JIS G0551-1998 钢的奥氏体晶粒度测定法(中文)
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，
按常规区分细晶钢与粗晶钢使用渗碳晶粒度试验方法评出5级来确定。
f) 混晶（mixed grain ）。混晶是指这样晶粒尺寸分布变化不均的情况，即是在一视场内相对于整体而言出现最多的晶粒度级别差是≥3级，并占总面积的20%以上，或存在有视场内可观察到晶粒度级别差异3级或更大。
表1 晶粒度级别
晶粒度级别
G
每平方mm 内晶粒数目，m 晶粒平均面积，mm 2
-3 1 1 -2 2 0.5 -1 4 0.25 0 8 0.125 1 16 0.0625 2 32 0.0312 3 64 0.0156 4 128 0.00781 5 256 0.00390 6 512 0.00195 7 1024 0.00098 8 2048 0.00049 9 4096 0.000244 10 8192 0.000122
注：表1推出如下的公式：m=8×2G
附图1就是描述这种关系100倍下的参考图片。
4、试验方法的分类
试验方法及适用的钢类如表2所述。经供需双方同意使用苦味酸饱和水溶液浸蚀试样的
Bechet-Beaujard 法时，应使用附录1中的方法。
表2 试验方法及相适应的钢类
分类
适应的钢类
渗碳晶粒度试验方法
常对经渗碳后使用的钢
缓冷法
一般用于中碳以上的亚共析钢。对亚共析钢仅对测量温度不低
于ACcm 点的晶粒度适用此方法 双淬法 一般用于中碳以上的亚共析钢及共析钢 淬回火法 一般用于机械结构用的碳钢及合金钢
末端淬火法 一般用于低硬化性钢(淬透性)如中碳以上的共析钢和亚共析钢
氧化法 一般用于碳素结构钢及合金结构钢 固溶处理法 一般用于奥氏体不锈钢及奥氏体耐热钢 热处 理晶 粒度 试验 方法
淬火法
一般用于高速工具和合金工具钢
注：1、渗碳晶粒度试验法。此法不适用于除渗碳外的热处理试样。此外，由冷却、加热、机加工等预处理会影响晶粒的析出，应注意。
2、热处理晶粒度试验法。此法用于钢经退火、正火、淬火和固溶处理时实际热处理最高加热
温度下晶粒度的测量。
参考：当进行比较试验时，必须充分了解试验方法的不同，并注意下述情况。
① 试样的热处理状态应该一样。
② 根据试验方法可能试验结果大不同是可以的。
5 渗碳晶粒度试验法
5.1 试样
按规定试样应是5mm～20mm直径的圆形或横面宽度的方形。长度为10mm～30mm，去除任何锈蚀、脱碳、增碳、油渍等其它沉积物。
5.2 试验方法
试样埋入充满渗碳材料的容器并密封，放入电炉或其它适当加热炉内，然后炉温在2小时内升温到925℃，并在此温度保持6小时，然后以30℃/小时到150℃/小时速度缓冷到600℃，从炉取出，并尽可能靠近中心线切割，抛光加工面用碱性苦味酸钠溶液，硝酸酒精溶液或苦味酸酒精溶液浸蚀。在显微镜下对析出的过共析网状渗碳体或过共析区网状铁素体测量晶粒度。在这种情况下，最外层部分细晶粒应该从检验中去除。使用的渗碳剂应是干燥的碳粒（60%至80%）与碳酸钡（40%至20%）的混合物。混合比视钢类而定。
6 热处理晶粒度试验法
热处理晶粒度试验法按下述方法进行。热处理温度不超过实际工艺加热温度的30℃，保温时间应不超过实际工艺保温时间的1.5倍，或经协商同意的数值与方法进行。
a) 缓冷法
