奥氏体晶粒显示及晶粒度的测定
材料制备与加工实验-金属部分-实验报告(样例)
成绩：批阅人：批阅日期：材料制备与加工实验金属部分实验报告学号:姓名:班级:2021实验一 奥氏体晶粒度的测定 一、实验目的 1、熟悉奥氏体晶粒的显示和晶粒度的测定方法。
2、测定钢的实际晶粒度。
3、验证加热温度、保温时间对奥氏体晶粒长大的影响规律。
二、实验结果与分析1、测定奥氏体晶粒度的目的：（1）由于奥氏体晶粒的大小直接影响钢冷却后所得到的组织和性能。
因此通过对奥氏体 晶粒度的测定，可以对钢的有关性能做出评估。
（2）本质晶粒的测定。
其实质是测定钢加热及保温时晶粒长大的 ，为确定热处理的加热温度和保温时间提供依据。
以保证获得细小的奥氏体晶粒。
2、奥氏体晶粒大小对组织和性能有什么影响？列举显示奥氏体晶粒的方法。
3、写出奥氏体晶粒显示方法、显微组织并评级 (100×)。
（1）45钢860℃空冷，正火法 晶粒度级别 ；黑块为 ；白网为（2）40Cr 淬火+高温回火 热蚀法 晶粒度级别 ；黑网为 ；基体组织为（3）45钢850℃油淬，一端淬火法 晶粒度级别 ；黑网为 ；基体组织为4、将相关照片放在本部分，并依据国标判定晶粒度级别。
（题目4提交电子版报告）100× 100× 100×实验二碳钢及合金钢热处理组织的观察与分析一、实验目的1、观察分析片状、球状珠光体的形态，了解不同含碳量及不同温度处理时珠光体的形态特征。
2、观察并分析钢的贝氏体组织形态。
3、观察各类型马氏体的组织形态。
了解钢化学成分对马氏体形态与性能的影响。
熟悉回火对淬火钢组织及性能的影响。
二、实验结果与分析1、判断下列照片中的材料标识是否正确（括号中填是或否），如不正确，请填写正确的钢号（备注：均为退火态，4%硝酸酒精溶液浸蚀）。
08钢（）若否，为钢20钢（）若否，为钢45钢（）若否，为钢65钢（）若否，为钢2、依据下图碳钢退火态组织形貌，确定此碳钢的碳含量。
3、贝氏体是钢经奥氏体化后，过冷到中温区转变的产物，就其组织组成而言，仍然是与的混合物，但其金相形态与珠光体不同。
奥氏体晶粒显示及晶粒度的测定教程文件
奥氏体晶粒显示及晶粒度的测定教程文件一、奥氏体晶粒显示在金相显微镜下观察金属材料的组织时，为了研究材料的奥氏体晶粒大小、形态和分布等性质，需要加入化学试剂，在经过水洗、酸洗、水洗，烘干后进行显微观察。
下面我们分别介绍样品制备和观察方法。
1、样品制备（1）磨削和抛光使用砂纸或研磨布对试样进行磨削，先铁氧化活化，主要是为了去除表面的薄层氧化物，使其表面平整。
然后使用了150目或200目的砂纸或研磨布进行磨削，直到表面平整，再使用2000目或2500目的研磨布进行抛光，获得较好的光洁度，以便于金相显微镜下观察。
（2）腐蚀将试样放入腐蚀试液中，试液可以是： 3%硝酸、酸化硼酸、 5%氢氟酸等。
腐蚀时间要控制在合适的范围内，通常为数秒至数分钟不等。
腐蚀后同时进行多次水清洗，水清洗时间要较久，以保证清洗干净。
2、观察方法奥氏体晶粒可以使用显微镜在金相台下观察，需要放上阳极片，在显微镜的镜片下方插上相片插座，然后可以通过目镜和物镜来观察晶粒。
A型奥氏体晶粒：这类晶粒不容易出现孪晶现象，其晶界比较清晰。
颜色为深褐色至浅金色。
B型奥氏体晶粒：这类晶粒通常呈孪生晶形，晶粒内部存在胞状结构。
颜色较明亮，为浅金黄色。
C型奥氏体晶粒：这类晶粒属于低温下形成，一般在0-280℃的温度区间内。
其晶界不太清晰，常出现位错带。
颜色为深褐色。
奥氏体晶粒度是指材料中奥氏体晶粒大小的评价指标。
其测量方法一般是使用线条法或图像处理软件测量。
