NdFeB永磁体取向度的X射线测量方法
理化检验-物理分册P TCA(PAR T:A P H YS.TEST.)2005年第41卷5实验技术与方法
NdFeB永磁体取向度的X射线测量方法
王 宁,王超群
(北京有色金属研究总院,北京100088)
摘 要:Nd2Fe2B合金的晶体学织构可以通过X射线衍射方法测量,但完整的定量织构分析,通常采用反极图法如取向度的测定法[1,2]。对于试样局部区域的精确取向测量,可以采用EBSD 方法,其取向度直接与永磁体加工过程微结构的变化相联系。介绍了NdFeB永磁体取向度的X 射线测量方法,磁取向与晶体学织构关系(包括取向度的研究)分析对于NdFeB永磁体的研制与开发具有重要的实用价值。
关键词:NdFeB永磁体;织构;取向度;X射线衍射
中图分类号:TB302.1 文献标识码:A 文章编号:100124012(2005)0520240203
X2RA Y DIFFRAC TION M EASU R EM EN T O F T H E ORIEN TA TION
D E GR EE IN NdFeB PERMAN EN T MA GN ET
WANG Ning,WANG Chao2qun
(Ceneral Research Institute for Non2ferrous Metals,Beijing100088,China)
Abstract:The crystallographic texture of NdFeB alloys can be measured by X2Ray diffraction.Because of the complexities of the crystal structure in NdFeB alloys,complete quantitative texture analysis such as pole figure and ODF analysis is performed inf https://www.wendangku.net/doc/1218982357.html,ually the orientation degree is determined by using inverse pole figure.
These methods give information regarding the crystallographic texture that is either qualitative or indicative of average behavior of the orientations of the gains in the aggregate.By using EBSD,the exact orientations can be measured f rom particular areas of the sample.The orientation can be related directly to the microstructure and deviations f rom average behavior can be highlighted.The analytical method is named as“Micro2texture”analysis, but above2mention pole figure and ODF analysis belong to“Macro2texture”analysis.The X2ray diff raction measurement of orientation degree in NdFeB permanent magnet has been presented in this paper.The analysis of magnetic alignment and crystallographic texture relationship s has an important application for the research and development in fabricated NdFeB magnet.
K eyw ords:NdFeB permanent magnet;texture;orientation degree;X2ray diff raction
1 引言
NdFeB永磁材料是国民经济生产中一种不可缺少的重要基础材料之一。随着高技术尤其是电子信息产业和汽车工业的迅速发展,人们对永磁体的性能提出了越来越高的要求,也推动了在改善其性能方面的研究。以Nd2Fe14B为基的永磁体,铁磁相具有易磁化方向平行于单胞的C轴的四方结构,
收稿日期:2004208209
作者简介:王宁(19792)女,硕士,助理工程师。因此为获得最佳的磁性能,强的C轴纤维织构是需要的。理论上永磁体的剩磁由下式确定
B r=A f(1-β)DJ s(1)式中 A———正向畴的体积分数
f———取向度
β———非磁性相的体积分数
D———磁体的相对密度
J s———饱和磁极化强度
自NdFeB永磁体被发现以来,人们围绕如何获得高主相比例、高取向度和高致密度等进行了大量
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深入细致的理论研究和工艺探索,实验室已报道的磁能积为431kJ/m3。然而至今尚无比较系统地报道有关NdFeB永磁材料的织构与微结构参数的XRD表征与检测技术。为此,笔者将就NdFeB永磁体在加工制作过程以及优化磁性能中至关重要的磁取向与晶体学织构(包括取向度)进行X射线衍射分析。
2 磁取向与晶体学织构关系
在磁性材料的研究中晶体学织构度通常是通过磁性能测量获得的,试样的织构可以用沿易磁化方向和硬磁化方向测量的剩磁比来表征,但是对于强织构的试验,硬磁化方向的剩磁很难测量,常规测量仪器满足不了要求,特别是在试样具有强织构、硬方向的剩磁性能更难测量。Nd2Fe2B合金的晶体学织构也可以通过X射线衍射方法测量。由于Nd2Fe2B 合金晶体结构的复杂性,完整的定量织构分析如极图与ODF分析不常使用,通常采用反极图法如取向度的测定法[1,2]。对于试样局部区域的精确取向测量,可以采用EBSD方法,其取向度直接与永磁体加工过程微结构的变化相联系,这种方法也称微织构分析,而前述的极图、反极图和ODF分析属于宏织构分析,它们给出晶粒取向的平均特性。
3 烧结NdFeB永磁体取向度表征
Endoh等人[3]采用XRD中(006)和(105)衍射峰强度比定性来描述各向异性烧结NdFeB永磁体的取向度的优劣。该法比较简单和粗糙。考虑到随取向场的增强,某些晶面的衍射峰强度的逐渐降低,而(004),(006),(008)和(105)等晶面衍射峰强度逐渐增强,可以采用Lotgering提出的层状结构化合物择优取向度F的定义和XRD测定法
F=(P-P0)/(1-P0)(2) 式中,P0=∑I000l/∑I0hkl,P=∑I t00l/∑I t hkl。其中上标“0”的参数为无择优取向时的衍射峰强度。
何叶青等人[4]在此基础上修正了P0中的I0(hkl)及P中I t(hkl)项为I0(hkl)cos<(hkl)与I(hkl)cos< (hkl),式中<(hkl)为相应晶面法线与易磁化C轴方向的夹角。用该法对一组不同静磁场取向的金属模压和橡皮模压(Nd0.95Dy0.05)15.5(Fe0.99Al0.01) 78B6.5烧结磁体取向度F及P与磁性能的关系的测量结果表明,其规律性较好,是一种较为简单易行的定量评估与表征NdFeB磁体取向度的方法。但是这些方法仍存在一些定义及实验上的重大问题如①取多少衍射线(或取多大的衍射角θ范围)才算是全部衍射线不明确;②P及F的物理意义不明确。材料经磁场取向后,不同(hkl)衍射线有不同的增强或减弱的趋向,并不是只有(00l)增强,其余都减弱。与(00l)面夹角<越接近90°的晶面的衍射强度越有减弱的趋向,<接近0°则越有增强的趋向;③实验手续繁琐,要测量大量衍射线的强度。为此郭常霖[5]提出了较好的方法,该方法关于取向度F的定义如下
F=1/90{arcsin[(K-1)/k]}(3)
K=I/I t
式中,I和I t分别为取向前后(或无织构与有织构取向)任一条(00l)的衍射强度。显然该法的物理意义明确,实验测量更简便。对X射线质量吸收系数很大的材料,吸收因子可能使不同的(00l)衍射线求出的F有一些偏差,最好选3～4条衍射谱线予以平均。
取向度实测例子,表1是一个高度密实烧结Nd2Fe14B永磁体的X射线衍射测量值。由表可见它的衍射强峰除(00l)型外,还有(105),(115), (214),(116),(317),(208)和(309)等。它们的强度表1 烧结高密实Nd2Fe14B永磁体的
XR D测量结果与F值
Tab.1 XRD measured results and F values of sintring high density Nd2Fe14B permanent magnet
hkl I t(cps)I0计算I t(001)/I0(001)F(%)
1033404399--
00421026144 4.1354.7
22123411827--
1143104163--
20459827103--
214114072641--
105739543244--
115172616899--
22431951359--
006605217859 4.0954.6
1169397660--
10736911425--
00820088390 2.8945.4
31750222248--
2086168605--
2181239679--
30928289007--
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测量值见表1。按郭常霖提出的方法,由式(3)计算的F值,也列于表1中,平均F值为51.6%。若按传统的方法如式(1)计算的F值只有33%(P0= 011046,P=0.4035只选用(004),(006)和(008)三个峰标示I0(00l)及I(00l),I t(hkl)取用表1中的数据)。看来此法比较接近实际且简便易行。
4 结语
取向度F参数的X射线衍射表征与检测方法对于NdFeB永磁体的研制、开发与生产制造工艺的分析具有十分重要的意义。此方法比较接近实际且简便易行,具带普遍性,可以推广应用于其它材料研究领域。
参考文献:
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[5] 郭常霖,吴毓琴.层状结构铁电材料热压择优取向度的
X射线测定法[J].物理学报,1980,29(12):1640.
