МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЕ Диаграмма равновесия определяет только составы, кристаллические структуры и объемные доли двух или более фаз, находящихся во взаимном равновесии. Форма, размеры и взаимное расположение областей, занятых разными фазами, не определяются уравнением Гиббса или диаграммой равновесия, связанной с этим уравнением. Исследование указанных переменных относится к исследованию микроструктур, которое представляет собой одну из четырех основных задач физического металловедения. Этими задачами являются: 1) исследование равновесия между фазами как функции состава и температуры, 2) исследование геометрии и преобразования микроструктур, 3) соотнесение полезных свойств, в частности механических, с присутствующими в сплаве фазами и их микроструктурным порядком и 4) скорость изменения микроструктуры и составляющих ее фаз в зависимости от температуры сплава и механизм этого изменения.
Количественное исследование микроструктур требует измерения переменных величин, таких, как средний диаметр диспергированной фазы (например, иглы в эвтектике на рис. 9), отклонение фазы от сферической симметрии, среднее расстояние между элементами диспергированной фазы, объемные доли двух фаз, а также средняя длина свободного пробега - среднее расстояние, которое точка, движущаяся по прямой линии, проходит между последовательными встречами с диспергированной фазой. Все такие измерения должны быть подвергнуты статистической обработке, и должны быть определены среднее значение и дисперсия. Наука, занимающаяся извлечением этой информации из статистической выборки измерений на двумерных шлифах, называется количественной металлографией, или стереологией. Для формирования статистической совокупности измерений и получения численных результатов из исходных данных используются анализаторы изображений, оснащенные компьютерами. Поэтому анализатор изображения может быстро определить распределение средних диаметров кристаллических зерен, показанных на рис. 1, или средний интервал между пластинами цементита и их среднюю толщину в структуре перлита на рис. 7,а.