1、晶粒度評(píng)級(jí)方法第1頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四 晶粒度是晶粒尺寸大小的量度，是金屬材料的重要顯微組織參量。晶粒度檢驗(yàn)：借助金相顯微鏡測(cè)定鋼中實(shí)際晶粒度和奧氏體晶粒度。晶粒度檢驗(yàn)包括組織顯示和晶粒度測(cè)定兩部分。奧氏體晶粒度顯示是晶粒度檢驗(yàn)工作中的難點(diǎn)。第2頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四 對(duì)于鐵素體鋼 奧氏體晶粒的顯示方法: 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6394-2002金屬平均晶粒度測(cè)定法規(guī)定可使用滲碳法、氧化法、鐵素體網(wǎng)法、滲碳體網(wǎng)法、直接淬硬法、網(wǎng)狀珠光體法、相關(guān)法、模擬滲碳法等。第3頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四1 滲 碳

2、 法適用范圍：C0.25%的碳素鋼及合金鋼具體步驟：將試樣在93010oC滲碳、并保溫6h，滲碳層1mm，并使其表層有過(guò)共析成分。緩冷后在滲碳層的奧氏體晶界上析出滲碳體網(wǎng)。試樣冷卻后經(jīng)磨制和腐蝕，顯示出過(guò)共析區(qū)奧氏體晶粒形貌。第4頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四晶粒度的顯示：由沉積在晶粒邊界上的滲 碳體顯示 浸蝕劑： 1）3%-4%硝酸酒精溶液 2）5%苦味酸溶液 3）沸騰的堿性苦味酸鈉水溶液 第5頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四適用范圍： w(C)0.25%-0.60%的碳鋼和合金鋼一般采用氣氛氧化法，步驟如下：經(jīng)拋磨（用400粒度或15m）的

3、試樣拋光面朝上置于空氣爐中加熱（w(C) 0.35%時(shí)，加熱溫度90010 ； w(C)0.35% 時(shí)，加熱溫度為86010），保溫1h，然后水冷。根據(jù)氧化情況可將試樣傾斜10o 15o 進(jìn)行研磨和拋光，直接在顯微鏡上測(cè)定晶粒度。也可在真空中加熱并保溫，空氣中冷卻或緩冷，使晶界氧化，同樣進(jìn)行上述處理后測(cè)定奧氏體晶粒大小的方法為真空法。晶粒度顯示:用15%鹽酸酒精溶液2 氧 化 法第6頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四適用范圍：含碳量為0.25%-0.60%的碳素鋼和合金鋼。具體步驟：對(duì)于（w(C)0.35%時(shí)，加熱溫度90010 , w(C)0.35%時(shí)，加熱溫度為860

4、10）至少保溫30min，然后空冷或水冷。經(jīng)磨制和侵蝕，顯示出沿原奧氏體晶界分布的鐵素體網(wǎng)。3 鐵 素 體 網(wǎng) 法第7頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四晶粒度顯示:碳量較高的碳素鋼和超過(guò)0.40%的合金鋼，需調(diào)整冷卻方式。建議將試樣在淬火溫度下保持至少30min后使溫度降至73010 ，保溫10min，然后淬油或淬水。試樣再經(jīng)磨制和侵蝕，顯示出沿原奧氏體晶界分布的鐵素體網(wǎng)。腐蝕劑：1）3%-4%硝酸酒精溶液 2）5%苦味酸酒精溶液。第8頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四適用范圍：過(guò)共析鋼（碳含量大于1%）。處理步驟：試樣一般在820 10下加熱，并至

5、少保溫30min后隨爐緩冷，便在奧氏體晶界上析出滲碳體網(wǎng)。試樣磨制、侵蝕后，顯示沿晶界析出滲碳體網(wǎng)的原始奧氏體晶粒形貌。晶粒度顯示: 3%-4%硝酸酒精溶液 5%苦味酸酒精溶液。4 滲 碳 體 網(wǎng) 法第9頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四5 直 接 淬 硬 法 適用范圍：直接淬火硬化鋼（碳1.0%的碳素鋼合金鋼） 處理步驟：C0.35%時(shí)，加熱溫度90010，C0.35%時(shí)，加熱溫度為86010；保溫1h；淬火，得馬氏體組織。試樣經(jīng)磨制和侵蝕后，便可顯示出完全淬硬為馬氏體的原始奧氏體晶粒形貌。第10頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四晶粒度顯示：方法1

6、：腐蝕前在23010回火15min，以改善 對(duì)比度。腐蝕劑：苦味酸 1g、HCl（密度1.19)：5ml、 乙醇：95ml方法2：試樣為淬硬態(tài)或在53010下回火。腐蝕劑：飽和苦味酸水溶液加少量環(huán)氧乙烷聚合物。第11頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四6 網(wǎng)狀珠光體法 適用范圍：共析鋼或共析成分附近的鋼 處理步驟：適當(dāng)?shù)陌魻顦舆M(jìn)行局部淬火，形成一不完全淬硬的小區(qū)域。磨制、侵蝕后，此區(qū)域內(nèi)原奧氏體晶界將有少量的細(xì)珠光體呈網(wǎng)絡(luò)，顯示出原始奧氏體晶粒形貌。晶粒度顯示： 腐蝕劑：1）3%-4%硝酸酒精溶液 2）5%苦味酸酒精溶液第12頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分