第3届全国标准样品技术研讨会
征文通知
受全国标样技委会的委托,上海材料研究所检测中心和中国机械工程学会理化检验分会共同承办的第3届全国标准样品技术研讨会定于2005年10月底在上海举行。2005年全国标准样品技术委员会年会将同期举行。会议期间将邀请国内外的权威学者做大会报告。
会议主席:马林聪,陈柏年,鄢国强
会议主题:标准样品技术与作用
征文范围:①标准样品的均匀性研究技术;②标准样品的稳定性研究技术;③标准样品特性值的表征技术;④标准样品特性值溯源性的科学确认技术;⑤标准样品特性值测量不确定度的合理评定技术;⑥标准样品在各个技术领域中合理应用的技术;⑦标准样品在实验室认可中的应用和作用;⑧标准样品在ISO9000质量保证体系认证中的应用;⑨标准样品在制定新的技术标准中的应用;⑩连续批量标准样品(例如检测油、ISO水泥标准砂)定值特点研究;
λ?对2004年版V IM内容的分析。
征文要求:提交的论文须按照《理化检验》杂志的格式。来稿一式两份,并提交电子文档(word格式)软盘。
截稿日期:2005年8月31日
联系地址:上海市邯郸路99号上海材料研究所检测中心。联系人:陶美娟,鄢国强。邮编:200437,E2mail:gqyan @https://www.wendangku.net/doc/1218982357.html,。电话:(021)65531122,65557357。有关会议的详细情况、注册、投稿须知及相关事项请登录会议网页: https://www.wendangku.net/doc/1218982357.html,。全国标准样品技术委员会
第3届全国标准样品技术研讨会组委会
第10届中国国际质量控制与
测试工业设备展览会
(2005.Q.C.china)将于2005年11月15～17日在上海国际展览中心举行,该展会是经国家科技部批准,被原国家机械工业局列为“国家机械工业局支持的定期国际展览会”。由上海材料研究所主办,上海华亿展览广告有限公司与中国贸促会机械行业分会承办,得到了中国机械工业联合会、中国国际商会机械行业分会、中国机械工程学会无损检测分会、中国机械工程学会理化检验分会、中国机械工程学会材料分会和机械工业材料性能测试技术中心大力支持。展会所涉足现代制造业的全面质量检测、产品在生产过程中的质量监控、设备在运行过程中的安全评估以及最新的质量管理技术与理念,展示了国内外无损检测技术及设备、分析仪器与实验室设备、物理测试与材料实验机、计量与测试技术领域里最新、最全的技术设施与装备。
同期还将举办“2005(上海)冶金工业检测装备研讨会”,主办单位将邀请政府职能部门有关人员及冶金行业著名专家作“冶金工业发展对检测装备的需求及国内外现状”的综述报告,请冶金行业部分单位作“检测装备中无损检测、理化检验等检测技术运用”的专题报告和冶金工业检测设施的供应商作“最新产品与技术”的交流。研讨会以特邀报告、专题报告和技术交流等形式反映了冶金工业的发展对检测技术与装备的需求状况。
值此“Q.C.china”10周年之际,主办单位将会安排一系列庆祝活动及与行业相关的各类专题报告会和技术交流会。有关信息敬请留意https://www.wendangku.net/doc/1218982357.html,/2005qc/。真诚欢迎各位业内人士的光临!
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同轴度测量方法[1]
同轴度测量方法 方法一：用两个相同的刃口状V 形块支承基准部位，然后用打表法测量被测部位。 1、测量器具准备：百分表、表座、表架、刃口状V 形块、平板、被测件、全棉布数块、防锈油等。 2、测量步骤 1）将准备好的刃口状V 形块放置在平板上，并调整水平。 2）将被测零件基准轮廓要素的中截面（两端圆柱的中间位置）放置在两个等高的刃口状V 形块上，基准轴线由V 形块模拟，如下图所示。 同轴度测量方法示意图 3）安装好百分表、表座、表架，调节百分表，使测头与工件被测外表面接触，并有1～2圈的压缩量。 4）缓慢而均匀地转动工件一周，并观察百分表指针的波动，取最大读数Mmax 与最小读数Mmin 的差值之半，作为该截面的同轴度误差。 5）转动被测零件，按上述方法测量四个不同截面（截面A 、B、C、D），取各截面测得的最大读数Mimax 与最小读数Mimin 差值之半中的最大值（绝对值）作为该零件的同轴度误差。 6）完成检测报告，整理实验器具。 3、数据处理 1）先计算出单个测量截面上的同轴度误差值，即Δ = （Mmax －Mmin ）/2。 2）取各截面上测得的同轴度误差值中的最大值，作为该零件的同轴度误差。 4、检测报告 按步骤完成测量并将被测件的相关信息及测量结果填入检测报告单中,并检验零件的行为误差是否合格。 方法二：利用数据采集仪连接百分表测量法[1] 1、测量仪器：偏摆仪、百分表、数据采集仪 2、测量原理：数据采集仪会从百分表中自动读取测量数据的最大值跟最小值，然后由数据采集仪软件里的计算软件自动计算出所测产品的圆度误差，最后数据采集仪会自动判断所测零件的同轴度误差是否在同轴度范围内，如果所测同轴度误差大于同轴度公差值，采集仪会自动发出报警功能，提醒相关操作人员该产品不合格。测量效果示意图： 数据采集仪连接百分表测量同轴度误差示意图 优势：1）无需人工用肉眼去读数，可以减少由于人工读数产生的误差； 2）无需人工去处理数据，数据采集仪会自动计算出同轴度误差值。 3）测量结果报警，一旦测量结果不在同轴度公差带时，数据采集仪就会自动报警。
化学纤维质量指标及其检测方法
化学纤维质量指标及其检测方法 一：纤维长度 1．名义长度：切断长度：棉型纤维（30—40mm）；毛型纤维（70—150mm）；中长纤维（51—65mm）。 超长纤维：长度超过一定界限的短纤维 倍长纤维：长度超过名义长度2倍及以上 2．长度偏差率：长度偏差率=，反映短纤维长度均匀性 二：细度（线密度、纤度） 1．定义：纤维粗细程度 2．表示法： （1）公制支数Nm：1克重的纤维所具有的长度米数；Nm↑→纤维越细 （2）旦Dn：9000米长的纤维所具有的重量克数；Dn↑→纤维越粗 （3）特Tex：1000米长的纤维所具有的重量克数；Dn↑→纤维越粗 三：吸湿性： 1．定义：标准温湿度（20℃、65%相对湿度）下，纤维吸收或放出气态水的能力； 2．表示法：回潮率、含湿率 3．纤维吸湿原因： （1）纤维大分子结构（亲水基团） （2）纤维结晶度 （3）纤维表面吸湿 4．大小：羊毛＞粘胶＞麻、蚕丝＞棉＞醋酯＞维纶、锦纶＞腈纶＞涤纶＞氯纶、丙纶5．增加吸湿方法： （1）化学改性：大分子上引入亲水基 （2）物理改性：纤维中造成有规律的毛细孔 （3）表面处理： 四：密度： 1．大小：氨纶＞粘胶＞麻＞涤纶、蚕丝＞棉、羊毛＞维纶＞腈纶＞锦纶＞丙纶 五：热收缩： 1．定义：受热条件下，纤维形态尺寸的收缩，温度降低后不可逆 2．表示法：沸水收缩率、热空气收缩率、过热蒸汽收缩率 六：拉伸性能： 1．断裂强度cN/tex： （1）绝对强度：N或cN；纤维断裂时承受的最大负荷
