Каким образом формируются в приборах данные о шероховатости поверхости?

Профилометр - прибор, который предназначается для измерения шероховатости контактным методом. Контактный метод означает, что по исследуемой поверхности перемещается специальная алмазная игла, колеблющаяся от неровностей поверхности. Такие колебания иглы передаются на датчик, где преобразуются в малые электрические токи, которые, в свою очередь, усиливаются гальванометром и регистрируются. Показания выводятся на дисплей прибора и дают представление о характере неровностей исследуемой поверхности - их высоте и глубине. Часто, для оценки шероховатости выбираются другие параметры - средневзвешенные, амплитудные, суммарные и деленые на длину поверхности.

3. Как шероховатость влияет на качество изделий?

Параметры шероховатости поверхности - один из самых важных показателей качества продукции, работающей с большим износом. Шероховатость - это одна из самых важных эксплуатационных характеристик движущихся механизмов, изделий, двигателей внутреннего сгорания. Именно от шероховатости зависит коэффициент трения, коррозионная стойкость, износостойкость, и другие механические характеристики деталей.

4. Какие существуют параметры шероховатости?

Исходная шероховатость является следствием технологической обработки поверхности материала. Для широкого класса поверхностей горизонтальный шаг неровностей находится в пределах от 1 до 1000 мкм, а высота — от 0,01 до 10 мкм. В результате трения и изнашивания параметры исходной шероховатости, как правило, меняются, и образуется эксплуатационная шероховатость. Эксплуатационная шероховатость, воспроизводимая при стационарных условиях трения, называется равновесной шероховатостью.

На рисунке схематично показаны параметры шероховатости, где:   — базовая длина;   — средняя линия профиля;   — средний шаг неровностей профиля;   — средний шаг местных выступов профиля;   — отклонение пяти наибольших максимумов профиля;   — отклонение пяти наибольших минимумов профиля;   —расстояние от высших точек пяти наибольших максимумов до линии, параллельной средней и не пересекающей профиль;   — расстояние от низших точек пяти наибольших минимумов до линии, параллельной средней и не пересекающей профиль;   — наибольшая высота профиля;   — отклонения профиля от линии  ;   — уровень сечения профиля;   — длина отрезков, отсекаемых на уровне  .

• Высотные параметры:

  • Ra — среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины;

• • Rz — сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины;

• • Rmax — наибольшая высота профиля;

• Шаговые параметры:

  • Sm — средний шаг неровностей;

  • S — средний шаг местных выступов профиля;

  • tp — относительная опорная длина профиля, где p — значения уровня сечений профиля из ряда 10; 15; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90 %.

Ra, Rz и Rmax определяются на базовой длине l, которая может принимать значения из ряда 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 мм.

Параметр Ra является предпочтительным.

Параметры шероховатости определены в ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения». Согласно этому документу, выделяют такие показатели шероховатости, как:

• Ra - это среднее арифметическое значение отклонения профиля.

• Rz - это высота неровностей профиля, снятая в 10 точках.

• S - это средний шаг местных выступов профиля;

• Sm - это среднее арифметическое значение шага неровности;

• Rmax - это максимальная высота профиля;

• tp - это относительная длина профиля (опорная), р - это уровень сечения профиля.

При задании шероховатости, как правило, используется параметр ср. арифм-го. отклонения профиля (Ra).

5. Какие существуют методы определения шероховатости?

1) Щуповой метод измерения шероховатости поверхности - это контактный метод, измерения при котором производятся при помощи профилометра. Профилометр представляет собой чувствительный датчик, оборудованный тонкой, остро заточенной алмазной иглой, с так называемой, ощупывающей головкой.

Алмазная игла прижимается и перемещается параллельно исследуемой поверхности. В местах возникновения микронеровностей (выступов и впадин), возникают механические колебания измерительной головки иглы. Эти колебания передаются в датчик, преобразующий механическую энергию колебания в электрический сигнал, который усиливается преобразователем и измеряется. Записанные параметры этого сигнала в точности повторяют неровности на шероховатой поверхности детали. 

Профилометры, по признаку типа преобразователя сигналов, разделяют на пьезоэлектрические, электронные, индукционные и индуктивные. Наиболее распространены приборы, использующие индуктивные преобразователи.

В качестве примера профилометра можно привести приборы моделей «СЕЙТРОНИК-ПШ8» (модели СЕЙТРОНИК-ПШ8-1,СЕЙТРОНИК-ПШ8-2, СЕЙТРОНИК-ПШ8-3 и СЕЙТРОНИК-ПШ8-4) а также старый-добрый «профилометр модели 130».

Помимо профилометров существуют также профилографы, которые позволяют не просто измерить, но и записать параметры шероховатого профиля в заранее выбранном масштабе.

Исследование поверхностней щуповым методом производится в несколько этапов: так, сначала профиль исследуемого объекта «ощупывается» несколько раз, а только затем, на основании серии измерений вычисляется усредненное значение параметра, характеризующегося как количественное выражение неровности относительно длины участка.