1、线条法该方法是通过金相显微镜下的目镜标尺或物镜标尺来测量晶粒大小。
研究者需要在显微镜下调整放大倍率和焦距，找到研究对象后，在其表面划出多条等距离的线条，然后统计跨过线条的晶粒个数，并计算平均直径，从而得到晶粒度的值。
2、图像处理软件测量该方法是通过数字化镜头在计算机中对图像进行处理，并通过软件计算晶粒大小的方法。
具体步骤为：将样品放在金相台下，通过数字化摄像机记录图像，然后将图像传入计算机中，并通过图像处理软件选取研究目标进行分析。
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。
相变原理指导书
河北工业大学材料学院《相变原理》课程实验指导书200 6年05月实验一：奥氏体晶粒度的显示和测定一、实验目的1. 熟悉奥氏体晶粒的显示和晶粒度的测定方法2. 测定本质晶粒度和实际晶粒度3.验证加热温度、保温时间对奥氏体晶粒长达的影响二、实验说明奥氏体的晶粒度可分为：起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度三种。
起始晶粒度是指珠光体刚刚全部转变为奥氏体晶粒时的晶粒度。
实际晶粒度是指钢在具体加热条件下，实际获得的奥氏体晶粒度。
本质晶粒度则是表示在规定的加热条件下奥氏体晶粒长大倾向性的高低，而不是晶粒大小的实际度量。
钢件加热时形成的奥氏体晶粒及其大小对以后冷却时所形成的组织的机械性能和工艺性能都有很大的影响，所以生产中常需要测定奥氏体晶粒的大小。
冶金部规定，对许多结构钢出厂前需检查奥氏体的本质晶粒度，据YB27—64部颁标准规定，测定奥氏体本质晶粒度是在930℃保温3小时后进行。
奥氏体晶粒大小的测定包括两个步骤：即奥氏体晶粒的显示和奥氏体晶粒尺寸的测定和评级。
1. 显示奥氏体晶粒的方法①渗入外来元素的方法钢在奥氏体状态时，用氧、碳或其它元素渗入钢中，利用晶界比晶内有较大的化学活波性的特性，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格显示出高温奥氏体晶粒轮廓，这类方法常用的有渗碳法，氧化法等。
这类方法虽广泛应用，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。
同时实验方法也较为复杂。
②控制冷却速度法A．网状铁素体法：此法适用于含碳量0.25～0.6%Cde4 亚共析钢，它利用先共析铁素体优先在晶界析出且呈网状分布，所以可借显示铁素体网格来测定奥氏体晶粒大小，但不同钢材的冷却速度要经多次实验，方可获得网格铁素体的理想冷却速度，并且一旦冷速有变化，则将改变铁素体网格的分布，这就影响了测量精确度。
B．网状渗碳体法：适用于过共析钢，利用在退火时沿晶界析出网状渗碳体来显示奥氏体晶粒。
钢的晶粒度测定
计算
m=∑ab/∑b
其中 m——平均晶粒度 a——各视场中的晶粒度级别 b——视场数
20钢 退火 100X
3）、氧化法 含碳0.35~0.60%的碳钢和
合金钢。
4）、直接淬火硬化法 含碳量小于或等于0.35的
钢样。经热处理后，显示出完全 淬硬为马氏体的原始奥氏体晶粒 形貌。
25钢 900℃加热 保温1h 淬火马氏体
5）、网状渗碳体法 过共析钢（一般含碳大于
1.00%的碳钢），如没有特别规 定，均在820+10℃下加热。至 少保温30分钟，以足够缓慢的速 度随炉冷却至低于临界温度以 下，使奥氏体晶界上析出渗碳体 网。
钢氏体晶粒度的显示 和实际晶粒大小的测定。
二、实验原理
（一）、晶粒显示方法 1、铁素体钢的奥氏体晶粒度 1）、渗碳法 渗碳钢采用渗碳法显示奥氏
