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晶粒度分析

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1 DEFROM-3D之晶粒度分析模拟

1. 创建一个新问题

在主窗口中选中一个DB文件，单机后处理的Microsoftstructure按钮，打开

DEFORM-MICROSTRUCTURE窗口，单击Add project按钮增加计划。

2. 追踪选项设置

点击define按钮，在坯料上选取5个点，如图2所示

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单机next按钮，在追踪界面选中No单选按钮，点击next。

3. 离散点阵设置

在离散点阵界面，类型选中Celluar Automata单选按钮（即CA模型），几何选中Square单选按钮，行和列分别设置为50，绝对尺寸为1，如图3所示

4. 边界条件设置

在边界条件界面，保持默认设置即可

5. 晶粒边界条件设置

在晶粒边界选项界面，设定Grain boundaries coupled to material flow 为No。Neighborhood选第一个，半径为1如图4所示

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6. 位错密度常数设置

根据实际情况分别查找到对应材料各参数值，本次演示操作选取的值如图5所示

7. 再结晶设置

在再结晶界面选中Discontinous dynamic recrystallization (DRX)复选框，如图6所示，点击next

8. 形核状况设置

（1）在晶核形成界面1选中Function of threshold dislocation density and probability 单选按钮，如图7所示，然后next

（2）在晶核形成条件界面2里，Critical dislocation density for DRX设为0.02，Probability of nucleation设为0.01，如图8所示，然后单击next。

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9. 晶粒生长设置

在晶粒长大和材料常数界面，常数设为1，如图9所示，然后next

10. 流动应力和材料常数设置

（1）在流动应力和材料常数界面，单击define按钮，输入温度100，流动应力20000000；温度500，流动应力10000000.如图10所示。点击Apply后，窗口左侧出现材料的流变应力曲线，点击OK后输入Elastic shear modulus(G)

in Mpa设为260e9，Burgers vector(b) in microns 设为0.352e-9，如图11所示，但后next

（2）在弹出的界面设置为α1为1，α2为0.1，其他默认即可，如图12所示，然后next

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11.

初始输入设置

在微结构输入界面，各参数的设置如图13所示，设置完后单击next

12. 晶粒演变设置

在微结构演变用户常规界面中保持默认设置。

13. 执行演变过程和后处理

单击finish后，软件开始执行微结构演变过程，在演变过程中受到应变速率、应变、温度等诸多因素的影响。

运算完之后，单击post按钮试图区域如图14所示，显示所追踪的5个点的初始晶粒度状况，单击可以看到晶粒度的演变过程，分别表示晶粒、密度、边界、晶粒和边界选项。点击后会在窗口中显示出晶粒的大小情况。

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柏氏矢量的求法，面心立方的晶体和体心立方的不大一样。大小应该是两个原子之间的距离

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连续动态再结晶与非连续动态再结晶的区别

连续与非连续的发生是与材料的本质属性有关的，主要是层错能的大小，也就是说影响位错运动灵便性与否的因素。

传统的动态再结晶理论中动态再结晶过程通过动态再结晶晶粒的形核和长大的方式来消除形变基体中的位错及亚晶界等形变缺陷，这一过程通过大角度晶界的迁移实现，是一种“不连续”的现象，因此传统的动态再结晶理论又被称为“不连续动态再结晶理论”，一般认为该现象只能在低、中等层错能材料中发生，如铜及铜合金，金与奥氏体钢等。然而较高层错能材料，如铝及铝合金、alpha-Fe等，在热变形过程中亚晶界持续吸收位错，角度不断增大，最终由小角度晶界转为大角度晶界，即亚晶成为真正的晶粒。虽然这一过程几乎不涉及到大角度晶界的迁移，但亚晶界由小角度晶界转为大角度晶界同样消耗了大量的位错密度，并导致原始组织的细化，实际上也是一种动态再结晶行为，人们将这种动态再结晶称为“连续动态再结晶”。

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金属晶粒度评级标准

金属晶粒度评级标准

金属晶粒度评级标准

金属晶粒度是指金属材料中晶粒的大小和形状特征。晶粒度的大小对金属材料的力学性能、物理性能和腐蚀性能有着重要的影响。因此，对金属材料的晶粒度进行评级是非常重要的。下面将介绍金属晶粒度评级的标准。

首先，金属晶粒度评级的标准主要有两种方法，一种是显微镜观察法，另一种是X射线衍射法。显微镜观察法是通过显微镜对金属材料的横截面进行观察，根据晶粒的大小和分布情况进行评定。而X射线衍射法则是通过X射线对金属材料进行照射，根据衍射图样分析晶粒度的大小和分布情况。

其次，对于显微镜观察法，评定金属晶粒度的标准主要有GB/T 6394-2002《金属材料晶粒度测定方法》和ASTM E112-13《标准试验方法用光学显微镜观察金属晶粒度》等。这些标准主要是通过显微镜观察金属材料的晶粒大小、形状和分布情况，然后根据标准中的图表和描述进行评定，最终给出晶粒度的等级。

另外，对于X射线衍射法，评定金属晶粒度的标准主要有GB/T 6394-2002《金属材料晶粒度测定方法》和ASTM E112-13《标准试验方法用X射线衍射法测定金属晶粒度》等。这些标准主要是通过X射线对金属材料进行照射，然后根据衍射图样的分析结果进行评定，最终给出晶粒度的等级。

