1、金相组织标准图谱-金属平均晶粒度测定图谱GB-6394-2002
无孪晶晶粒评级图
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。
A S T M平均晶粒度标准测 试方法 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
名称：E112-96（2004年重新核准） ——平均晶粒度标准测试方法1 这一标准是根据E112条款颁布的；E112之后紧跟的数字表示最初编辑的年份，或者表示最后修改的年份（如果有修改），括号内数字（如果有的话）则表示最终批准的年份，上标ε1表示从最后修改或批准之日起的一次编辑更换。 该标准被国防部各相关部门认可使用。 简介 这些金属平均晶粒度测试方法根本上是测量过程。因为这一过程完全是独立于金属及其合金材料的几何学问题。实际上，这些基本方法也应用于评估非金属的平均晶粒、晶体及晶胞尺寸。如果材料组织结构接近于标准对比图谱中的某一个图的话，可以采用对比法。截距法和求积法也经常应用于确定平均晶粒度。然而，对比法不能应用于单个晶粒的测量。 1 范围 本标准规定了金属组织的平均晶粒度表示及评定方法。这些方法也适用晶粒形状与标准系列评级图相似的非金属材料。这些方法主要适用于单相晶粒组织，但经具体规定后也适用于多相或多组元和试样中特定类型的晶粒平均尺寸的测量 本标准使用晶粒面积、晶粒直径、截线长度的单峰分布来测定试样的平均晶粒度。这些分布近似正态分布。本标准的测定方法不适用于双峰分布的晶粒度。双峰分布的晶粒度参见标准E1181。测定分布在细小晶粒基体上个别非常粗大的晶粒的方法参见E930。 本标准的测量方法仅适用平面晶粒度的测量，也就是试样截面显示出的二维晶度，不适用于试样三维晶粒，即立体晶粒尺寸的测量。 试验可采用与一系列标准晶粒度图谱进行对比的方法或者在简单模板上进行计数的方法。利用半自动计数仪或者自动分析晶粒尺寸的软件的方法参见 E1382。
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。
福建省特种设备检验研究院金相分析系统采购计划表
21.图文并茂报告系统：支持个性化分析报告模板设计，自动生成图文并茂的定性分析报告和定量评级检验报告。 22.智能辅助工具：魔杖工具可以自动识别颗粒、颜色吸管自动识别颜色；高级组织相分割、高级形态学处理。 23.图像数据显现与高级影像测量： A.灰度强度曲线工具：输出灰度强度曲线图表，输出灰度强度数据到Excel。 B.位图分析工具：以表格方式显示图像各颜色分量强度数据。 C.支持实时动态测量；支持OneToOne/AllInOne模式多图像测量。 D.支持多种高级影像测量工具。自动计算已测量参数的标准统计数据：支持测量数据单独输出到Excel；支持图文并茂Excel通用报告输出，同时输出报告抬头信息、测量结果和综合信息合并照片。 E.采用智能化选择性数据输出技术，可由用户自由设定输出位置，实现“待测工件→测量参数→专用报告→品管统计”数据流自动化，实现丰富多样的报告样式。 24.正版授权软件，终身服务，每年定期巡检服务。 三、定性定量分析功能要求 1、含七类金相定量方法：层深长度测量、相含量测量、晶粒度评级、铸铁分析、夹杂物评级、有色金属、颗粒形态分析。包含如下专用测量评级分析软件包： 层深长度测量软件包 面积含量软件包 晶粒度评级软件包 铸铁类评级软件包 夹杂物评级软件包 颗粒形态分析统计软件包 有色金属评级软件包 评级图谱比照分析软件包 图谱光学尺软件包 轴承钢评级分析软件包 2、满足如下标准分析功能 钢的脱碳层深度测定法GB/T 224-2008 金属平均晶粒度测定方法GB/T 6394-2017 钢材断口检验法GB/T 1814-1979 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法 GB/T 10561-2005 碳素轴承钢GB/T