（2）强度极限：cN/cm2 （3）相对强度：cN/tex； 麻、锦纶、丙纶＞涤纶＞维纶＞腈纶、棉、蚕丝＞粘胶＞羊毛、氨纶 （4）湿强度：润湿下的强度；回潮率↑→湿强＜干强（合成纤维与再生纤维的区别） （5）影响：断裂强度↑→断头↓→绕辊↓ 2．断裂伸长%：应力 （1）定义：拉伸至断裂时试样产生的伸长P （2）表示法：绝对伸长、相对伸长（绝对伸长/试样长度） （3）影响：断裂伸长↑→手感柔软↑、毛丝↓、断头↓→应变% →织物变形↑→→→→→→→→→→10—30%为佳 3．初始模量cN/tex： （1）定义：试样在小负荷（1%伸长）下变形的难易（材料刚性）——应力应变曲线初始一段直线的斜率 （2）影响：纤维柔性↓、结晶度↑、取向度↑→初始模量↑→刚性↑→织物变形↓、织物挺括、不易起皱 （3）大小：涤纶＞腈纶、维纶、粘胶＞丙纶＞锦纶 4．断裂功、断裂比功、功系数： （1）定义：材料拉伸至断裂时外力所做的功（负荷伸长曲线下的面积） （2）断裂比功：单位长度或单位线密度的试样断裂时外力所做的功（应力应变曲线下的面积） （3）功系数：负荷伸长曲线下的面积与断裂伸长和断裂强度乘积之比 （4）表征：三者↑→纤维耐冲击↑、耐磨↑、韧性↑ 5．屈服点、屈服应力、屈服应变： （1）屈服点：拉伸曲线中起始一段直线向延伸区过渡的转折点P （2）影响：屈服点以前：纤维形变（弹性形变——可恢复）； 屈服点以后：纤维形变（塑性形变——永久性变）； 屈服点高→难产生塑性形变→织物尺寸稳定性 6．回弹性： （1）定义：材料在外力作用（拉伸或压缩）产生形变；外力去除后，恢复原状的能力 （2）表示法：一次负荷回弹性质（回弹率、弹性功）；多次负荷回弹性质 （3）影响：回弹性↑→织物抗皱、挺括 氨纶＞锦纶＞涤纶＞腈纶＞粘胶 七：耐疲劳性： 1．定义：纤维耐多次变形性（应力循环次数） 2．影响：纤维弹性↑→应力循环次数↑→耐疲劳性↑（锦纶）
奥氏体晶粒度测定
奥氏体晶粒 氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方结构。由于体积因素的限制（碳原子半径为0.077nm，而γ-Fe晶体结构的最大间隙即八面体间隙半径为0.053nm），碳在γ-Fe 中的最大固溶度只有2.11%（质量分数）。[1] 中文名 奥氏体晶粒 外文名 austenite grain 意义 钢在奥氏体化时所得到的晶粒 尺寸 奥氏体晶粒度 目录 ?分类 ?显示方法 ?测定方法 ?影响因素 奥氏体晶粒(austenite grain) 钢在奥氏体化时所得到的晶粒。此时的晶粒尺寸称为奥氏体晶粒度。 分类 奥氏体晶粒有起始晶粒、实际晶粒和本质晶粒3种不同的概念。 (1)起始晶粒。指加热时奥氏体转变过程刚刚结束时的晶粒，此时的晶粒尺寸称为奥氏体起始晶粒度。 (2)实际晶粒。指在热处理时某一具体加热条件下最终所得的奥氏体晶粒，其尺寸大小即为奥氏体实际晶粒度。
(3)本质晶粒。指各种钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向，晶粒容易长大的称本质粗晶粒，晶粒不易长大的称本质细晶粒。通常在实际金属热处理条件下所得到的奥氏体晶粒大小，即为该条件下的实际晶粒度，而一系列实际晶粒度的测得即表示出该钢材的本质晶粒度。据中国原冶金工业部标准YB27—77规定，测定奥氏体本质晶粒度是将钢加热到930℃，保温3～8h后进行。因此温度略高于一般热处理加热温度，而相当于钢的渗碳温度，经此正常处理后，奥氏体晶粒不过分长大者，即称此钢为本质细晶粒钢。 显示方法 绝大部分钢的奥氏体只是在高温下才是稳定的。因此欲测定奥氏体晶粒就得设法将高温状态奥氏体轮廓的痕迹在室温下显示出来，常用的显示奥氏体晶粒的方法可归纳为渗入外来元素法、化学试剂腐蚀法和控制冷却速度法3种。 (1)渗入外来元素法。如渗碳法和氧化法，是利用奥氏体晶界优先形成渗碳体和氧化亚铁等组成物，形成网络显示出奥氏体轮廓。渗碳法一般适用于不高于0.3%c的渗碳钢和含不高于0.6%c而含碳化物元素较多的其他类型钢。氧化法却适用于任何结构钢和工具钢。 (2)化学试剂腐蚀法。钢材经不同温度的淬火一回火处理后，磨光并用饱和苦味酸水溶液和新洁尔灭几滴浸蚀能抑制马氏体组织，促使奥氏体晶界的显示。或者直接用盐酸1～ 5mL、苦味酸(饱和的)和乙醇浸蚀，使马氏体直接显示出来，利用马氏体深浅不同和颜色的差异而显示出奥氏体的晶粒大小，此法适用于合金化程度高的能直接淬硬的钢。 (3)控制冷却速度法。低碳钢、亚共析钢、共析钢、过共析钢可控制冷却速度使钢的奥氏体周围先共析析出网状铁素体、网状渗碳体，或使屈氏体沿晶界少量析出以显示出奥氏体晶粒。 测定方法 测定奥氏体晶粒度常用比较法和统计法。比较法测定奥氏体晶粒度是根据YB27—77 级别图与之相比较。标准晶粒度分8级，1～4级属粗晶粒，5～8级属细晶粒，8级以上的10～13级为超细晶粒。此法均在100倍显微镜下观察。晶粒度级别N与晶粒大小之间符合n=2或n’=2的关系，式中n为在放大100倍下观察时，每6.45mm视野中的平均晶粒数；n’为实际每1mm面积中平均晶粒数。若出现过粗或过细晶粒，需在50倍或大于100倍的显微镜下观察进行换算。表1为换算为100倍的晶粒度表。统计法实际为测定晶粒的平均直径法。表2为晶粒度与其他晶粒大小表示法的比较。 ①为了避免在晶粒号前出现“—”号，有人把—3、—2、—1等晶粒号改为0000、000、00号。
表面粗糙度定义与检测
第五章表面粗糙度及其检测 学时：4 课次：2 目的要求： 1．了解表面粗糙度的实质及对零件使用性能的影响。 2．掌握表面粗糙度的评定参数（重点是轮廓的幅度参数）的含义及应用场合。 3．掌握表面粗糙度的标注方法。 4．初步掌握表面粗糙度的选用方法。 5．了解表面粗糙度的测量方法的原理。 重点内容： 1．表面粗糙度的定义及对零件使用性能的影响。 2．表面粗糙度的评定参数（重点是轮廓的幅度参数）的含义及应用场合。 3．表面粗糙度的标注方法。 4．表面粗糙度的选用方法。 5．表面粗糙度的测量方法 难点内容： 表面粗糙度的选用方法。 教学方法：讲+实验 教学内容：（祥见教案） 一、基本概念 1．零件表面的几何形状误差分为三类： （1）表面粗糙度：零件表面峰谷波距<1mm。属微观误差。 （2）表面波纹度：零件表面峰谷波距在1~10mm。 （3）形状公差：零件表面峰谷波距>10mm。属宏观误差。 图5-1 零件的截面轮廓形状 2．表面粗糙度对零件质量的影响： （1）影响零件的耐磨性、强度和抗腐蚀性等。 （2）影响零件的配合稳定性。 （3）影响零件的接触刚度、密封性、产品外观及表面反射能力等。 二．表面粗糙度的基本术语