任意大小的试片，应加热到奥氏体化温度，按要求到保温时间，然后缓慢冷却。冷却后，试片表面经抛光加工并用苦味酸酒精或硝酸酒精溶液浸蚀。然后在显微镜下观察和测量，先析出的铁素体或先析出的渗碳体所包围的珠光体来确定晶粒度。对含碳量低的试片从要求淬火的温度浸入温度适当低于平衡相变图A3相变温度下的热池内。经适当时间后浸入水中。在晶粒边界沉淀出少量的铁素体，试片表面经抛光处理，然后按上章节的方法测量晶粒度。
b) 双淬火法
将直径或厚度10mm～15mm、长30mm～50mm的试片，置要求的淬火温度下保温到要求的时间，然后淬入水中。按上述的温度和保温时间，试片一端10mm～15mm处浸入温度比该钢的A1相变温度高20℃～50℃的热溶池内保温20min～30min，然后将试片淬入水中，淬火后的试片在轴向上切去0.4mm以上的表面，再经抛光加工，用苦味酸酒精溶液浸蚀。在显微镜下观察到马氏体网测量晶粒度。
c) 淬回火法
将直径或厚度10mm～15mm、长10mm～15mm的试片在适当的淬火温度下保温要
求的时间，然后完全淬火，再在适当温度下回火1小时以上冷却后，试片表面经抛光加
工并用试剂进行浸蚀，试剂是苦味酸酒精或1克三氯化铁和1.5ml盐酸（比重1.18）溶
解在100ml乙醇中。在显微镜下观测晶粒度。
d) 末端淬火法
将直径约15mm长40mm的试片在退火温度保温到要求的时间，此后，将试片约
10mm垂直伸入水中淬火，冷却后从试片轴向切去约5mm厚的表面经抛光加工再用带
有界面增活剂的饱和苦味酸溶液、苦味酸钠酒精溶液进行浸蚀，在显微镜下测量小量细
小的珠光体围绕的马氏体晶粒大小。
e) 氧化法
将预先经抛光过的试片，让其检验面向上，放入圆形电炉或其他适当的加热炉内，
在要求温度下加热到要求时间，经要求的时间内氧化后取出淬入水中。这种情况下在加
热终了时必产生氧化，加热期间不同于氧化期，用钢板或其他适当介质覆盖试片表面，
以防过度氧化，淬冷后的试片用细的金钢砂纸或毯布倾斜10～15度抛光，然后用新鲜
的15%盐酸酒精溶液浸蚀2～10分钟，然后在显微镜下，对轻微氧化和脱碳部分，尽可
能按封闭的奥氏体晶界评定晶粒度。
经供需双方同意，使用控制氧化的Kohn法测定，应按附录2的规定执行。
f) 固溶处理法
从经固溶处理的试样中挑选出合适尺寸的试片，试片表面经抛光处理后，并用10%
的草酸溶液，10%铬酸溶液或65%硝酸溶液电解浸蚀，在显微镜下测量晶粒度。
g). 淬火法。将任意尺寸的试片在规定温度下保温到要求时间，然后油淬，冷却后磨去
热影响层，在平行轴向的试片面上抛光并用硝酸洒精溶液浸蚀。在显微镜下观测晶粒度。
7 每一视场晶粒度测定方法
7.1 在显微镜下将被测量的晶粒与附图1的参考图片进行比较，评出相应的晶粒度级别。
按标准规定，显微镜应是100倍放大倍数，实际视场是直径为0.8mm圆，投影图形或
打印的照片的形状和大小应是直径为80mm的圆形。
注：在使用显微镜方法时，除了用肉眼观测外，也可用显微照片和扫描屏上进行观测。
7.2 对于晶粒度落在两相连的晶粒度级别之间时，较小的级别应加上0.5级来表示。
7.3 使用100×放大倍的显微镜，与50×、200×放大倍测量是不同的。在50倍下所测
得的晶粒度级别数应减去2，同样200倍下测得的晶粒度级别数应加上2 ，如表3所示。
表3 常用放大倍数与晶粒度级别间关系
参考图分级图片的晶粒度级别
图像放
大倍数 1 2 3 4 5 6 7 8
50 -1 0 1 2 3 4 5 6
100 1 2 3 4 5 6 7 8 200 3 4 5 6 7 8 9 10
7.4 对于混晶，以粗晶与细晶所占的面积比来测定。
7.5 经供需双方同意可使用计算方法测定，此种情况，应执行附录3的方法。
8 综合测定法
8.1 按7章的方法测定每个视场的结果（投影图像或照片打印），按下述公式计算出平