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
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
名称：E112-96（2004年重新核准） ——平均晶粒度标准测试方法1 这一标准是根据E112条款颁布的；E112之后紧跟的数字表示最初编辑的年份，或者表示最后修改的年份（如果有修改），括号内数字（如果有的话）则表示最终批准的年份，上标ε1表示从最后修改或批准之日起的一次编辑更换。 该标准被国防部各相关部门认可使用。 简介 这些金属平均晶粒度测试方法根本上是测量过程。因为这一过程完全是独立于金属及其合金材料的几何学问题。实际上，这些基本方法也应用于评估非金属的平均晶粒、晶体及晶胞尺寸。如果材料组织结构接近于标准对比图谱中的某一个图的话，可以采用对比法。截距法和求积法也经常应用于确定平均晶粒度。然而，对比法不能应用于单个晶粒的测量。 1 范围 1.1 本标准规定了金属组织的平均晶粒度表示及评定方法。这些方法也适用晶粒形状与标准系列评级图相似的非金属材料。这些方法主要适用于单相晶粒组织，但经具体规定后也适用于多相或多组元和试样中特定类型的晶粒平均尺寸的测量 1.2 本标准使用晶粒面积、晶粒直径、截线长度的单峰分布来测定试样的平均晶粒度。这些分布近似正态分布。本标准的测定方法不适用于双峰分布的晶粒度。双峰分布的晶粒度参见标准E1181。测定分布在细小晶粒基体上个别非常粗大的晶粒的方法参见E930。 1.3本标准的测量方法仅适用平面晶粒度的测量，也就是试样截面显示出的二维晶度，不适用于试样三维晶粒，即立体晶粒尺寸的测量。 1.4 试验可采用与一系列标准晶粒度图谱进行对比的方法或者在简单模板上进行计数的方法。利用半自动计数仪或者自动分析晶粒尺寸的软件的方法参见E1382。 1.5本标准仅作为推荐性试验方法，它不能确定受检材料是否接收或适合使用的范围。 1.6 测量数值应用SI单位表示。等同的英寸－英镑数值，如需标出，应在括号中列出近似值. 1.7 本标准没有列出所有的安全事项。本标准的使用者应建立适合的安全健康的操作规范和使用局限性。 1.8 章节的顺序如下：
《钢材质量检验》单元教学设计一、教案头
二、教学过程设计
三、讲义 1.金属的硬度试验 晶粒度检验 晶粒度是晶粒大小的量度，它是金属材料的重要显微组织参量。钢中晶粒度的检验，是借助金相显微镜来测定钢中的实际晶粒度和奥氏晶粒度。 实际晶粒度，就是从出厂钢材上截取试样所测得的晶粒大小。而奥氏晶粒度则是将钢加热到一定温度并保温足够时间后，钢中奥氏晶粒度大小。下面介绍奥氏晶粒度的显示和晶粒度的测定方法。 晶粒度的测定 在国家标准GB6394-86中规定测量晶粒度的方法有比较法、面积法和截点法等，生产检验中常用比较法。 1.比较法 比较法是在100倍显微镜下与标准评级图对比来评定晶粒度的。标准图是按单位面积内的平均晶粒数来分级的，晶粒度级别指数G和平均晶粒数N的关系为式中 N=2G+3 N-放大100倍时每1mm2面积内的晶粒数，晶粒越细，N越大，则G越大。 在GB6394-86中备有四个系列的标准评级图，包括I无孪晶晶粒，II有孪晶晶粒，III 有孪晶晶粒（深反差腐蚀），IV钢中奥氏体晶粒。图4-10是系列I的标准评级图。实际评定时应选用与被测晶粒形貌相似的标准评级图，否则将应引入视觉误差。当晶粒尺寸过细或过粗，在100倍下超过了标准评级图片所包括的范围，可改用在其他放大倍数下参照同样标准评定，再利用表查出材料的实际晶粒度。 评级时，一般在放大100倍数的显微镜下，在每个试样检验面上选择三个或三个以上具有代表性的视场，对照标准评级图进行评定。 若具有代表性的视场中，晶粒大小均匀，则用一个级别来表示该种晶粒。若试样中发现明显的晶粒不均匀现象，则应当计算不同级别晶粒在视场中各占面积的百分比，若占优势的晶粒不低于视场面积的90%时。则只记录一种晶粒的级别指数，否则应当同时记录两种晶粒度及它们所占的面积，如6级70%-4级30%。 比较法简单直观，适用于评定等轴晶粒的完全再结晶或铸态的材料。比较法精度较低，为了提高精度可把标准评级图画在透明纸上，再覆在毛玻璃上与实际组织进行比较。 四、训练任务