1、取样长度lr ： 取样长度是在测量表面粗糙度时所取的一段与轮廓总的走向一致的长度。 规定：取样长度范围内至少包含五个以上的轮廓峰和谷如图5-2所示。 图5-2 取样长度、评定长度和轮廓中线 1．评定长度ln ： 评定长度是指评定表面粗糙度所需的一段长度。 规定：国家标准推荐ln = 5lr ，对均匀性好的表面，可选ln > 5lr, 对均匀性较差的表面，可选ln < 5lr 。 2．中线： 中线是指用以评定表面粗糙度参数的一条基准线。有以列两种： （1）轮廓的最小二乘中线 在取样长度内，使轮廓线上各点的纵坐标值Z （x ）的平方和 为最小，如图5-2 a 所示。 （2）轮廓的算术平均中线 在取样长度内，将实际轮廓划分为上下两部分，且使上下面 积相等的直线。如图5-2 b 所示。 三．表面粗糙度的评定参数 国家标准GB/T3505—2000规定的评定表面粗糙度的参数有：幅度参数2个，间距参数1个，曲线和相关参数1个，其中幅度参数是主要的。 1、轮廓的幅度参数 （1） 轮廓的算术平均偏差Ra 在一个取样长度内，纵坐标Z （x ）绝对值的算术平均值，如图5-3a 所示。 Ra 的数学表达式为： Ra = lr 1 lr x Z 0）（dx 测得的Ra 值越大，则表面越粗糙。一般用电动轮廓仪进行测量。
NdFeB永磁体取向度的X射线测量方法
理化检验-物理分册P TCA(PAR T:A P H YS.TEST.)2005年第41卷5实验技术与方法 NdFeB永磁体取向度的X射线测量方法 王 宁,王超群 (北京有色金属研究总院,北京100088) 摘 要:Nd2Fe2B合金的晶体学织构可以通过X射线衍射方法测量,但完整的定量织构分析,通常采用反极图法如取向度的测定法[1,2]。对于试样局部区域的精确取向测量,可以采用EBSD 方法,其取向度直接与永磁体加工过程微结构的变化相联系。介绍了NdFeB永磁体取向度的X 射线测量方法,磁取向与晶体学织构关系(包括取向度的研究)分析对于NdFeB永磁体的研制与开发具有重要的实用价值。 关键词:NdFeB永磁体;织构;取向度;X射线衍射 中图分类号:TB302.1 文献标识码:A 文章编号:100124012(2005)0520240203 X2RA Y DIFFRAC TION M EASU R EM EN T O F T H E ORIEN TA TION D E GR EE IN NdFeB PERMAN EN T MA GN ET WANG Ning,WANG Chao2qun (Ceneral Research Institute for Non2ferrous Metals,Beijing100088,China) Abstract:The crystallographic texture of NdFeB alloys can be measured by X2Ray diffraction.Because of the complexities of the crystal structure in NdFeB alloys,complete quantitative texture analysis such as pole figure and ODF analysis is performed inf https://www.wendangku.net/doc/1218982357.html,ually the orientation degree is determined by using inverse pole figure. These methods give information regarding the crystallographic texture that is either qualitative or indicative of average behavior of the orientations of the gains in the aggregate.By using EBSD,the exact orientations can be measured f rom particular areas of the sample.The orientation can be related directly to the microstructure and deviations f rom average behavior can be highlighted.The analytical method is named as“Micro2texture”analysis, but above2mention pole figure and ODF analysis belong to“Macro2texture”analysis.The X2ray diff raction measurement of orientation degree in NdFeB permanent magnet has been presented in this paper.The analysis of magnetic alignment and crystallographic texture relationship s has an important application for the research and development in fabricated NdFeB magnet. K eyw ords:NdFeB permanent magnet;texture;orientation degree;X2ray diff raction 1 引言 NdFeB永磁材料是国民经济生产中一种不可缺少的重要基础材料之一。随着高技术尤其是电子信息产业和汽车工业的迅速发展,人们对永磁体的性能提出了越来越高的要求,也推动了在改善其性能方面的研究。以Nd2Fe14B为基的永磁体,铁磁相具有易磁化方向平行于单胞的C轴的四方结构, 收稿日期:2004208209 作者简介:王宁(19792)女,硕士,助理工程师。因此为获得最佳的磁性能,强的C轴纤维织构是需要的。理论上永磁体的剩磁由下式确定 B r=A f(1-β)DJ s(1)式中 A———正向畴的体积分数 f———取向度 β———非磁性相的体积分数 D———磁体的相对密度 J s———饱和磁极化强度 自NdFeB永磁体被发现以来,人们围绕如何获得高主相比例、高取向度和高致密度等进行了大量 ? 4 2 ?