均晶粒度级别，作为该钢的晶粒度。平均晶粒度级别应四舍五入列小数点一位，按规定
视场取5～10个。
以表4为例：g= Σ（a×b）/Σb。
式中：g：平均晶粒度级别
a：每一视场内的晶粒度级别
b：呈现同一晶粒度级别的视场数。
例： 表4 晶粒度计算方法
每个视场内晶粒度级别
a 视场数
b
a×b
平均晶粒度级别
g
晶粒度
6 2
12
6.5 6
39
7 2
14
总计 10
65
65/10=6.5 6.5
8.2 对于混晶，应对粗晶及细晶所占面积比进行计算。混晶率应用整个平均值来确定。
为此，视场数量应足够以确保获得可靠结果。
8.3 经供需双方协商同意，可使用截距表征方法。为此，按附录3方法执行。
9 表示
根据分类符号（1）对综合测定结果进行表示，标出：试验方法，视场数量、最大
热处理温度，热处理晶粒度的保温时间，对混晶不同晶粒度所占面积比。具体如下：
注（1）试验方法分类符号如下：
Gc：渗碳晶粒度法
Gf：缓冷法
Gd：双淬法
Gb：淬回火法
Gj：末端淬火法
Go：氧化法
Gs：固溶处理法
Gg：淬火法
例1：除混晶外的晶粒
a) 细晶钢：
Gc8.5（10）——晶粒度8.5级（细晶钢），根据10个视场测定结果，使用5章所述的渗碳晶粒度法。
Gf6.5（10）——（920℃×1.5h），晶粒度6.5、根据10个视场测定结果，在920℃下经1.5h保温，使用6a）缓冷法。
b) 粗晶钢
Gc3.6（10）——晶粒度3.6级（粗晶钢），根据10个视场测定结果，使用5章所述的渗碳晶粒度试验法。
例2、视场内部包含有混晶
Gf6.3（13）+[6.8(67%)+2.5(33%)](7)——（920℃×1.5h），晶粒度6.3级、根据20个视场中13个视场测量的结果，评价混晶组成7个视场，晶粒度6.8级占67%，晶粒度2.5级占33%，试样在920℃温度下加热保温1.5h，缓冷使用6a）缓冷法。
例3、即使某些视场没有混晶而综合测定混晶
Gf6.3（3）+2.5(7)——（920℃×1.5h），混晶组成为10个视场中，3个视场测出晶粒度6.3级和10个视场中个视场测出晶粒度2.5级组成，试样在920℃温度下保温1.5h，缓冷法。
例4、全视场混晶
Gf[6.8(67%)+2.5(33%)](20)——（920℃×1.5h），根据20个视场全部混晶，综合测定为：晶粒度6.8级占67%，晶粒度2.5级占33%，试样在920℃温度下保温1.5小时，使用6a）缓冷法。
10 试验报告
在必要情况下，试验报告，根据供需双方协商的要求选择下述报告内容：
a) 试验类型分类符号
b) 试验方法（试验方法类型分类符号）
c) 试验状态
d) 晶粒度级别
晶粒度1级
附图1：钢的奥氏体晶粒度评级图（100放大倍）。
晶粒度2级
附录1（标准的附录） Bechet-Beaujard饱和苦味酸溶液浸蚀法
前言：本附录是根据ISO643：1983钢的铁素体或奥氏体晶粒度显微测定法，不作任何技术内容修改而编制的。
在本附录内，下划线部分是原国际标准中增加的材料。
1 范围
本附录1规定了试样经热处理后形成奥氏体晶粒的显示方法。
注：本方法适用于具有细马氏体或（及）奥氏体结构的试样。
2 试验方法
2.1 试样热处理
a) 一般而言，如果试样已具细马氏体或奥氏体组织通常是不需连续热处理。如果不是这样，必须进行热处理。
b) 如果国际标准对规定的产品没有提供试样的状态及相应的规范，下述的状态可应用于碳素结构钢和低合金钢。
① 850℃±10℃×1.5小时，适用碳含量大于0.35%的钢。
