金相实验报告——晶粒度测定
晶粒度实验的体会
晶粒度实验的体会
晶粒度实验是材料科学中常见的一种实验方法，通过测量材料中晶粒的大小以及晶界的形态，可以了解材料的微观结构，从而对材料的性能进行分析和预测。
在我的研究工作中，我也进行了晶粒度实验，并从中获取到了一些有意义的结果和体会。
进行晶粒度实验需要制备样品。
在我的实验中，我选用了一种金属材料，将其切割成小块并进行打磨，使其表面光滑均匀。
然后，我对样品进行了热处理，使其在高温下形成晶粒较大的结构。
接下来，我对样品进行了金相显微镜观察，并使用图像处理软件对图像进行了处理，以便精确测量每个晶粒的大小和晶界的形态。
通过实验，我发现晶粒度对材料的性能有着很大的影响。
晶粒较大的材料具有较高的韧性和延展性，而晶粒较小的材料则具有较高的硬度和强度。
此外，晶界的形态也会对材料的性能产生影响。
如果晶界呈现出连续的曲线形状，则材料的韧性和延展性会更好，而如果晶界呈现出角状，则材料的强度和硬度会更高。
在实验中，我也遇到了一些问题。
例如，样品的制备和处理过程需要非常精细和耐心，否则会影响实验结果的准确性。
此外，测量晶粒大小的方法也需要选择适当，以确保测量结果的可靠性。
在我的实验中，我选择了线性拟合法进行晶粒大小的测量，这种方法可以减小测量误差，提高实验结果的可信度。
总的来说，晶粒度实验是一种非常有用的实验方法，可以为材料科学的研究工作提供重要的参考和支持。
通过实验，我们可以深入了解材料的微观结构和性能，为材料的设计和优化提供有力的依据。
在今后的研究工作中，我也将继续运用晶粒度实验的方法，深入探究材料的微观结构和性能特征。
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》）。
2014.3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)网状铁素体法对于含碳量为0.25％～0.60％的碳素钢以及含碳量为0.25％～0.50％的合金钢来说，如无特殊规定，则其含碳量低于或等于0.35％的试样可在900±10℃加热，含碳量大于0.35％时，可在860±10℃加热。
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。
晶粒度评级
材料实验中心
钢的晶粒度测定(参考YB27钢的晶粒度测定(参考YB27-77)
粒度号 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 计算的晶粒平均直径 (mm) 1.000 0.713 0.500 0.353 0.250 0.177 0.125 0.088 0.062 0.044 0.030 0.022 0.0156 0.0110 0.0078 0.0055 弦的平均长度 (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 0.0068 0.0048 一个晶粒的平均面积 (mm2) 1 0.5 0.25 0.125 0.0625 0.0312 0.0156 0.00781 0.00390 0.00195 0.00098 0.00049 0.00024 0.000122 0.000061 0.000131 在1mm3内晶粒的 平均数量 1 2.8 8 22.6 64 181 512 1448 4096 11585 32381 92682 262144 741458 2107263 6010518
直测计算法
(1) 利用物镜测微尺寸出目镜测微尺(或毛玻璃投影屏上的 刻尺)每一刻度的实际值。 选定物镜，并选用带有目镜测微尺的目镜。将物镜测微尺 置于样品台上，调焦、调节样品台，使物镜测微尺的刻度与目 镜测微尺(或投影屏上的刻度尺)良好吻合 。
图1 目镜和物镜测微尺的校正
金相显微分析技术
图２ 目镜测微尺的测量显示图
金相显微分析技术
材料实验中心
钢的晶粒度测定(参考YB27钢的晶粒度测定(参考YB27-77)
晶粒度的测定方法
晶粒度的测定方法晶粒度是指晶体内部的晶粒大小。
晶粒度的测定方法对于材料的性能和品质有着重要的影响。
下面将介绍几种常用的晶粒度测定方法。
1.金相显微镜法金相显微镜法是最常用的晶粒度测定方法之一、该方法基于金相显微镜的原理，通过对材料进行金相切片和腐蚀处理，观察切面上晶粒的形貌和大小来确定晶粒度。
该方法操作简便，适用于各种金属和合金材料的晶粒度测定。
2.显微照相法显微照相法是通过显微镜和照相设备对材料的显微组织进行观察和记录，然后利用显微照片进行晶粒度测定。
该方法可以对显微结构中的晶体进行精确的测量和分析，尤其适用于有细小晶粒的材料。
3.X射线仪测量法X射线仪测量法是利用X射线衍射原理来测定晶粒度的方法。