关于氧化法检验钢的奥氏体晶粒度的试验
关于氧化法检验钢的奥氏体晶粒度的初步试验 中天特钢质管处 根据中天特钢公司产品开发计划，即将开发船用锚链钢和齿轮钢系列，这些合金钢钢材出厂后，用户一般均需进行锻造及热处理，因此对钢材的原始奥氏体晶粒度要求较严，钢材出厂时需提供奥氏体晶粒度的检测数据。为此质管处进行了检验钢中奥氏体晶粒度的检验。 一、检验方法介绍 钢的奥氏体晶粒度的检验方法很多，国家标准GB/T6394-2002《金属平均晶粒度测定方法》中规定可使用渗碳法、氧化法、网状铁素体法、直接淬硬法、网状渗碳体法等。根据钢种及质管处目前设备条件，我们选择了氧化法。 氧化法是检验钢中奥氏体晶粒度最常用的方法之一。自1938年美国冶金学家托宾(Tobin)和肯洋(KenYon)首先使用氧化法检验钢的奥氏体晶粒度以来，已有六十多年的历史。直到现在不少国家的工业标准中仍然把氧化法列为钢的奥氏体晶粒度的试验方法，氧化法适用于大部分钢种。一般采用气氛氧化法。试样在高温加热时，表层奥氏体晶界优先氧化，在晶界处形成氧化物网络，氧化法就是利用奥氏体晶界的氧化物网络来评定钢的奥氏体晶粒度的。 二、试验材料和方法 试验材料选用55钢、ML40Cr钢、20MnTiB钢等碳钢和合金钢，其原始组织均为退火状态。 试样的热处理工艺是按照GB/T6394-2002标准，检验面经磨制抛光后，将抛光面朝上置于空气加热炉中加热，55钢、ML40Cr钢(碳含量＞0.35％)加热温度为860±10℃，20MnTiB钢(碳含量≤0.35％)加热温度为900±10℃，保温1h；之后试样淬水冷却。 采用氧化法时，根据氧化情况，可将试样适当倾斜10°～15°进行研磨和抛光，使试样检验面部分区域保留氧化层，用15%盐酸酒精溶液浸蚀，以显示试样表层的奥氏体晶界。采用比较法对所有试样的奥氏体晶粒大小进行了评级。 三、试验结果 氧化法所得结果列于表1中。奥氏体晶粒度级别是在显微镜下选取具有代表性的典型视场用比较法进行评定的，见图1～图6所示。 四、试验结果 3种钢采用氧化法能较好地显示奥氏体晶粒，且晶界清晰，操作简单，易于掌握，能满足产品开发的检验要求。 下一步将对CM690锚链钢和20CrMnTi钢等钢种进行试验。
第十章 聚合物材料取向度
第十章聚合物材料取向度 §10.1 引言 聚合物材料在挤出、注射、压延、吹塑等加工过程中, 以及在温度场、压力场、电(磁)场等的作用下, 大分子链或链段, 微晶必然要表现出不同程度的取向. 聚合物材料取向后，在以共价键相连的分子链方向上，单位截面化学键数目明显增加, 抗拉强度大大加强; 在垂直分子链方向上，主要是分子链间较弱的V an der Waals 力作用，强度可能降低, 使材料具有各向异性. 在与外力作用方向相同的方向上，聚合物材料具有较大的破坏强度和较高的伸长率, 对材料的物理机械性能以及使用均有相当大影响，因此研究聚合物取向度及其过程是很有实际意义的. 本章着重阐述用 X 射线衍射方法测定结晶聚合物材料的取向. 取向是指样品在纺丝，拉伸，压延，注塑，挤出以及在电(磁)场等作用下分子链产生取向重排的现象. 在取向态下, 结晶聚合物材料分子链择优取向. 取向分为单轴取向 (如纤维) 和双轴取向 (如双向拉伸膜) (图10.1), 以及空间取向，即三维取向 (如厚压板). 本章只讨论用 X 射线法测定聚合物分子链的单轴和双轴取向. 对于分子链择优取向的表征, 一是要确定取向单元; 二是要选定参考方向. 纤维状单轴取向聚合物, 取向单元可取聚合物结晶主轴 (分子链轴) 或某个晶面法线方向; 参考方向取外力作用方向或称纤维轴方向. 双轴取向单元可取一个晶面；参考方向也可取晶体的某个晶轴或晶面. 按两相模型理论, 结晶聚合物包含有晶区与非晶区, 所以取向分为晶区取向、非晶区取向和全取向. 由于材料取向后，在平行于取向方向和垂直于取向方向上表现出不同的光学的、声学的以及光谱方面的性质，据此产生了不同测定取向方法. 即有：光学双折射法；声学法；红外二色性法； X 射线衍射法和偏光荧光法等. 光学双折射法和声学法是基于在平行和垂直取向方向的折光指数（光学双折射法）或声音传播速度（声学法）不同而建立的测定取向的方法. 这两种方法均可测定样品总的取向，即包括晶区取向和非晶区取向. 然而两者又有不同, 光学双折射法可较好测定链段取向；声学法则可较好反映分子链的取向. 红外二色性法是根据平行和垂直取向方向具有不同的偏振光吸收原理建立的方法, 它亦是测定晶区与非晶区两部分的总取向. 偏光荧光法仅反映非晶区的取向；X 射线衍射法则反映出晶区的取向. 图 1 0.1 单轴和双轴取向示意图 目前，单轴取向实验多采用纤维样品架. 当由WAXD 得到某样品（hkl）晶面衍射角度（2θ）位置后，保持此晶面所对应的衍射角度（2θ），然后将样品沿?角（纬度
摸索奥氏体晶粒度的显示方法
摸索奥氏体晶粒度的显示方法 从我厂产品技术条件中体现出的用户对钢材晶粒度的检验要求，以不止停留在对实际晶粒度的检验上了，随着用户要求的提高，对钢材奥氏体晶粒度的级别有所要求的用户越来越广泛。为满足用户要求，并对我厂钢材奥氏体晶粒大小有更为清晰的了解，我们有必要对奥氏体晶粒的显示方法做较为深入的摸索。为此我试验小组自去年年初便开始了对奥氏体晶粒显示方法的摸索与实践。 现有技术条件中对晶粒度级别有要求的分两类：实际晶粒度、奥氏体晶粒度。实际晶粒度的显示是试样在热轧态下直接腐蚀后显现的。而奥氏体晶粒的显示则必须是将试样重新加热完全奥氏体化后以一定的冷却方式冷却后获得的。 目前我们使用较多的显示奥氏体晶粒的方法有三种——渗碳法、氧化法、直接淬火法测奥氏体晶粒度。 渗碳法——碳含量≤0.25％的碳素钢和合金钢使用渗碳法显示奥氏体晶粒度。渗碳试样热处理在930±10℃保温6h，必须保证获得1mm以上的渗碳层，渗碳剂必须保证在规定的时间内产生过共析层。试样以缓慢的速度炉冷至下临界温度以下，足以在渗碳层的过共析区的奥氏体晶界上形成渗碳体网，试样冷却后切取新切面，经磨制和腐蚀，显示出过共析区奥氏体晶粒形貌。所有侵蚀剂为4％硝酸酒精溶液。 渗碳法多为仲裁用的较为大多用户所认可方法。此法尤其可显示钢材的本质晶粒度是粗晶粒钢还是细晶粒钢，例如Alsol的含量对钢材奥氏体晶粒长大的影响用此法便可得到清晰的体现,如图1渗碳法显示混晶图片。渗碳法热处理分为两个阶段，一般渗碳保温时间为6h，缓慢冷却时间为6～7h,则总需耗时13h~14h。此法试验时间长，加之本试验室热处理炉使用较为紧张，出现与拉力，端淬抢用炉子现象，此更加影响渗碳法报出晶粒度结果的时间，另外渗碳后试样过共析层浅，渗碳体网在100倍放大倍数下
金相实验报告——晶粒度测定