② 880℃±10℃×1.5小时，适用碳含量不大于0.35%的钢。
经热处理后，试片通常油淬或水淬。
2.2 抛光与浸蚀
试样表面应抛光供显微检验用，试样应用苦味酸饱和水溶液与0.5%烷基磺酸钠或某些适当的界面增活剂混合剂浸蚀适当时间（1）。
注（1）：浸蚀时间可从几分钟到1小时以上不同变化，如溶液再加热到60℃，可改善浸蚀作用或减少浸蚀时间。
为了确保晶粒边界与试样基体有足够对比度，几个连续浸蚀与抛光的操作有时是必要的。对于直接硬化钢在试样选择前可进行回火处理。
2.3 测量
使用显微镜测量晶粒度，根据正文中第7条测定每一视场的晶粒度。
2.4 晶粒度测定方法
根据正文中第8条来确定测定结果。
2.5 表示
根据正文中第9条来表示符号（2）如下所示。
注（2） Gb：Bechet-Beaujard法。
附录2（标准的附录）j控制氧化的Kohn法
前言：本附录2 是根据ISO643：1983钢的铁素体和奥氏体晶粒度显微测定法，不作任何技术内容修改编制的。
在本附录中，下划线部分是原国际标准增加部分。
1 范围
本附录已规定了控制氧化的Kohn法。此法显示了经给定热处理温度下奥氏体化的晶粒边界优先氧化的奥氏体晶粒图形。
2 试验方法
2.1 试样准备
试样——表面需抛光，试验表面余下的部分不应显出任何氧化的痕迹，将试样放试验管内，管内应保持1Pa的真空或通入隋性气体（如纯净的氢气）。在特许的热循环状态下（加热速度、温度、保温时间）产生奥氏体。如不是这样，使用国际标准对特定产品所给出的状态。在加热要结束时，向管内通入空气10～15秒，随后水淬，通常可直接使用显微镜（1）进行检验。
注（1）：如果试样存在严重氧化，附在预先抛好的表面的氧化物，应用轻抛的方法将其去掉，注意保留形成晶界的氧化物网，抛光应使用有效方法进行。然后使用Vilella 试剂对试样浸蚀：
苦味酸（结晶）1g
盐酸（ρ20=1.19g/ml）5ml
酒精或Benedicks试剂 100ml
亚硝基苯磺酸（metanitrobenzene sulfonic acid）5ml
酒精 100ml
2.2 测量
边界的优先氧化显示出奥氏体晶粒图样，如果恰当进行准备，非氧化物的颗粒将出现在晶粒边界上。在某种情况下，有必要使用斜照明，以显出浮雕状的边界。
根据正文7条，测定每一个视场晶粒度。
2.3 晶粒度测定方法
根据正文中第8条对测量结果的确定。
2.4 表示
根据正文第9条表示符号（2）如下：
注（2）：Gk：Kohn法
附录3（标准的附录）计算方法
前言：本附录3是根据ISO643：1983 钢的铁素体及奥氏体晶粒度显微测定法，不加任何技术内容修改编制的。
本附录中下划线部分是在原国际标准上附加的。
1 范围
本附录3规定了由测量晶粒度级别计算晶粒度的方法。
2 测量方法
2.1 测量
按下述规定使用显微镜测量晶粒度。视场尺寸大小应是在摄影房（或在显微照片上）79.8mm直径的圆（面积5000mm2）内所包括的面积。
上述的方法也可用边长70.7mm的方形（同样面积5000mm2）或80.0mm×62.5mm 的长方形所包括的面积图象的线性放大倍数应该是这样，能使观察视场内最少有50个晶粒的计数，但大体来说，图象的线性放大倍数是100倍。此时，试样上实际面积是0.5mm2（见附录3图1），计算完全内圆内的晶粒数n1，和与圆周相截的晶粒数n2。2.2 晶粒度测定方法
使用观测圆内的晶粒数n1和相截的晶粒数n2，经公式（1）至公式（7）计算后测定晶粒度级别。
等效晶粒总数：n100=n1+n2/2 (1)
试样表面上每平方毫米的晶粒数： m=2n100(2)
或在放大倍数g下：m=2(g/100)2.ng (3)