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）
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，
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。
实验一 金属平均晶粒度的测定 一、实验目的及要求 1．掌握常见钢铁及有色金属材料的晶粒度显示方法。 2．掌握常见钢铁及有色金属材料的晶粒度测定方法。 二、实验原理 （一）试样的制备 测定晶粒度的试样应在原材料（交货状态）截取，数量及取样部位按标准技术条件规定尺寸： 圆形：Φ10～12㎜ 方形：10×10㎜ 注意：试样不允许重复热处理。 渗碳处理的钢材试样应去除脱碳层和氧化皮。 （二）晶粒度显示方法（铁素体钢奥氏体晶粒度的显示） 1.渗碳法：930±10℃，保温6h ，渗层1㎜以上。制样，浸蚀，以网状Fe 3C Ⅱ显示A 晶粒度。 2.网状F 法：适用于含碳量0.25～0.60%的碳钢和0.25～0.50%的合金钢，进行正火处理后，以F 网显示A 。 3.氧化法: 适用于含碳量0.35～0.60%的碳钢和合金钢，抛光后磨面向上，在860±10℃加热1h ，淬水，精抛，用15%盐酸酒精浸蚀，以晶界氧化为准。 4.直接淬火法：碳含量小于或等于0.35%的试样，900±10℃加热1h ；碳含量大于0.35%的试样，860±10℃加热1h ，水冷550℃回火1h ，磨制后用苦味酸水溶液加少量环氧乙烷聚合物显示A 晶粒度。 5.网状渗碳体法：过共析钢在820±10℃加热保温0.5h 缓冷，以Fe 3C Ⅱ显示A 晶粒度。 6.网状T 法：不易显示的T8钢，不完全淬火。 A 钢晶粒度显示（指不锈钢、耐热钢）： ①20ml 盐酸+20ml 水+5g 硫酸铜或王水 ②电解腐蚀：10%的草酸水溶液电解，阴极不锈钢，阳极接试样，电压2V ，时间1～2min 。 （三）A 晶粒度的测定方法 奥氏体晶粒度的显示方法有多种。仅介绍三种。 1.比较法：适合等轴晶粒。 ①放大100×； ②视场直径0.8㎜； ③选择3～5个有代表的视场； ④90%的晶粒和标准图相似； ⑤若发现视场中晶粒不均匀时，应全面观察，属于个别现象不予计算，如较为普遍，则分别评定，如6级70%～4级30%。 ⑥评定时若出现晶粒大于1级，小于8级时，可不在100×下进行，可增大或缩小放大倍数再换算成100×，如： 放大50×，晶粒度为2级， 2 - 50 100 = 0级， 则在100×下为0级。 放大400×，晶粒度为5级，
标准号：美国国家标准 测定平均晶粒度的标准试验方法1 本标准用固定的标准号E112发布。紧跟在标准号后面的数字表示最初采用的年份，或者在修订时为最后修订的 年份。括号中的数字表示最后一次重新审定的年份。上标表示自最后一次修订或重新审定以来的编辑修改。 本标准已被批准供国防部的机构使用。 注—方程A1.4、A1.5和A1.6于2000年4月作了编辑修改。 注— 2003年2月对附件给予了新的编号。 前言 这些测定金属材料中平均晶粒度的试验方法主要是测量程序，由于它们纯粹以晶粒几何图形为基础， 因此与涉及的金属或合金无关。实际上，基本程序也可用于评估非金属材料中的晶粒、晶体或晶胞 的平均尺寸。如果材料的组织形貌接近某一标准评级图，可使用比较法。截点法和面积法始终适用 于测定平均晶粒度。但比较法不能用于测量单个晶体。 1. 范围 1.1本试验方法涉及平均晶粒度的测量，包括比较法、面积 法（或Jeffrics法）和截点法。本试验方法也可应用于组织 形貌与评级图中所示金属组织的形貌相似的非金属材料。本 试验方法主要适用于单相晶粒组织，但也可应用于多相或多 组元的试样中特定类型晶粒组织的平均尺寸的测定。 1.2本试验方法使用晶粒面积、晶粒直径、或截线长度的单 峰分布来测定试样的平均晶粒度。