[发明专利]精确测定材料中偏聚第二相分布均匀性的方法

权利要求书

1.精确测定材料中偏聚第二相分布均匀性的方法；其特征在于：将第二相抽象成质量集中于中心的质点；然后借助于数学方法定量的将第二相在基体中的均匀性程度具体化，数值化；然后将数学方法编写成程序，使用者只需要在终端输入坐标数据，直接可以得到均匀性结果；最终使用者将所得结果汇总一起，整理成图表；

所述精确测定材料中偏聚第二相分布均匀性的方法的要求是：首先采集视场中所有基体第二相的中心坐标，然后根据坐标信息计算得到第二相在基体中的均匀性结果；

所述精确测定材料中偏聚第二相分布均匀性的方法中，统计指标是测量在二维视场内每一个第二相质点与其最邻近、次最邻近或其他要求第二相质点的间距和每一个第二相质点与其最邻近、次最邻近或其他要求第二相质点的斜率，然后综合分析；具体要求依次如下：

首先，制备金相样品和金相观察；

然后，利用金相分析软件或图像分析软件得到视场内每个第二相质点中心坐标(X_iY_i)，并将每一个坐标值保存在文本文件中；

最后，根据视场内每个第二相质点中心坐标(X_i Y_i)，利用测定第二相分布均匀性的软件，只需将上述文本文件中的内容复制到要求的文本文件中，运行程序即计算得到这个视场内所有第二相质点在二维平面内的平均最近、次最近或其他要求的间距和对应标准偏差σ_t，同时给出每一个第二相质点与其最邻近、次最邻近第二相质点的斜率y’，并将斜率转换成与x轴正方向的夹角θ；

通过整合所有视场下的数据，制作和σ_t随样品位置的图表，反映第二相在整个二维空间分布的均匀性；制作不同夹角θ区间的质点数目/百分含量随夹角θ的变化曲线，以直观的反映第二相是否存在有偏聚现象。

2.按照权利要求1所述精确测定材料中偏聚第二相分布均匀性的方法，其特征在于：制备金相样品和金相观察的要求如下：

1)试样选取：为使测量数据能够真实的反映客观真值，同一材料在其真正具有代表性的位置选择3-5个平行试样，其中包括样品的端头处、中心处和1/2处；根据合金组织的均匀性增加试样的数目或对不均匀部位作特殊的统计和计算；对组织具有方向性的材料，选择垂直和平行于有向组织方向平面作为金相试样的磨面；

2)试样磨抛：对试样线切割后，表面依次用150#，320#，800#，2000#金相砂纸磨光，然后用粒度为50μm的二氧化硅抛光液抛光；

3)试样腐蚀：腐蚀方法具体为以下几种之一或其组合：化学腐蚀法、电化学腐蚀法、染色法；为了提高测量数据的准确性，在金相腐蚀时，不仅要显示合金中各组织的细节和特征，还要各组织显示的衬度分明，轮廓线清晰均匀，整个试样的平整度、洁净度、均匀性都要好；

4)试样保存：金相腐蚀完成后，依次用去离子水和无水乙醇将样品表面冲洗干净，凉风吹干，然后密封保存；防止金相表面氧化或被污染，并用金相显微镜观察；

5)金相观察：对于同一个金相试样，选取试样边缘位置、中心位置；并且测量视场应具有随机性和统计性，选择放大倍数以保证视场中包含多于100个第二相粒子；另外，为了提高两相之间的衬度差别，具体的金相观察方法为：明场照明、斜照明、暗场照明、偏振光、干涉技术、荧光显微技术、紫外线显微技术。

3.按照权利要求1或2所述精确测定材料中偏聚第二相分布均匀性的方法，其特征在于：所述精确测定材料中偏聚第二相分布均匀性的方法中，第二相均匀性测定满足下述要求：

1)将金相照片转换成灰度级，调整第二相和基体之间衬度差，使得第二相的轮廓线明显，衬度分明；

2)利用金相分析软件或常用图像分析软件得到视场内每个第二相质点几何中心坐标(X_i Y_i)，并将每一个坐标值保存到文本文件中；

3)将上述文本文件复制到要求文件中，即可得到这个视场内所有第二相质点的平均最近、次最近或其他要求的间距和对应标准偏差σ_t；

4)计算每个视场下最邻近、次邻近或其他要求的两质点的斜率，并将斜率转换成与x轴正方向的夹角θ；

5)结合其他视场得到的数据，把所有的间距和标准偏差σ_t数据作成一个二维折线图，其中标准偏差的数值可以反映第二相在基体中局部分布的均匀性，平均间距随视场选取位置的变化可以反映第二相在整个材料中分布的均匀性；

针对具有偏聚分布的第二相在第二相基体中分布均匀性问题，在由和σ_t二维折线图的基础上，制作不同夹角θ区间的质点数目/百分含量随夹角θ的变化曲线，两组数据相互结合，能够表征具有偏聚现象的第二相；

对于不同夹角θ区间的质点数目/比例随夹角θ的变化曲线，如果第二相在材料基体中随机分布，则曲线近似为水平线，表明第二相分布在不同方向分布均匀；如果第二相在材料基体中偏聚分布，则曲线出现若干个极大值，表明第二相在极值位置方向具有偏聚现象，并且偏聚程度通过曲线极值的大小、数目来表征；

所述精确测定材料中偏聚第二相分布均匀性的方法中用到的数学方法如下：

第二相质点间距t的公式：

平均最近邻第二相质点间距的公式：

最近邻第二相质点间距的标准偏差σ_t的公式：

最近邻第二相质点间距的斜率y’：

过最近邻两第二相质点的直线与水平线之间的夹角θ：θ＝arctany,

其中(x₁,y₁)和(x₂,y₂)分别是第二相质点1和2的位置坐标；t₁:视场内和第二相质点1最近邻的质点间距，t₂、t₃、…t_N如t₁；N:一共有N个第二相质点。