西安交通大学实验报告 课程：金相技术与材料组织显示分析实验日期：年月日专业班级：组别交报告日期：年月日姓名：学号报告退发：（订正、重做）同组者：教师审批签字： 实验名称：晶粒度样品的显示方法与晶粒度测定 实验目的： 1.学习奥氏体晶粒度的显示方法 2.熟悉奥氏体晶粒度的测定方法 实验设备：XJP—6A金相显微镜一台，T12钢试样，浸蚀剂 实验概述： 晶粒度是影响材料性能的重要指标，是评定材料内在质量的主要依据之一。对工程中的钢铁材料，在热处理加热和保温过程中获得奥氏体，其晶粒的大小影响着随后的冷却组织粗细。 1.起始晶粒度是指钢铁完成奥氏体化后的晶粒度。 2.实际晶粒度是指供应状态的材料和实际中使用零部件所具有某种热处理条件 下的奥氏体晶粒度。 3.本质晶粒度是指将钢加热到一定的温度下并保温足够的时间后具有的晶粒 度。 实验内容： 1.按实验指导书中表5-1中的配方配制好腐蚀剂。 2.把样品轻度抛光，冲洗后用苦味酸腐蚀30s左右，再用镊子取出样品冲洗。 3.上述第二步骤重复两到三次，再到金相显微镜下进行观察，拍照。 T12（780℃淬火）试样腐蚀后的组织示意图：
T12（780℃淬火）腐蚀剂：2%苦味酸 经比较法，样品的晶粒度级别为4级 简述晶粒度样品的制备方法： 1.配置腐蚀剂，即2%苦味酸和4%硝酸溶液。 2.将已制备好的金相样品进行细磨、抛光处理，使其观察表面光亮，无划 痕。 3.将抛光后的样品清洗后，观察面向上置在苦味酸中进行腐蚀。腐蚀时间 约为30s左右。 4.观察样品腐蚀情况，当表面局部颜色变黑时取出样品在清水中清洗干净。 5.重复上述抛光腐蚀操作两到三次，之后拿到金相显微镜下进行观察。 简述晶粒度的测定方法及在本次实验中的应用： 晶粒度的测定方法有比较法、截点法、面积法，最常用的是比较法。 比较法：比较法是通过与标准评级图对比来评定的级别，方法是将制备好的金相试样在100倍的显微镜下，全面观察，选择有代表性的视场与标准评级图比较，当他们之间的大小相同或接近时，即样品上的级别就是标准评级图的级别。具体算法如下： n = 2G-1 G=lgn/lg2+1 其中G为晶粒度级别指数；n为645.16mm2内所包含的晶粒数。 当要评定的晶粒度大小与标准评级图在100倍以下不一致时，可以选用合适的放大倍数进行评定，此时晶粒度指数为： 1.放大倍数大于100：G1=G+M1/100 2.放大倍数小于100：G1=G-100/M1 M1为实际所使用的其他放大倍数。 截距法：晶粒度级别按晶粒的平均截线长度来分，在放大100下，当晶粒的平均 截线长度为32毫米时，晶粒度G等于0。不同截线长度的晶粒度级别按下
测量同轴度误差的方法
测量同轴度误差的方法
一、同轴度 同轴度用于控制轴类零件的被测轴线对基准轴线的同轴度误差。 二、同轴度公差带 同轴度公差带是直径为公差值t，且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域。如下图所示。?d孔轴线必须位于直径为公差值0.1mm，且与基准轴线同轴的圆柱面内。 三、任务：测量联动轴零件的同轴度误差 任务分析：被测项目是被测要素为大圆柱面的轴线，基准要素为两端小圆柱面的公共轴线。
含义：大圆柱面的轴线必须位于直径为公差值Φt（Φ0.08mm）的圆柱面内，此圆柱面的轴线与公共基准轴线A‐B（即 两个小圆柱面的公共轴线）重合。 根据含义可知，我们选择测量方法有两种。 四、测量方法 方法一： 用两个相同的刃口状 V 形块支承基准部位，然后用打表法测量被测部位。 1、测量器具准备 百分表、表座、表架、刃口状 V 形块、平板、被测件、全棉布数块、防锈油等。 2、测量步骤 1）将准备好的刃口状 V 形块放置在平板上，并调整水平。 2）将被测零件基准轮廓要素的中截面（两端圆柱的中间位置）放置在两个等高的刃口状 V 形块上，基准轴线由 V 形块模拟，如图 3-77 所示。
3）安装好百分表、表座、表架，调节百分表，使测头与工件被测外表面接触，并有１～２圈的压缩量。 4）缓慢而均匀地转动工件一周，并观察百分表指针的波动，取最大读数Mmax 与最小读数 Mmin 的差值之半，作为该截面的同轴度误差。 5）转动被测零件，按上述方法测量四个不同截面（截面 A 、B、C、D），取各截面测得的最大读数 Mimax 与最小读数 Mimin 差值之半中的最大值（绝对值）作为该零件的同轴度误差。 6）完成检测报告，整理实验器具。 3、数据处理 1）先计算出单个测量截面上的同轴度误差值，即Δ＝（Mmax － Mmin ）/2。 2）取各截面上测得的同轴度误差值中的最大值，作为该零件的同轴度误差。 4、检测报告 按步骤完成测量并将被测件的相关信息及测量结果填入检测报告单中,并 检验零件的行为误差是否合格。 方法二： 直接利用数据采集仪连接百分表实现高效测量 1、测量仪器：偏摆仪、百分表、太友科技QSmart 数据采集仪。 2、测量原理：数据采集仪会从百分表中自动读取测量数据的最大值跟最小值， 然后由数据采集仪软件里的计算软件自动计算出所测产品的同轴度误差（Δ＝（Mmax － Mmin ）/2），最后数据采集仪会自动判断所测零件的同轴度误差是否在同轴度公差范围内，如果所测同轴度误差大于圆度公差值，采集仪会自动发出报警功能，提醒相关操作人员该产品不合格。 测量效果示意图：
取向度实验报告
取向度实验报告 篇一：高分子实验报告 高分子现代实验技术 专业：姓名：学号： 高分子现代实验技术实验报告 作者学号： 完成单位： 摘要：本次综合实验包括三部分：聚乙酸乙烯酯的合成、化学改性、结构表征 及性能测试。通过这一系列实验，对本学期现代高分子化学课上学习的知识进行巩固，从理论到实践，进一步掌握重点、难点，提高发现问题、分析问题、解决问题的能力。 关键词：溶液聚合、乳液聚合、醇解、缩甲醛、红外、核磁。 一、实验设计 1.1 聚醋酸乙烯酯的合成及改性 溶液聚合是单体溶于适当溶剂中进行的聚合反应。溶液聚合一般具有反应均匀、聚合热易散发、反应速度及温度易控制、分子量分布均匀等优点。 乳液聚合是以水为分散介质，单体在乳化剂的作用下分散，并使用水溶性的引发剂引发单体聚合的方法，所生成的
聚合物以微细的粒子状分散在水中呈白色乳液状。 分别采用溶液聚合和乳液聚合的方法合成聚醋酸乙烯酯，将所得产物进行不同程度的醇解并测定其醇解度，用工业的聚乙烯醇进行缩醛化反应并测定其缩醛度。 1.2 聚醋酸乙烯酯及乙烯醇的表征 （一）由于聚合物的相对分子质量远大于溶剂，因此将聚合物溶解于溶剂时，溶液的粘度（η）将大于纯溶剂的粘度（η0）。当温度和溶剂一定时，对于同种聚合物而言，其特性粘度就仅与其相对分子质量有关 （二）红外光谱是研究聚合物结构和性能关系的基本手段之一。广泛用于高聚物材料的定性定量分析，如分析聚合物的主链结构、取代基位置、双键位置以及顺反异构、测定聚合物的结晶度、计划度、取向度，研究聚合物的相转变，分析共聚物的组成和序列分布等。红外分析具有速度快、试样用量少并能分析各种状态的试样等特点。 （三）核磁共振是处于静磁场中的原子核在另一交变磁场作用下发生的物理现象。通常人们所说的核磁共振指的是利用核磁共振现象获取分子结构、人体内部结构信息的技术。在交变磁场作用下，自旋核会吸收特定频率的电磁波，从较低的能级跃迁到较高能级。这种过程就是核磁共振。