或m=2k2ng (4)
式中k=g/100 (5)
实际晶粒的平均直径（mm）dm=1/m (6)
实际晶粒的平均面积（mm2）a=1/m (7)
一个名义值m对应G的每一个值。晶粒度级别应测定在附录3表1所规定内容。
2.3 表示
根据正文中第9条来表示，符号（1）如下：
注（1）：G（count）：计算法。
附录3 图1 圆内面积所包括晶粒数的测定
附录3 表1 晶粒度级别评定与各参数的关系
每平方毫米内晶粒数，m
晶粒度指数，G
名义值
界线值
＞至≤
-3 1
0.75
1.5 -2 2 1.5 3 -1 4 3 6
0 8 6 12
1 16 1
2 24
2 32 24 48
3 6
4 48 96
4 128 96 192
5 256
192
384 6 512
384
768 7 1024
768
1536 8 2048
1536
3072 9 4096
3072
6144 10 8192
6144
12288
附录4 截距的表征
前言：本附录4是根据ISO643：1983 钢的铁素体或奥氏体晶粒度显微测定法所规定的（晶粒度截距表征，不加技术修改而编制。）
本附录下划线部分是在原国际标准上添加的。
1 范围
本附录4规定了（晶粒度）截距表征方法。
注：应在显微镜投影屏或代表视场的照片上计算测量线与晶粒相交的数目，可用两种方法计算截点数给同一结果。测量线可以是直线或是圆，附录4图1中的测量网络就是使用的测量网格的种类。
测量网格只能对测量视场使用一次，随机选用恰当的视场以获得有效的计数。
2 试验方法的分类
a) 线截距法。
b) 圆截距法。
3 试验方法
3.1 线截距方法
如附录4图1所示，测量线由4条总长度500mm直线所组成，这样排列可以减少晶粒各向异性的影响，垂直或水平的线用于测量不同方向的晶粒度，两条线之一放在要求方向上，选取的放大倍数，应使每次测量最少可获得50 以上的截点。
注：在7所述的Snyder-Graff方法代表了应用于工具钢（高速钢）的线截距方法。
3.1.1 计算截距情况：当测量线段终点在晶粒内，该晶粒截距计作1/2 。
3.1.2 计算截点的情况
a) 当测量线段端正好与边界相接计作0.5。
b) 当测量线与晶界相切，也计作一个截点。
c) 截点与三晶粒接合处相接，计作1.5截点。
d) 在不规则的晶粒，当测量线将同一晶粒一分为二，按2截点计算。
3.2 圆截距法
如附录4图1所示测量线由三个同心圆组成，或一个圆。
如图1所示，网格的三个圆总长度为500mm，选择的放大倍数应能使放置在检验视场上的测量网格，最少能获得50以上的截点。
关于单圆、使用最大圆周是250mm，此时，放大倍数应能使获得最少25截点。圆截距法注意到稍高的截距值和稍低截点数。为了弥补这个问题，三点产生的截点应计为2个截点，而不是1.5个。这是线截距法所致。
4 结果评定
几次在不同视场上测量截点，可以获得平均截点数N
如L是测量线长度，每毫米平均截点数N L为：N L =N/L
截距平均值L按下式计算：L=1/N L
对于非等轴结构，可在三个截面上分别测定截点数：
1). 纵向截面
2). 横向截面
3). 法向截面
每毫米平均截点数N L按下述公式计算：N L=（Nx+Ny+Nz）/3
式中：Nx：纵截面每毫米平均截点数
Ny：横截面每毫米平均截点数
Nz：法截面每毫米平均截点数
注：1) 不同大小指数晶粒度级别的晶粒（混晶）
在某些情况下，检验面上可能包括属于两种或更多大小指数的晶粒，这些可通过明显不同于整体的某些晶粒的存在来加以识别。例如，通过测量两个或几个尺寸的晶粒，连同它们出现频数和位置进行计数。