体晶粒度。
渗碳层的过共析区的奥氏体晶界析出的渗碳体网 100X
2）、网状铁素体法 含碳0.25~0.60%的碳
钢，含碳0.25~050%的合金钢。
来评定晶粒度的。 适用于等轴晶粒的
完全再结晶材料或铸态材料。
标准评级图
2、弦计算法 先将待测试样选择有代表性的部位置于100X下观察，当晶 粒过大或过小时，倍数可适当缩小或放大，使视场内直径上不 少于50个晶粒为限。 用所测量目镜上选择出几条足够长的线段（长度相等），
数出直线截的晶粒总数，线段端部未被完成交截的晶粒应按一 个晶粒计算，然后按下列计算弦的平均长度，查表确定晶粒度 级别。
热处理状态。 2）、考虑到奥氏体钢出现孪晶会混淆
晶粒计数，显示晶粒形貌应采用适当的腐
蚀剂，使孪晶显示尽量降到最低的程度。 晶界腐蚀法最常用的试剂为100ml饱和苦味 酸水溶液+0.5~1%烷基磺酸钠，或100ml饱 和苦味酸水溶液+0.5~1%白猫洗洁剂，腐蚀 2~5分钟。
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：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。
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（4）网状渗碳体法适用于含碳量大于1.0%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。
图1 过共析钢的状渗碳体(×100)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。
实验四 钢的奥氏体晶粒度的显示与测定
实验
二.实验原理
1.奥氏体晶粒度的显示 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,可根据不同的 钢种选用相应的方法。
氧化法、渗碳法、网状渗碳体法、网状铁素体法 （1）氧化法 适用于碳钢和合金钢。
方法是:将试样表面细磨、预抛光，然后将抛光面朝上置于热处理炉中, 一般在860±10℃下加热1小时后淬入冷水或盐水中。再根据表面氧化情况, 将试样倾斜10～15°磨制,但不可把氧化皮全部磨掉,然后进行短时间抛光, 浸蚀（4%苦味酸酒精溶液），可显示出氧化物沿晶界分布的奥氏体晶粒形貌。 采用氧化法显示晶粒时，经常因氧化过重或磨掉深度过浅使奥氏体晶内的嵌 镶块边界也与晶间一同被氧化后并显示，同时试样也容易受奥氏体化前期低 温氧化的影响，因此往往在试样表层遗留下细晶的假相。若加热时保护不当 产生全脱碳区，也要出现假的大晶粒。
四.实验方法
1.本实验采用网状渗碳体法/铁素体网法显示奥氏体晶粒，采用比较法 评定奥氏体晶粒度。
2.试样采用特定的温度（1）45钢870度加热保温30分钟后冷却到760度 保温1小时后以生成铁素体网；（2）GCr15钢加热到920度保温30分钟后随 炉冷却后至550以下出炉空冷。
3.制备试样 4.金相试样在放大100倍的金相显微镜下观察奥氏体晶粒度显示清晰部 位,与标准的评级图（×100）对比评定出奥氏体晶粒度。 5.每位同学个领一块试样，观察并测量。然后和其他同学试样及评定的 结果比较，做好记录。
网状铁素体法适用于测定亚共析钢的奥氏体晶粒。 其过程是将试样加热到930℃±10℃，保温3小时后再根据钢种不同，选 择适当的冷却方法（可直接水冷、油冷、空冷、炉冷或等温冷却等），将 试样冷却。试样处理后，用硝酸或苦味酸酒精溶液腐蚀，以便显示出围拢 在腐蚀变黑的组织（珠光体、贝氏体或马氏体）周围的网状铁素体；铁素 体所环挠面积的尺寸即为原奥氏体晶粒的大小。