这些分布近似正态分布。 本试验方法不涉及表征这些分布的性质的方法。试样中双峰 分布的晶粒度的表征在试验方法E1181中叙述。细晶粒基 体中单个非常粗晶粒的测量在试验方法E930中叙述。 1.3本试验方法仅适用于平面晶粒度的测量，也就是试样截 面显示出的二维晶粒。立体晶粒尺寸的测量，即试样体积中 三维晶粒尺寸的测量不在本试验方法的范围以内。 ________ 1本试验方法受ASTM关于金相学的E04委员会管辖，并由关于 晶粒度的E04.08分委员会直接负责。 现行版本于1996年5月10日审定，1996年7月发布。最初发 布号为E112-55T，前一个版本为E112-95。 1.4本试验方法叙述使用比较法的标准系列评级图或人工 计数法的简单模板人工地进行的方法。使用半自动数字化图 形输入板或自动图象分析仪测量晶粒度在试验方法E1382 中叙述。 1.5本试验方法仅为推荐性试验方法，不应用来确定是否接 收或规定可接收的极限，或确定试验的材料是否适合于它的 目的。 1.6测量值用SI单位表示并作为标准。与其相当的英寸-磅 值在列出时放在括号内并且可能是近似值。 1.7本标准不涉及这些方法使用时的任何安全问题（如果有 的话）。在使用前规定适当的安全和卫生的做法和确定规章 限制的适用性是本标准使用者的责任。 1.8本标准的章节按以下次序： 章节编号 范围 1 引用文件 2 术语 3 意义和使用 4 应用通则 5 取样 6 试样7 标定8 显微照片制备9 比较法10
实验一钢的奥氏体晶粒度的显示与测定 一.实验目的 1.熟悉钢的奥氏体晶粒度的显示与测定的基本方法。学习利用物镜测微尺标定目镜测微尺和毛玻璃投影屏刻度格值。通过它们间的关系到确定显微镜物镜和显微镜的线放大倍数。 2.熟悉钢在加热时，加热温度和保温时间对奥氏体晶粒大小的影响。 3.测定钢的实际晶粒度。用直接计算法和弦计算法测量晶粒大小。用比较法评定晶粒度级别。 二.实验原理 金属及合金的晶粒大小与金属材料的机械性能、工艺性能及物理性能有密切的关系。细晶粒金属的材料的机械性能、工艺性能均比较好，它的冲击韧性和强度都较高，在热处理和淬火时不易变形和开裂。粒晶粒金属材料的机械性能和工艺性能都比较差，然而粗晶粒金属材料在某些特殊需要的情况下也被加以使用，如永磁合金铸件和燃汽轮机叶片希望得到按一定方向生长的粗大柱状晶，以改善其磁性能和耐热性能。硅钢片也希望具有一定位向的粗晶，以便在某一方向获得高导磁率。金属材料的晶粒大小与浇铸工艺、冷热加工变形程度和退火温度等有关。晶粒尺寸的测定可用直测计算法。掌握了这种方法也可对其它组织单元长度进行测定，如铸铁中石墨颗粒的直径；脱碳层深度的测定等。 某些具有晶粒度评定标准的材料，可通过与标准图片对比进行评定。这种方法称为比较法。 1.奥氏体晶粒度的显示 钢在临界温度以上直接测量奥氏体晶粒大小比较困难的，而奥氏体在冷却过程中将发生相变。一般采用间接的方法显示其原奥氏体晶界,以测定奥氏体晶粒大小。根据GB6394-86规 在经上述方法之一制备的金相试样上，即可进行奥氏体晶粒度的测定。根据GB6394-86规定显示奥氏体晶粒大小的方法有以下几种： （2）比较法 目前生产中，一般都采用比较法测定晶粒度。在用比较法评定钢的晶粒度时，试样制好后在100倍显微镜下直接观察或投射在毛玻璃上，其视场直径为0.80mm。首先对试样作全面观察，然后选择其晶粒度具有代表性的视场与与标准的1-8级级别评级图（×100）对比评定试样的奥氏体晶粒度，与标准级别图中哪一级晶粒大小相同，即定为试样的晶粒度号数。该法简便、快速。