2) 孪晶：除非另有规定外，孪晶当作单个晶粒计（见附录4图2）。
3) 非等轴晶：晶粒度的表示可以通过两相互垂直的坐标上所获得的晶粒尺寸之比来完成。轧材就是其中之一，近似的晶粒级别所截的长度和这些长度的比率。
5 评定方法
测量结果的评定方法如下：
指数G（ASTM）=0，相当于平均截距为32.0mm。放大倍数为100时所测的结果。
指数G（ASTM）按下述公式运用平均截距（L）或单位长度平均截点数（N L）来计算：
G（ASTM）=-3.2877-6.6439㏒10L
G（ASTM）=-3.2877-6.6439㏒10N L
6 表示
根据正文第9条表示符号（1）如下所述：
注（1）：G（ASTM）:通过截距（晶粒度的）评定的指数G（ASTM）。
7 Snyden-Graff方法
7.1 范围
本方法是供经硬化并调质的高速钢应用线截距法测定奥氏体晶粒度所用。
7.2 准备
从硬化调质状态的产品上切取的试样不应再进行热处理。经抛光后，试样应用试剂，
10%（v/v）盐酸和3%（v/v）硝酸甲醇溶液来浸蚀，浸蚀时间为2-10分钟，有时需要
进行连续几次浸蚀抛光。根据产品所经受的热处理，试样表面或多或少被着色。
7.3 测量
在1000放大倍数下，计数125mm长测量线内与晶粒相截数目。随机的选择不同方
向的五个视场进行计数。
7.4 除另有规定外，五个视场晶粒截数的算术平均值表征该晶粒度，可从这个值来确定
（晶粒度）平均截距。
三圆测量网格尺寸单位:mm
直径周长
79.58 250.0
53.05 166.7
26.53 83.3
总计 500.0
图1 截距法用的测量网格
图2 晶粒孪晶数的评定
翻译：曾文涛整理：谷强
奥氏体晶粒度测定
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。
关于氧化法检验钢的奥氏体晶粒度的试验
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。
摸索奥氏体晶粒度的显示方法
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
金相实验报告——晶粒度测定
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
钢的奥氏体晶粒大小的测定
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）
JIS G0551-1998 钢的奥氏体晶粒度测定法(中文)
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(1)
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
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，
实验一 钢的奥氏体晶粒度的测定及评级方法
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。
20143修订实验一 晶粒度的测定及评级方法
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
钢的奥氏体晶粒度试验中影响晶粒大小因素的研究
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℃。
低合金钢奥氏体晶粒度显示方法的研究重点