钢的奥氏体晶粒大小的测定
实验二、钢的奥氏体晶粒大小的测定（3学时） 一、实验目的： 1、熟悉钢的奥氏体晶粒的显示方法，各种的优缺点和适用方法。 2、掌握奥氏体晶粒大小的测定方法及评级标准。 二、实验原理： 1、根据钢的奥氏体形成过程和晶粒长大情况，奥氏体晶粒度可分为： 起始晶粒度—珠光体刚刚全部转变为奥氏体时的奥氏晶粒的大小。 实际晶粒度—钢在具体的热处理或热加工条件下所获得的奥氏体晶粒的大小。 本质晶粒度—钢在标准加热条件下所获得的奥氏体晶粒的大小，它表征奥氏体晶粒长大的倾向。 钢的珠光体，贝氏体和马氏体等组织都是由奥氏体转变过来的，奥氏体晶粒的大小直接影响了转变产物的组织及性能，因此冶金部规定了用标准工艺的实验方法来测定奥氏体晶粒度。根据部颁标准规定，测量奥氏体本质晶粒度必须把试样加热到930℃上下10℃，保温3小时或8小时，以适当的冷却方式冷却后，在室温显示或测量奥氏体晶粒度。通常只测量奥氏体本质晶粒度和实际晶粒度。 钢的奥氏体晶粒度大小的测定包括二个步骤；1、奥氏体晶粒的显示，2、奥氏体晶粒尺寸的的测定和评级。 三、实验方法： （一）、奥氏体晶粒的显示方法： 绝大多数的钢的奥氏体只是在高温下才是稳定的相，冷却时将转变为其它类型的组织或部分残留下来。因此测定奥氏体晶粒首先要设法将高温下的奥氏体晶界轮廓痕迹在室温下显示出来常用的显示奥氏体晶粒的方法已有规定按原理可归纳为三类： 1、渗入外来元素的方法： 钢在奥氏体状态时，用碳氧和其它元素渗入钢中利用晶界比晶粒内有较大的化学活泼性的特点，在晶界上优先形成渗碳体或氧化亚铁等组成物，利用这些组成物的网络以显示出高温状态下奥氏体晶粒的轮廓。这类方法采用的有渗碳法和氧化法。。并被广泛应用，但由于外来元素的渗入，改变了钢的成分，或由于氧化物在晶界的形成，影响了奥氏体晶粒的长大速度，因而影响了测定的准确性。 （1）、渗碳法： 试样在60%木炭+40%BaCO3或70%木炭+30% BaCO3的渗剂中进行固体渗碳，渗碳温度930℃上下10℃保温5—8小时（渗碳层深度不小于1 MM，表面碳浓度达到过共析为宜）。渗碳后炉冷，冷却速度碳素钢为100℃∕小时：合金钢为50∕小时。但温度低于600℃时，冷却速度可以不受限制。 渗碳后的缓冷过程中，在过共析层里，渗碳体优沿奥氏体晶界析出，试样磨制后，在显微镜下可观察到渗碳体网络，根据渗碳体网络即可评定奥氏体晶粒大小。 显示渗碳体试样显微组织的浸蚀剂可用下列任意一种： a、4%硝酸酒精溶液（或5%苦味酸酒精溶液），网状渗碳体呈白色。 B、碱性苦味酸钠溶液（苦味酸2克、氢氧化钠20克、水100ml）浸蚀时间 10—20分钟。网络状渗碳体呈黑紫色。 这方法多用于渗碳钢，对含炭化物形成元素过多的钢种，不能形成炭化物网络，固不宜采用。 （2）、氧化法： 试样先用细砂纸磨光，然后放入氧化气氛炉中加热到930℃，保温3小时后在水（油）
JIS G0551-1998 钢的奥氏体晶粒度测定法(中文)
日本工业标准 日本标准协会翻译出版JIS G0551:1998 钢的奥氏体晶粒度测定法 ICS 77.040.99;77.080.20 关键词：奥氏体钢，钢，黑色金属，含铁合金，晶粒尺寸 参考编号：JIS G 0551:1998（E）
G 0551:1998 前言 本译文基于最初由国际贸易和工业大臣修订日本工业标准，并且日本工业标准委员会经过考虑认为符合工业标准化法。因而JIS G 0551:1998代替JIS G 0551:1977。 制定日期：1956-01-19 修订日期：1998-02-20 官方发布日期：1998-02-20 调查：日本工业标准委员会铁及钢分委会 JIS G 0551:1998，1998年6月英文第一版本出版 翻译和出版：日本标准协会 4-1-24,Akasaka,Minato-ku,Tokyo,107-8440 JAPAN 如对内容发生任何疑问，JIS原著有决定权
日本工业标准 JIS G0551：1998 钢的奥氏体晶粒度测定法 前言：自1956年建立本标准以来，至今仅1977 年作了部分修改，考虑到这二十年来最新标准的修改及技术进步。为了与国际标准ISO643：1983，“钢—铁素体及奥氏体晶粒度显微测定法”一致作了这次修改。 修改要点如下： a) 所用的符号及定则与国际标准一致，同时建立“试验报告”新条款。 b) 饱和苦味酸水溶液刻蚀Bechet-Beaujard法和控氧化的Rohn法作为试验方法添加在附录里。同时利用截距表征的计算法作为测定方法也添加在附录里。 1 范围 本日本工业标准规定了测量钢的奥氏体晶粒度（此后所提及的“晶粒度”）试验方法。 注：相应的国际标准如下：ISO643 钢—铁素体及奥氏体晶粒度显微测定法。 2 建立标准的参考 通过本标准的参考，下述标准所保留的条文构成了标准条文。下述所指的标准最新版本（包括修改版本）将被使用。 JIS G0561 钢的硬化试验方法（末端淬透性法） 3 定义 对本标准使用下述定义。 a) 晶粒度（grain size）。:这个术语是指当钢被加热到相变温度（AC3、AC1、ACcm）以上或为了退火、正火、淬火、渗碳等热处理而加热到固溶温度，并保温所形成的奥氏体晶粒，并以晶粒度级别表示的大小尺寸。 b) 晶粒度级别（grain size number）。晶粒度级别是指用规定的方法测量并按表1分级表示的晶粒度的分级数。 c) 渗碳晶粒度（carburized grain size）。渗碳晶粒度是指钢经规定渗碳处理时的晶粒度。 d) 热处理晶粒度（heat-treated grain size）。热处理晶粒度是指钢经规定奥氏体化处理或固溶处理时晶粒度。 e) 细晶钢和粗晶钢（fine grain steel and coarse grain steel）。晶粒度级别等于及大于5 级的钢应视为细晶钢，晶粒度级别小于5级的钢应视为粗晶钢。除另有规定外，
表面粗糙度测量系统
. 精密仪器专业课程设计说明书 姓名： 学号：U200910840 班级：测控0903班 指导老师： 2013年3月22日
目录 一、需求分析 (2) 1、设计题目 (2) 2、粗糙度定义 (2) 3、系统性能要求 (2) 二、设计方案及原理 (4) 1、系统原理 (4) 2、系统分析 (5) 3、系统说明 (5) 三、传感器选型 (6) 四、系统工作台设计 (7) 1、导轨及支承结构选型 (7) 2、传动机构选型 (9) 3、电机选型 (11) 4、光栅尺选型 (13) 5、限位开关选型 (14) 6、工作台精度分析 (15)