实验指导书 实验一晶粒度的测定及评级方法 一．实验目的 1. 了解显示和测定钢的奥氏体晶粒度的方法，验证加热温度和保温时间对 奥氏体晶粒大小影响的规律性； 2.掌握钢铁材料晶粒度评级的实验技术。 二．晶粒度的显示及评级方法 1. 晶粒度的定义及晶粒大小的显示方法 在常规讨论中所提到的奥氏体晶粒度具有3个不同概念。它们分别是，起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度。起始晶粒度是指：钢刚刚完成奥氏体化过程时所具有的的晶粒度；实际晶粒度，就是从出厂的钢材上截取试样所测得的某一种工艺条件下所获得的晶粒大小；而奥氏体本质晶粒度则是将钢加热到一定温度并保温足够时间后，所具有的奥氏体晶粒大小（目前有逐步取消这个概念的趋势）。 (大多数钢材的奥氏体只能在高温下存在，因此，要测定其大小。通常须要采用下述方法，把高温A氏体的形貌固定并保留下来，以便在室温下评定钢中晶粒的大小) 。借助金相显微镜来测定钢中的晶粒度，其显示方法有氧化法、网状铁素体法、网状珠光体（屈氏体）法、网状渗碳体法、渗碳法、淬硬法等几种： (1)氧化法 氧化法就是利用奥氏体晶界容易氧化这个特点，根据沿晶界分布的氧化物来测定奥氏体晶粒的大小。测定的方法是首先将试样的检验面抛光，随后将抛光面朝上置于炉中。对碳素钢和合金钢，当含碳量小于或等于0.35％时，一般在900±10℃加热1h。含碳量大于0.35％时，一般可在860±10℃加热1h，然后淬如冷水或盐水。根据氧化情况，将试样适当倾斜8-15度进行研磨和抛光，直接在显微镜下测定奥氏体晶粒的大小，(抛光浸蚀后在过渡带内可以看到已氧化的原奥氏体晶界的黑色网络)，为了显示清晰，可用15％的盐酸酒精溶液进行侵蚀。 (2)网状铁素体法
摘要:本文综合了大量文献资料,就钢中酸溶铝含量、加热方式和奥氏体晶粒的显示方法对奥氏体晶粒大小、粒粗化温度的影响进行了较详细的分析研究。 关键词:酸溶铝加热方式晶粒显示方法奥氏体晶粒度晶粒粗化温度 0引言 钢的奥氏体晶粒度试验方法很多,国家标准GB6394-86《金属平均晶粒度测定法》〔1〕规定可使用渗碳法、氧化法、网状铁素体法、网状珠光体法、网状渗碳体法和晶粒边界腐蚀法等。1922年麦克奎德(Mac2quid)和爱恩(Ehn)首先采用渗碳法检验钢的奥氏体晶粒度到现在己近八十年的历史〔2〕,1938年托宾(Tobin)和肯洋(KenYon)开始采用氧化法检验钢的奥氏体晶粒度以来也有六十多年历史〔3〕。冶金部1964年制订的YB27-64标准中列出了七种试验方法,其中有渗碳法、氧化法和晶粒边界腐蚀法。1977年修订后的YB27-77标准中强调了晶粒边界腐蚀法。1978年7月,冶金部下发了通知,规定某些合金结构钢应采用晶粒边界腐蚀法〔4〕。自此,人们才认真地比较了各种试验方法〔5-10〕。试验和生产实践中发现,不同的试验方法所得结果相互间可以出现很大的差异。钢的冶体晶粒度试验中影响晶粒大小的因素进行较详细的分析和研究。 1钢中酸溶铝含量的影响 奥氏体晶粒度试验中所采用的钢试样,同一钢种,因冶炼方法、冶炼工艺、炉次不同,钢中酸溶铝含量有较大差异。钢中酸溶铝含量将对钢的奥氏体晶粒度带来很大影响。文献〔5〕的作者采用电炉钢和电炉冶炼再经电渣重熔的30CrMnSiA钢加热到900℃保温3h,电炉钢奥氏体晶粒细小均匀,而电渣钢则为严重混晶,电渣钢的粗化温度比电炉钢要低。电渣重熔过程中,熔渣成分在不断地变化,对于1吨电渣锭(长1.3m)来说,渣中的SiO2含量由电极投入前的百分之零点几逐渐增高到补缩后的百分之四左右,即钢中的铝将按下列反应被烧损:4〔A1〕+3〔SiO2〕=3〔Si〕+2〔Al2O3〕。结果分析表明,电渣钢锭中的残余铝减少了。文献〔11、12〕的作者指出,电渣重熔的合金结构钢,由于铝的烧损和偏析,在实验条件下检验奥氏体晶粒度时,电渣重熔钢易出现混晶,它的晶粒粗化温度较电炉钢低。 文献〔13〕的作者研究了影响20Cr2Ni4A钢晶粒长大的因素,认为钢中酸溶铝的影响最大。酸溶铝含量为0.042%的钢,在930℃,保温100h后也不发生晶粒粗化,奥氏体晶粒平均弦长也没有变化酸溶铝含量低(0.003%)的钢,在930℃保温1h～3h后奥氏体晶粒迅速粗化,粗大晶粒所占面积达40%,且随保温时间的继续增加而粗化。钢中酸溶铝含量由0.003%增加到0.042%时,奥氏体晶粒粗化温度可由850℃提高到1050℃,相差达200℃。