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
奥氏体晶粒度测定
实验钢的奥氏体晶粒度的测定 在钢铁等多晶体金属中，晶粒的大小用晶粒度来衡量，其数值可由下式求出: 式中：n —显微镜放大100倍时，6.45cm 2⑴n 2 ）面积内晶粒的个数。 N —晶粒度 奥氏体晶粒的大小称奥氏体晶粒度。钢中奥氏体晶粒度，一般分为 1?8等8个等级。其中 1级晶粒度晶粒最粗大，8级最细小（参看 YB27 —64）。 奥氏体晶粒的大小对以后冷却过程中所发生的转变以及转变所得的组织与性能都有极 大的影响。因此，研究奥氏体晶粒度的测定及其变化规律在科学研究及工业生产中都有着重 要的意义。 一、奥氏体晶粒度的一般概念 奥氏体晶粒按其形成条件不同， 通常可分为起始晶粒、 实际晶粒与本质晶粒三种， 它们 的大小分别以起始晶粒度，实际晶粒度与本质晶粒度等表示。 1、起始晶粒度 在临界温度以上，奥氏体形成刚刚结束时的晶粒尺寸， 称起始晶粒度。起始晶粒度决定 于奥氏体转变的形核率（n ）及线生长速度（c ）。每一平方毫米面积内奥氏体晶粒的数目 N 与n 及c 的关系为 N =1.01 -[ 2. 丿 由上式可知，若n 大而c 小，则起始晶粒就细小。若 n 小而c 大则起始晶粒就粗大。 在一般情况下n 及c 的数值决定于原始组织的形态和弥散程度以及加热时的加热速度等 因素。 由于在珠光体中存在着大量奥氏体形核部位， n 极大。故奥氏体的起始晶粒总是比较细 小的。如果加热速度快，则转变被推向高温，奥氏体起始晶粒将更加细化。这是因为，随着 加热速度的增大和转变温度的升高， 虽然形核n 和c 都增大，但n 比c 增加的幅度更大。 表 1 — 6示出钢在加热时，奥氏体的 n 与c 数值与加热温度的关系，由表 1 —6中的数据可知。 相变温度从740 C 提高到800C 时n 增大280倍而c 仅增加40倍。 表 — 奥氏体形核（）和线生长速度（）与温度的关系 应当指出，奥氏体起始晶粒随加热速度的增大而细化的现象，只是在加热速度不太大时比 较明显。当加热速度很大时起始晶粒不再随之细化（见表 1— 7） 表— 力口热速度对起始奥氏体晶粒大小的影响
显示奥氏体晶粒度的方法
显示奥氏体晶粒度的方法 对于一些含合金元素的钢用饱和苦味酸溶液+5毫升洗洁精(我用雕牌的一种生姜洗洁精效果比其他像白猫牌的要好) 加热到55度左右浸蚀5~15分钟就能显示楼主所需要的实际晶粒度了原理应该就是电化学反应洗洁精起缓蚀作用因为晶界处容易腐蚀氧化在缓蚀剂的作用下晶粒内的组织被延后腐蚀晶界腐蚀程度加深所以容易看清楚奥氏体晶界要明白想在室温下测定非奥氏体钢的奥氏体晶粒度快速淬火后用以上试剂显示效果是比较理想的 对于中碳（合金）结构钢淬火+高温回火（调质）后晶粒度检测时，往往较难有效的浸蚀出晶粒（原奥氏体晶界），越是回火组织均匀（均匀回火索氏体）越难。推荐：用饱和苦味酸+几滴盐酸+几滴饱和FeCl2+几滴洗洁精浸蚀效果较佳。 金相腐蚀剂 除某些非金属夹杂物、铸铁中的石墨相、粉末冶金材料中的孔隙等特殊组织外，经抛光后的试样磨面，必 须用浸蚀剂进行“浸蚀”，以获得（或加强）图象衬度后才能在显微镜下进行观察。获得衬度的方法很多，据获得衬度过程是否改变试样表面，可分为不改变表面方法，如光学法，和改变试样表面方法，如电化学浸 蚀法、物理浸蚀法两大类。 最常用的浸蚀方法是化学浸蚀法。纯金属或单相金属的浸蚀是一个化学溶解过程。晶界处由于原子排列混 乱，能量较高，所以易受浸蚀而呈现凹沟。各个晶粒由于原子排列位向不同，受浸蚀程度也不同。