晶粒度评级

晶粒度标准

晶粒度是指材料内部结构的细微程度，即晶界的数量和尺寸。晶粒度对材料的性质、性能以及加工工艺都有着重要的影响，因此晶粒度的测量和控制在材料科学和工程领域中非常重要。为了规范和标准化晶粒度的测量和评估方法，国际上已经制定了一些相关标准和参考内容。

1. ASTM E112-13a标准：这是美国材料和试验协会（ASTM）制定的标准，详细描述了金属晶粒度的测量方法和评估标准。它规定了晶粒度的测量原则和实验步骤，并提供了一套评级系统，用于将晶粒进行分类和计数。此外，该标准还详细描述了粒度测量中使用的显微镜和相关设备的要求。

2. ISO 643标准：这是国际标准化组织（ISO）制定的标准，用于评估金属晶粒度。ISO 643标准详细描述了测量晶粒度的方法和程序，包括金相显微镜的使用、样品制备方法和晶粒计数的程序。该标准还提供了晶粒度等级的使用指南，以评估晶粒细度对材料性能的影响。

3. GB/T 6394标准：这是中国国标化组织制定的标准，用于评估金属材料的晶粒度。该标准详细描述了金相显微镜的使用方法、样品的制备和处理方法以及晶粒计数的步骤和标准。GB/T 6394标准还提供了不同晶粒级别的定义和对应的平均晶粒尺寸范围，以便工程师和研究人员使用和比较。

4. JIS G0551标准：这是日本工业标准（JIS）制定的标准，用于评估金属材料的晶粒度。该标准详细描述了测量晶粒度的方法和步骤，包括显微镜的使用要求、样品制备的规定和晶粒计数的标准。JIS G0551标准还提供了不同晶粒级别的定义和对应的晶粒尺寸范围，以便工程师和研究人员进行分类和比较。

5. DIN EN 10247标准：这是欧洲标准化组织（DIN）制定的标准，用于评估金属材料的晶粒度。DIN EN 10247标准详细描述了晶粒度测量的方法和程序，包括显微镜的使用要求、样品准备方法和晶粒计数的步骤。该标准也提供了不同晶粒级别的定义和相应的晶粒尺寸范围。

实验一 钢的奥氏体晶粒度的测定及评级方法(总4页)

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--内页可以根据需求调整合适字体及大小-- 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规定显示奥氏体晶粒大小的方法有以下几种：

（4）网状渗碳体法

适用于含碳量大于%的过共析钢的奥氏体晶粒度。方法是:将试样在930±10℃（或特定的温度）下加热保温40min以上（或特定的时间）后以缓慢的速度冷却冷却到600℃,在过共析钢的奥氏体晶界上析出网状渗碳体，以此来显示奥氏体晶粒形貌与大小。经上述热处理的试样抛光后，应使用硝酸或苦味酸酒精溶液腐蚀。