金属平均晶粒度测定方法 1 范围 1.1 本标准规定了金属组织的平均晶粒度表示及评定方法。这些方法也适用晶粒形状与标准系列评级图相似的非金属材料。这些方法主要适用于单相晶粒组织，但经具体规定后也适用于多相或多组元和试样中特定类型的晶粒平均尺寸的测量 1.2 本标准使用晶粒面积、晶粒直径、截线长度的单峰分布来测定式样的平均晶粒度。这些分布近似正态分布。本标准的测定方法不适用于双峰分布的晶粒度。双峰分布的晶粒度参见标准E1181。测定分布在细小晶粒基体上个别非常粗大的晶粒的方法参见E930。 1.3本标准的测量方法仅适用平面晶粒度的测量，也就是试样截面显示出的二维晶度，不适用于试样三维晶粒，即立体晶粒尺寸的测量。 1.4 试验可采用与一系列标准晶粒度图谱进行对比的方法或者在简单模板上进行计数的方法。利用半自动计数仪或者自动分析晶粒尺寸的软件的方法参见E1382。 1.5本标准仅作为推荐性试验方法，它不能确定受检材料是否接收或适合使用的范围。1.6 测量数值应用SI单位表示。等同的英寸－英镑数值，如需标出，应在括号中列出近似值. 1.7 本标准没有列出所有的安全事项。本标准的使用者英建立适合的安全健康的操作规范和使用局限性。 1.8 章节的顺序如下： 章节Number 范围 1 参考文献 2 术语 3 重要性和用途 4 使用概述 5 制样 6 测试7 校准8 显微照相的准备9 程序比较10
平面法（JEFFRIES）11 普通截取法12 海恩线截取法13 圆形截取法14 Hilliard 单环法14．2 Abrams 三环法14．3 统计分析15 非等轴晶试样16 含两相或多相及组元试样17 报告18 精度和偏差19 关键词20 附件 ASTM晶粒尺寸等级基础附件A1 晶粒度各测量值之间的换算附件A2 铁素体与奥氏体钢的奥氏体晶粒尺寸附件A3 断口晶粒尺寸方法附件A4 锻铜和铜基合金的要求附件A5 特殊情况的应用附件A6 附录 多个实验室的晶粒尺寸判定结果附录X1 参考附件附录X2 2、参考文献 2.1ASTM标准 E3 金相试样的准备 E7 金相学有关术语 E407 微蚀金属和合金的操作 E562计数法计算体积分数的方法
第 36卷第 5期 2008年 10月 Vol .36No .5Oct 2008 金属材料与冶金工程 METAL MATERIALS AND METALLURGY ENGINEERING 摘 要 :介绍了显示低合金钢奥氏体晶粒的行之有效的方法 -直接淬火法 , 即首先进行淬火 , 然后采用 适当的回火等热处理工艺 ; 再配制合适的显示剂 , 便能清晰显示奥氏体晶粒大小。 关键词 :低合金钢 ; 奥氏体 ; 晶粒度中图分类号 :TG 142.33 文献标识码 :A 文章编号 :1005-6084(2008 05-0008-03 Research of Display Means for Austenite Crystalline Grain Degree in the Low Alloy Steel GUO Ze -yao (Xiangtan Iron &Steel Group Co. Ltd. , Xiangtan 411101, China ABSTRACT :This article introduces the effective means of displaying austenite crystalline grain degree in law alloy steel -direct quenching method. In immediate after quenching adopts proper tempering and so on heat treatment technique , afterwards makes up again appropriate displaying reagent , that austenite crystalline grain size can be clearly displayed. KEY WORDS :low alloy steel ; austenite ; crystalline grain degree