7、，星期四其奧氏體晶粒度取決于原熱處理狀態(tài)其晶粒度顯示：穩(wěn)定材料：采用電解腐蝕法（試樣為陽(yáng)極、常溫、體積分?jǐn)?shù)為60%的濃硝酸水溶液為電解液）。不穩(wěn)定材料：為避免敏化溫度（480-700 ）析出硫化物，改善晶粒邊界顯現(xiàn)，建議用顯示碳化物的腐蝕劑。對(duì) 于 奧 氏 體 鋼第13頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四晶 粒 度 的 測(cè) 定GB/T6394-2002中規(guī)定測(cè)量平均晶粒度的方法有：比較法、面積法、截點(diǎn)法。第14頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四在交貨狀態(tài)材料上切取，數(shù)量及部位按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件。切取試樣要避開(kāi)剪切、加熱影響的區(qū)域。尺寸：圓形（直徑）：

8、10mm -12mm 方形（邊長(zhǎng)）：10mm10mm滲碳處理的鋼材試樣應(yīng)去除脫碳層和氧化層取 樣第15頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四晶 粒 度 的 測(cè) 定 方法1、比較法：與標(biāo)準(zhǔn)系列評(píng)級(jí)圖對(duì)比來(lái)評(píng)定 平均晶粒度。適用于有等軸晶粒的再結(jié)晶材料或鑄態(tài)材料。本標(biāo)準(zhǔn)有4個(gè)系列的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖：.無(wú)孿晶晶粒（淺腐蝕）100倍；.有孿晶晶粒（淺腐蝕） 100倍；.有孿晶晶粒（深腐蝕）75倍；.鋼中奧氏體晶粒（滲碳法) 100倍。各級(jí)別的適用范圍見(jiàn)下表：第16頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四 表1 常用材料使用的標(biāo)準(zhǔn)系列圖片系列圖片號(hào) 適 用 范 圍 1）鐵素體

9、鋼的A晶粒（用氧化法、直接淬硬法、F網(wǎng)法、Fe3C網(wǎng)法及其他方法顯示A晶粒）2）鐵素體鋼的鐵素體晶粒3）鋁、鎂和鎂合金、鋅和鋅合金、超強(qiáng)合金 1）奧氏體鋼的A晶粒（有孿晶的）2）鐵素體鋼的鐵素體晶粒有孿晶的）3）鎂和鎂合金、鎳和鎳合金、鋅和鋅合金、超強(qiáng)合金 銅和銅合金 1）滲碳鋼的A晶粒2）奧氏體鋼的A晶粒（無(wú)孿晶的）第17頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四晶粒度的評(píng)定：1）放大倍數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)兔相同時(shí)，直接比較。2）當(dāng)用其他放大倍數(shù)評(píng)級(jí)時(shí)，可對(duì)照表格： （ 基準(zhǔn)放大倍數(shù)有75倍的、100倍的）3）若用表格中亦無(wú)的放大倍數(shù)測(cè)量時(shí)，應(yīng)按下式換算： G = G+ 6.643 9

10、lgM/Mb 式中： G晶粒度級(jí)別 G評(píng)出的晶粒度級(jí)別 M 測(cè)評(píng)時(shí)的放大倍數(shù) Mb 基準(zhǔn)放大倍數(shù)第18頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四2、面積法：通過(guò)計(jì)算給定面積網(wǎng)格內(nèi)晶粒數(shù)N來(lái)確定晶粒度級(jí)別。晶粒數(shù)N的計(jì)算：用5000mm2的圓形網(wǎng)置于晶粒圖形上；選放大倍數(shù)M使網(wǎng)內(nèi)晶粒數(shù)為50個(gè);計(jì)算落入數(shù)N內(nèi)和切割數(shù)N交，該面積內(nèi)的晶粒數(shù)N為： N= N內(nèi)+（ N交/2）-1計(jì)算試樣檢測(cè)面上每mm2內(nèi)晶粒數(shù)n： n = M2N/A 式中：M所用的放大倍數(shù) N放大M時(shí)，面積為A的網(wǎng)格內(nèi)晶粒計(jì)數(shù)晶粒度級(jí)別數(shù)：G=3.321 928lgn-2.954第19頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月2

11、0日，1點(diǎn)47分，星期四3、截點(diǎn)法：統(tǒng)計(jì)給定長(zhǎng)度的測(cè)試線(xiàn)段(或網(wǎng)格)與晶粒邊界相交截點(diǎn)數(shù)P來(lái)確定晶粒度級(jí)別G。有直線(xiàn)截點(diǎn)法和圓截點(diǎn)法.非均勻等軸晶粒的各種組織應(yīng)使用截點(diǎn)法截點(diǎn)法的測(cè)定:測(cè)平均截距計(jì)算平均晶粒度級(jí)別G第20頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分，星期四測(cè)量網(wǎng)格:使用500mm測(cè)量網(wǎng)格直線(xiàn)截點(diǎn)法:選擇適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格長(zhǎng)度及放大倍數(shù),最少截50個(gè)點(diǎn);計(jì)點(diǎn)方法:終點(diǎn)接觸到晶界計(jì)0.5,線(xiàn)段與晶界相切計(jì)1,與三晶粒匯合點(diǎn)重合計(jì)1.5;應(yīng)選3至5個(gè)視場(chǎng)測(cè)量.單圓截點(diǎn)法:試樣不同位置晶粒度有明顯差別時(shí)使用圓網(wǎng)格的周長(zhǎng)通常為100mm、200mm、250mm選擇合適的M，使每個(gè)圓周產(chǎn)生35個(gè)截點(diǎn)左右網(wǎng)格通過(guò)三個(gè)晶粒匯合點(diǎn)時(shí)計(jì)2個(gè)截點(diǎn)三圓截點(diǎn)法第21頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，1點(diǎn)47分