五、信号处理电路设计 (17) 1、正弦波发生 器 (17) 2、信号跟随及反相电 路 (19) 3、比较器电路 (19) 4、信号输入及带通滤波电路 (20) 5、相敏检波电路 (21) 6、低通滤波电路 (22) 7、工频陷波电路 (22) 六、设计不足及可扩展之处 (24) 七、总结 (26) 附录参考文献 (27) 一、需求分析 1、设计题目 二维表面粗糙度自动测量系统 2、粗糙度定义
表面粗糙度是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性，一般是由所采用的加工方法或其它外部因素造成，它是评定机械零件表面质量的重要指标之一。根据定义，非切削加方法所获得的表面微观几何形状特性属于表面粗糙度的范畴，但是，零件表面的物理特性(如表面应力、硬度、光亮程度、颜色及斑纹等)和表面缺陷(如硬伤、划伤、裂纹、毛刺、砂眼及鼓包等)则不属于表面粗糙度的范畴。零件表面粗糙度的形成，首先要受加工方法的影响。这是因为零件表面的粗糙度，主要来自金属被加工时切削工具的切削刀刃在其上留下的切削痕迹。不同的加工方法、机床的精度、振动及调整状况、工件的装夹、塑性变形和刀具与工件之间的摩擦、操作技术以及加工环境的温度、振动等主要因素，都会不同程度地直接影响零件加工表面的粗糙度。 综上所述，切削加工方法不同，所得的零件加工表面粗糙度也不同。由于表面粗糙度是在切削加工过程中上述诸种因素共同作用的结果，而且这些因素的作用过程是极其复杂和不断变化的，因此，即使采用一种加工方法，在同样的切削条件下，加工出同一批零件，甚至同一零件的同一表面上的不同部位，所得的表面粗糙度也不尽相同。 3、系统性能要求 1>工作台运行范围25mm； 2>运行速度：最大达1mm/s； 3>工作台定位分辨率<0.002mm； 4>垂直分辨率：+-0.01um；
同轴度测量方法
同轴度测量方法 方法一： 用两个相同的刃口状V 形块支承基准部位，然后用打表法测量被测部位。 1、测量器具准备 百分表、表座、表架、刃口状V 形块、平板、被测件、全棉布数块、防锈油等。 2、测量步骤 1）将准备好的刃口状V 形块放置在平板上，并调整水平。 2）将被测零件基准轮廓要素的中截面（两端圆柱的中间位置）放置在两个等高的刃口状V 形块上，基准轴线由V 形块模拟，如下图所示。 同轴度测量方法示意图 3）安装好百分表、表座、表架，调节百分表，使测头与工件被测外表面接触，并有1～2圈的压缩量。 4）缓慢而均匀地转动工件一周，并观察百分表指针的波动，取最大读数Mmax与最小读数Mmin的差值之半，作为该截面的同轴度误差。 5）转动被测零件，按上述方法测量四个不同截面（截面A 、B、C、D），取各截面测得的最大读数Mimax与最小读数Mimin差值之半中的最大值（绝对值）作为该零件的同轴度误差。 6）完成检测报告，整理实验器具。 3、数据处理 1）先计算出单个测量截面上的同轴度误差值，即Δ = （Mmax－Mmin）/2。 2）取各截面上测得的同轴度误差值中的最大值，作为该零件的同轴度误差。 4、检测报告 按步骤完成测量并将被测件的相关信息及测量结果填入检测报告单中,并 检验零件的行为误差是否合格。 方法二：利用数据采集仪连接百分表测量法[1] 1、测量仪器：偏摆仪、百分表、数据采集仪 2、测量原理：数据采集仪会从百分表中自动读取测量数据的最大值跟最小值，然后由数据采集仪软件里的计算软件自动计算出所测产品的圆度误差，最后数据采集仪会自动判断所测零件的同轴度误差是否在同轴度范围内，如果所测同轴度误差大于同轴度公差值，采集仪会自动发出报警功能，提醒相关操作人员该产品不合格。测量效果示意图：
实验一 钢中奥氏体晶粒的显示和晶粒度测定(1)
实验一钢中奥氏体晶粒的显示和晶粒度测定 一、实验目的及意义 1、了解加热温度对钢的奥氏体晶粒大小的影响； 2、了解并掌握钢中奥氏体晶粒度的测定方法，凭借金相显微镜的实际观察与标准晶粒度级别图进行评定。 二、概述 钢的热处理包括加热、保温和冷却。其中加热和保温是为了使钢的组织转变为奥氏体。奥氏体的晶粒大小对钢冷却后的性能有很大的影响。因此，确定合适的钢的加热工艺，严格控制奥氏体晶粒大小对钢的质量有着积极的作用。 奥氏体晶粒度有三种概念：起始晶粒度，本质晶粒度，实际晶粒度。起始晶粒度指奥氏体形成过程结束，奥氏体晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小；本质晶粒度指奥氏体晶粒长大的倾向；实际晶粒度指实际加热条件下所获得的奥氏体晶粒大小，它直接影响钢在热处理以后的性能。 三、奥氏体晶粒的显示方法与奥氏体晶粒度的测定 1、奥氏体晶粒的显示 测定奥氏体实际晶粒度的方法，就是将钢加热到一定温度，保持一定的时间后，用各种方法保持奥氏体晶粒间界，并在室温下显示出来。 常用的显示奥氏体晶粒的方法有： 1）渗碳法：低碳钢。加热到930℃，渗碳8h，使渗碳层达到1mm以上，渗碳层含碳达过共析钢成分，然后缓慢冷却，在过共析区渗碳体沿奥氏体晶界析出形成网状，以此显示奥氏体晶粒大小。 2）网状铁素体法：0.5-0.6%亚共析钢。加热到指定温度，保温，选择适当的冷却方法，当冷却经过临界温度Ar3-Ar1时，先共析铁素体首先沿奥氏体晶界析出，形成网状分布，就借铁素体网所分割的范围大小来确定奥氏体晶粒大小。 3）网状珠光体法：适用于淬透性不大的碳钢和低合金钢。加热到指定温度，保温，一端淬入水中冷却，另一端空冷，在过渡带可看到屈氏体沿原奥氏体晶界析出，侵蚀后，屈氏体黑色网状，包围着马氏体组织，借此可显示奥氏体晶粒大小。 4）加热缓冷法：过共析钢。加热到指定温度，保温，冷却到600-690℃，使碳化物沿奥氏体晶界析出。（本室常用） 5）氧化法。用于任何钢的奥氏体晶粒的测定。试验时先将试样磨光，抛光，然后在空气介质炉中加热保温，出炉淬入水中。由于晶界化学活性大，加热保温时形成较深的氧化层。用细砂纸磨去表面的氧化膜，而保留晶粒边界的氧化膜，借此可显示体晶粒大小。 用这些方法测定钢的本质晶粒度时，加热规范为930±10℃保温3-8h。 在实际生产中，需分析零件早期损坏原因而测定奥氏体实际晶粒度时，不能用上述方法来显示奥氏体晶粒，而采用特殊腐蚀剂浸蚀金相样品。 常用的腐蚀剂有： 1）饱和苦味酸水溶液。 2）10%苦味酸水溶液中加入1-2mm的盐酸。 2、奥氏体晶粒度的测定 奥氏体晶粒度的测定有两种方法，比较法和弦计算法。 1）比较法：即将制好的金相样品置于100×的显微镜下观察，与晶粒度标准图谱进行比较，以确定试样的奥氏体晶粒级别，按晶粒大小分为8级：1级最粗，8级最细。 2）弦计算法：当准确度要求较高或晶粒为椭圆时采用。用已知长度的线段切割晶粒，用相截的晶粒总数除以选用的直线总长，得出弦的平均长度，以弦的长度根据附表数据确定晶粒度等级。