综上所述，金属晶粒度评级标准是非常重要的，它对金属材料的性能有着直接的影响。因此，在实际生产和应用中，需要严格按照相关标准对金属材料的晶粒度进行评定，以确保金属材料的质量和性能达到要求。同时，对于不同的金属材料和不同的应用领域，可以选择合适的评级方法和标准，以便更好地评定金属材料的晶粒度。

铸钢 晶粒度

铸钢 晶粒度

铸钢 晶粒度

铸钢晶粒度是指铸造出来的钢材中晶粒的尺寸和形状，它是评价钢材组织性能和力学性能的重要指标之一。晶粒度的大小和分布会直接影响钢材的力学性能，如强度、韧性、塑性等。

晶粒度的定义是指在钢材中晶粒尺寸和形状的分布情况。晶粒是钢材中结晶体的基本单位，它是由原子或分子聚集而成的晶体结构。晶粒的大小和形状与许多因素有关，如铸造温度、凝固速度、合金元素的含量等。

晶粒度对钢材的性能有直接的影响。晶粒度较细的钢材具有更好的力学性能，比如更高的强度和韧性。这是因为细小的晶粒能够提供更多的晶界之间的位错和细小的晶界相互作用，从而提高钢材的强度。同时，细小的晶粒也能够提供更多的位错吸收和晶界吸收能量，从而提高钢材的韧性。相比之下，晶粒度较大的钢材具有较低的强度和韧性。

晶粒度的测定方法一般采用金相显微镜进行观察和测量。金相显微镜是一种专门用于金属组织观察的显微镜，通过对钢材样品进行切割、打磨、腐蚀等处理后，使用金相显微镜观察材料的晶粒情况，并通过软件进行测量和分析。

晶粒度的改变主要可以通过两种途径实现。一种是通过改变铸造过程中的加热和冷却条件，如控制铸造温度、凝固速度等，从而影响晶粒的尺寸和形状。另一种是通过添加合金元素来改变钢材的晶粒度。一些合金元素具有细化晶粒的作用，如铝、钛等元素。

晶粒度在钢铸件的制造过程中有着重要的应用。合理控制钢铸件的晶粒度能够提高其力学性能和材料的可靠性。一些特殊要求的钢材，如航空航天、核能等领域的材料，对晶粒度有着更高的要求。因此，在钢铸件的制造过程中，需要控制合适的加热和冷却条件，并添加适量的合金元素，从而得到具有合理晶粒度的钢材。

总结起来，晶粒度是一种评价钢材组织性能和力学性能的重要指标。晶粒度的大小和分布会直接影响钢材的力学性能，合理控制钢铸件的晶粒度能够提高其力学性能和材料的可靠性。在钢材的制造过程中，通过改变铸造条件和添加合金元素等方法，可以控制钢材的晶粒度，得到符合要求的钢材。

金属平均晶粒度的测定能力验证全解析

金属平均晶粒度的测定能力验证全解析

江苏中核华兴工程检测有限公司

［摘要］在单位面积中，晶粒的尺寸与晶粒的数量成反比例关系，而检测的样品中晶粒的尺寸影响并决定着金属的机械性能（包括塑性、韧性、拉伸强度等）。因此，在金相检验分析过程中，计算单位面积内晶粒的数量有着相当重要的意义。本文介绍了晶粒度相关的基本概念并说明了晶粒度测量的几种方法，以及能力验证过程中对样品晶粒度的测定步骤和相关内容。

［关键词］晶粒度；晶粒度级别数；截点法；能力验证；同心等距圆

1 概述

金属平均晶粒度测定是金相检验中基本检测项目之一，金属平均晶粒度也是金属材料物理性能部分的能力验证项目之一。本文以近几年所参加的晶粒度的能力验证为基础，按照晶粒度检测的步骤，阐述如何做好金属平均晶粒度能力验证试验的心得。

晶粒度，顾名思义为晶粒尺寸大小的度量。通常情况下，评定或测定晶粒尺寸大小的方法有：长度法、面积法、体积法或晶粒度级别数法等，同时，检测样品晶粒度的表示方法是“晶粒度级别数”，其结果与检验过程中所使用的检测方法以及使用的单位无关。

除了学术研究用的理想状态情况，实际上，在金属样品的基体内所呈现的晶粒尺寸和大小是有差异的，且在大多数情况下，晶粒尺寸呈现的分布状态与单一对数正态分布的曲线是非常相近的，所以一般情况下采用的结果表示为：平均晶粒度，即某个视场内晶粒度评估的平均值。金属基体内晶粒的大小直接影响其表现出的性能，所以研究晶粒的大小和其分布的状态是非常有必要的。对于检测样品，其晶粒分布方式如果与单一的对数正态分布情况非常相近，可以采用《金属平均晶粒度测定方法》GB/T 6394-2017（等效于ASTM - E112）来测定检测样品的平均晶粒度。若是需要测定样品最大晶粒度，则可采用标准：ASTM-E930-1999（2007）。另外，有的检测样品的晶粒分布及大小情况是符合池形态分布的，此时可以采用测定样品双重晶粒度的《重晶粒度表征与测定方法》GB/T 24177-2009（等效于ASTM-E1181（2002）《双重晶粒度的标准测定方法》）。

金属平均晶粒度测定方法.pdf

金属平均晶粒度测定方法.pdf

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