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1. 45钢800℃加热 –氧化法
2. 45钢900℃加热 –氧化法
3. 45钢990℃加热 –氧化法
钢种一定，加热温度升高，则晶粒尺寸增大
4. 9SiCr钢800℃加热 –氧化法
5. 9SiCr钢900℃加热 –氧化法
6. 9SiCr钢990℃加热 –氧化法
钢种一定，加热温度升高，则晶粒尺寸增大
晶 粒 度 号
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
晶粒的弦平均长度d（mm） 0.875 0.650 0.444 0.313 0.222 0.157 0.111 0.0783 0.0553 0.0391 0.0267 0.0196 0.0138 0.0098 0.0069 0.0049
晶粒度级数与放大倍数之间关系
放大100倍 其它放大倍数
晶
-1 0 1 2 1 3 2 4
粒
3 5 1 4 6 2 1
度
5 7 3 2
级
6 8 4 3
数
7 8 9 10
50 200 300
5 4
6 5
7 6Βιβλιοθήκη 8 7400500
1
2
1
3
2
4
3
5
4
6
5
晶粒度号与弦的平均长度的关系 ( d=总长度/晶粒总个数)
奥氏体晶粒显示及晶粒度的测定
一、实验目的： 1. 掌握一种奥氏体晶粒的测定方法 2. 研究钢的化学成分和加热温度对奥氏体晶粒大小的影响 二、实验内容及概述： 1. 奥氏体晶粒的显示方法：（1） 氧化法 ；（2） P网法；（3）F（或Fe3C） 网法；（4）渗碳法；（5）淬硬件在250℃回火法；（6）加热缓冷法。 2. 奥氏体晶粒度的评定：（1）比较法；（2）计算法 3. 三种钢、三种温度下的奥氏体晶粒的显示方法（见下表）
7. T10钢800℃加热 –氧化法
8. T10钢900℃加热 –氧化法
9. T10钢990℃加热 –氧化法
钢种一定，加热温度升高，则晶粒尺寸增大
晶粒度号与弦的平均长度的关系
晶 粒 度 号
( d=总长度/晶粒总个数)
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
晶粒的弦平均长度d（mm） 0.875 0.650 0.444 0.313 0.222 0.157 0.111 0.0783 0.0553 0.0391 0.0267 0.0196 0.0138 0.0098 0.0069 0.0049
奥氏体晶粒度的测定试样
序号 1 2 3 4 5 6 7 试样名称 45 45 45 9SiCr 9SiCr 9SiCr T10 处理状态 800 ℃加热 氧化法 900℃加热 氧化法 990℃加热 氧化法 800℃加热 氧化法 900℃加热 氧化法 990℃加热 氧化法 800℃加热 氧化法 浸蚀剂 盐酸苦味酸酒精溶液 盐酸苦味酸酒精溶液 盐酸苦味酸酒精溶液 盐酸苦味酸酒精溶液 盐酸苦味酸酒精溶液 盐酸苦味酸酒精溶液 盐酸苦味酸酒精溶液
8
9
T10
T10
900℃加热 氧化法
990℃加热 氧化法
盐酸苦味酸酒精溶液
盐酸苦味酸酒精溶液
注：氧化方法处理后，晶界呈黑色网状
晶粒弦平均长度（d，单位mm ）的计算方法
d1=长度/晶粒个数
d= d2=长度/晶粒个数
d3=长度/晶粒个数 每个样上测三次取其弦长平均值，即d=总长度/晶粒总 个数。然后由d值查晶粒度号与弦的平均长度的关系表 即可得知晶粒度级。