因此，在 垂直光线照射下，各部位反射进入物镜的光线不同，从而显示出晶界及明暗不同的晶粒。两相或两相以上合 金的浸蚀则是一个电化学腐蚀过程。由于各相的组织成分不同，其电极电位亦不同，当表面覆盖一层具有电 解质作用的浸蚀剂时，两相之间就形成许多“微电池”。具有负电位的阳极相被迅速溶解而凹下；具有正电 位的阴极相则保持原来的光滑平面。试样表面的这种微观凹凸不平对光线的反射程度不同，在显微镜下就能 观察到各种不同的组织及组成相。 浸蚀时可将试样磨面浸入浸蚀剂中，也可用棉花粘取浸蚀剂擦拭试样表面。根据组织特点和观察时的放大 倍数，确定浸蚀的深浅，一般浸蚀到试样磨面稍发暗时即可。浸蚀后立即用清水冲洗，必要时再用酒精清洗 。最后用吸水纸吸干，或用吹风机吹干。 某些贵金属及其合金，化学稳定性很高，难以用化学浸蚀法显示出组织，可采用电解浸蚀法。如纯铂，纯 银，金及其合金，不锈钢，耐热钢，高温合金，钛合金等。此外还有其他的显示法如阴极真空浸蚀法、恒电位显示法、薄膜干涉显示法等。对不同的材料，需选用不同的浸蚀剂。 常用浸蚀剂可参考下表：
钢热处理工艺中奥氏体晶粒大小及影响因素
钢热处理工艺中奥氏体晶粒大小及影响因素 提示： 1．奥氏体晶粒度奥氏体的晶粒大小将直接影响钢在热处理以后的组织和性能，也是评定热处理加热质量的重要参数。奥氏体晶粒大小用晶粒度指标来衡量，晶粒度是指将钢加热到一定温度，保温一定时间后所获得的奥氏体晶粒大小。国家标准将晶粒度级别分为8级，如图4-4所示。图4-4 钢的标准晶粒度等级图钢在加热到相变点以上时 1．奥氏体晶粒度 奥氏体的晶粒大小将直接影响钢在热处理以后的组织和性能，也是评定热处理加热质量的重要参数。奥氏体晶粒大小用晶粒度指标来衡量，晶粒度是指将钢加热到一定温度，保温一定时间后所获得的奥氏体晶粒大小。国家标准将晶粒度级别分为8级，如图4-4所示。 图4-4 钢的标准晶粒度等级图 钢在加热到相变点以上时，刚形成的奥氏体晶粒都很细小，称为起始晶粒。如果继续升温或保温，将引起奥氏体晶粒长大。不同的钢在规定的加热条件下，奥氏体晶粒的长大倾向不同，如图4-5所示。从奥氏体晶粒长大的连续性来看有两种情况：一种是随加热温度升高晶粒容易长大，这种钢称为本质粗晶粒钢；另一种是随加热温度升高晶粒长大很缓慢，可一直保持细小晶粒，只有加热到更高温
度时，晶粒才迅速长大，这种钢称为本质细晶粒钢。 图4-5 奥氏体晶粒长大倾向示意图 钢中奥氏体晶粒的大小直接影响到冷却后的组织与性能。实际中奥氏体的晶粒越细小，冷却后钢的组织也越细小，其强度、塑性、韧性等力学性能越好，因此，在选用材料和热处理工艺上，获得细小的奥氏体晶粒，对工件使用性能和质量都具有重要意义。 2．影响奥氏体晶粒大小的因素 (1)加热温度和保温时间奥氏体起始晶粒是很细小的，随着加热温度升高，奥氏体晶粒逐渐长大，晶界总面积减少，系统能量降低。所以加热温度越高，在高温下保温时间越长，越有利于晶界总面积减少，导致奥氏体晶粒越粗大。 (2)加热速度。在连续升温加热时，奥氏体化过程是在一个温度区间内完成的。加热速度越快，转变的温度区间越高，原子的活动能力越强，形核率越大，有利于获得细小奥氏体晶粒。 (3)钢的组织和成分。钢的原始组织越细小，相界面的数量越多，奥氏体形核率增加，有利于细化奥氏体晶粒。 随奥氏体中碳的质量分数增加，奥氏体晶粒的长大倾向也增加，但当有残余渗碳体存在时，有阻止奥氏体晶粒长大的作用。另外，如果钢中含有稳定碳化物形成元素，如钨、钼、钒、钛等时，也会阻止奥氏体晶粒的长大。 锰和磷是促进奥氏体晶粒长大的元素，必须严格控制热处理时的加热温度，以免晶粒长大而导致工件的性能下降。