金属平均晶粒度评级图—系列图片I无孪晶晶粒 100×

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0.5级 1.0级

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1.5级 2.0级

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3.5级 4.0级

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ＤＯＩ　１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８９７２．２０１０．１６．０１７　单相铜合金品粒度测定与评级研究　韩波安徽省铜陵市国家铜铅质检中心２４４０００　针对单相铜合金晶粒度的测定，阐述了金　相试样的制备及使用图像分析系统软件采　用“截距法”评定单相铜合金晶粒度，从　测量原理、方法要求、试验操作等方面进　行了论述与分析。　铜合金；晶粒度；测定；评级　１引言　铜合金由０【单相组织构成时称为。【单　相铜合金，作为一种广泛应用的金属材料，　合金的晶粒度直接关系到材料的力学性能　和加工性能，所以晶粒度的控制和测量十分　重要。　金属组织是由不同形状和尺寸的三维　晶粒堆积而成，即使这些晶粒的尺寸和形状　相同，通过该组织的任一截面上分布的晶粒　大小将是从最大值到零之间变化，在检验面　上不可能有绝对大小均匀的晶粒分布，也不　可能有两个完全相同的检验面，因此晶　粒度的测定并非一项十分精确的测量，目　前国内多采用ＹＳ／Ｔ　３４７—２００４ｇ铜及铜合　金平均晶粒度测定方法》，该标准规定单相　铜合金的晶粒度以晶粒的平均直径来表示，　这是对铜合金晶粒度普遍使用的表示方　法。　’　晶粒度可以使用长度、面积、体积或　晶粒度指数来表示，常用的有平均直径、　平均截距、晶粒公称直径、晶粒弗里特　直径、平均晶粒截面面积、单位体积晶　粒数和晶粒级别指数Ｇ等。　２试验　２．１试样的制备　铜合金金相试样的制备主要包括取样　及磨制。金相试样截取的方向、部位及数　量应根据制造方法、检验目的、技术条件　或双方协议的规定，选择有代表性的部位　进行切取，包括纵向取样、横向取样、缺　陷或失效分析取样。　试样可用剪切、金相切割机、显微　切片机等截取，应注意不能使试样由于变　形或过热导致组织发生变化，对于使用　高温切割的试样，必须除去热影响部　分。　在金相试样的制备过程中，有许多　试样直接磨抛有困难，所以应进行镶嵌。　经过镶嵌的样品，不但磨抛方便，而且可　以提高工作效率及试验结果准确性。通常　进行镶嵌的试样有：形状不规则的试件；　线材及板材；细小工件；表面处理及渗层　镀层等。样品镶嵌的常用方法有：机械镶　嵌法、树脂镶嵌法、热压镶嵌法、浇注镶　嵌法等。　金相试样经切割或镶嵌后，需进行　一系列的研磨工作，才能得到光亮的磨　面。研磨的过程包括磨平、磨光、抛光３个　步骤。　金相组织的显示，就是将铜的晶　界、相界或组织显示出来，以便于在显微　镜下观察。某些合金中，由于各相组成物　的硬度差别较大，或由于各相本身色泽显　著不同，在显微镜下能分辨出它的组织。　但大部分的显微组织均需经过不同方法的　浸蚀，才能显示出各种组织来。常用的金　属组织浸蚀法有化学浸蚀及电解浸蚀法　等。　２．２评级　２．２．１概述　使用的Ａｘｉｏｖｅｒｔ４０ＭＡＴ金相显微镜　主要由显微镜、摄像头、图像采集卡等　硬件组成；采用测量软件对数字图像信　息进行处理、计算，将图像及测量结果打　印输出。图像分析系统软件采用“截距　法”，作为评定单相铜合金晶粒度的方法。　２．２．２计算公式　表１　编号　晶粒平均直径　编号　晶粒平均直径　ｌ　０．０１０　９　ｏ．０６５　２　Ｏ．０ｌ５　１Ｏ　０．０７５　３　０．０２０　１ｌ　０．０９０　４　０．０２５　１２　０．　１１Ｏ　５　０．０３０　ｌ３　０．　１３Ｏ　６　０．０３５　ｌ４　Ｏ．　１５０　７　０．０４５　１５　Ｏ．　１８Ｏ　８　０．０５５　用金相显微镜评定铜合金晶粒度。　选择适当的放大倍数。选择数量合适的　测量线，软伴计算出测量线的总长度Ｌ，　数出被线段所交截的晶粒的总数目Ｎ，则　得晶粒平均直径：　ｄ＝Ｌ／ＮＶ毫米　分级说明见表ｌ。　２．２．３操作　在测量前首先应该采集图像，在金　相显微镜软件的通用分析部分单击图像采　集图标，进入采集窗口，采集试样图像：　单击“连续采集”按钮，调整显微镜的　聚焦状态，选择合适的视场，调整视场　的照明。视场的照明不宜太暗，这样会　损失某些暗的细节。但也不宜过亮，当　前采集图像文档出现红色区域时，表明　出现亮度饱和，此时应适当减小照明强　度。一旦对图像感到满意，则按下“多　帧采集”按钮，程序便接下去开始作多　帧平均。这里需要用到一个参数，即作　多帧平均时所用图像的幅数。幅数的取　值范围为从１到２５５。　在进入“晶粒度评级”模块之前，　先标定标尺，然后选择正确的标尺，将　标尺加载到系统中，采用截距法对晶粒　度评级。界面如下图所示：　在窗口内，共有７项运行步骤和两个　运行按钮，在执行整体运行前，选择要执　行的步骤，各个步骤功能如下：　（１）图像采集：程序自动采集图像放　入图像文档。选中该项步骤，程序按图　像采集窗口设置的属性采集图像，如果　选择多视场统计方式时，移动载物台可　连续采集图像。