通过测量材料中的X射线衍射图样，利用布拉格方程计算晶格常数后，再结合织构测量等方法，可以推算出晶粒的尺寸和分布。
该方法适用于晶粒在纳米到微米尺寸范围内的测定。
4.电子背散射法电子背散射法是利用电子背散射器（EBSD）来测定晶粒度的方法。
EBSD可以通过对材料表面的电子背散射信号进行采集和分析，来获得晶粒的晶格方位和形貌信息。
该方法可以在纳米尺度下进行晶粒度测定，并可以对晶粒边界、晶胞取向和位错等进行研究。
5.中子衍射法中子衍射法利用中子的原理和特性对材料的晶格结构和晶粒度进行测定。
中子具有较好的穿透性和灵敏度，可以通过材料的散射响应来确定晶粒的大小和形貌。
该方法适用于各种晶体材料，在晶体结构研究和材料科学领域有重要的应用价值。
综上所述，晶粒度的测定方法有金相显微镜法、显微照相法、X射线仪测量法、电子背散射法和中子衍射法等。
不同方法适用于不同尺度和类型的晶体材料，可以根据需要选择合适的方法进行测定。
这些方法的应用能够提供关于材料结构和性能的有价值的信息，对于材料研究和工程应用都具有重要意义。
晶粒度实验的体会
晶粒度实验的体会一、实验目的及背景晶粒度是指晶体中晶粒的大小和形状，是材料科学中一个重要的物理量。
晶粒度对材料的力学性能、导电性能、磁性能等具有重要影响。
因此，测量晶粒度是材料科学中的一项基本实验。
二、实验原理实验中采用了金相显微镜观察样品表面，并通过计算得出样品中晶粒的平均直径。
具体步骤如下：1.将样品进行打磨和抛光处理，使其表面平整。
2.将样品放入金相显微镜中观察，并拍摄照片。
3.使用图像处理软件对照片进行处理，测量出每个晶粒的直径。
4.根据所得数据计算出样品中晶粒的平均直径。
三、实验过程1.制备样品：在实验室里选择了几个不同种类的金属材料，包括铁、铜和铝等。
首先对这些金属材料进行打磨和抛光处理，使其表面平整。
2.观察样品：将制备好的样品放入金相显微镜中观察，并拍摄照片。
在观察的过程中，需要注意显微镜的调节和样品的位置，以保证观察到清晰的图像。
3.处理图像：使用图像处理软件对拍摄的照片进行处理，测量出每个晶粒的直径。
在处理图像时，需要注意软件的使用方法和参数设置。
4.计算平均晶粒直径：根据所得数据计算出样品中晶粒的平均直径。
在计算过程中，需要注意数据的正确性和精度。
四、实验结果与分析通过实验测量得到了不同材料样品中晶粒的平均直径，并进行了比较分析。
结果显示，铁材料中晶粒平均直径最大，约为200微米；铜材料次之，约为100微米；而铝材料中晶粒平均直径最小，约为50微米。
这一结果符合预期，并与该材料在工业应用中所表现出来的力学性能、导电性能、磁性能等有关。
五、实验体会通过这次实验，我深刻认识到了晶粒度对材料性能影响的重要性。
同时，在实验过程中也学习到了许多实践技能和科学方法。
例如，在制备样品时需要注意精细的操作和耐心的等待；在观察样品时需要注意显微镜的调节和观察方法；在处理图像时需要掌握图像处理软件的使用方法。
这些技能和方法不仅对于材料科学研究有重要意义，也对于我的科学研究和日常生活有很大帮助。
晶粒度
实验报告班级姓名学号中北大学材料科学与工程学院实验中心一实验名称：钢的奥氏体晶粒度的测定二实验目的：(扼要说明研究对象、实验意义及作用等)（1）熟悉钢中奥氏体晶粒大小的测定方法。
（2）研究加热温度对奥氏体晶粒大小的影响。
三实验原理：(简要说明实验所依据的理论：包括重要的定律、公式及据此推算的重要结果) 钢中晶粒度的检测，是借助金相显微镜来测定钢中的实际晶粒度和奥氏体晶粒度的。
其显示及测量方法有渗碳法、氧化法、网状铁素体法、网状珠光体法、网状渗碳体法等几种。
1、渗碳法：（3%～4%硝酸乙醇溶液浸蚀）适用于渗碳钢，将试样装于固体渗碳介质中，加热至930±10℃，保温6h，缓慢冷却至室温，制备试样。
组织中的渗碳体网，显示A体晶粒大小。
2、网状铁素体法：（3%～4%硝酸乙醇溶液浸蚀）适用于含碳量为0.25～0.60%的碳钢，含碳量为0.25～0.50%的合金钢。
将抛光好的试样置于空气加热炉中（对于C%﹤0.35%时，炉温选在900±10℃，C%﹥0.35%时，炉温选在860±10℃），抛光面朝上，保温1h，空冷或水冷。
经抛光显示出沿原晶界分布的铁素体网。
3、氧化法：（15%盐酸乙醇溶液浸蚀）利用奥氏体晶界易氧化而形成氧化物这一特点，根据沿晶界分布的氧化物来测定奥氏体晶粒度的大小。
适用于含碳量为0.35%～0.6%的碳钢和合金钢，对于C%﹤0.35%时，炉温选在900±10℃，C%﹥0.35%时，炉温选在860±10℃，保温1 h，水冷。
4、网状渗碳体法（加热缓冷法）：（①3%～4%硝酸乙醇溶液②5%苦味酸乙醇溶液浸蚀）适用于过共析钢，在820±10℃至少加热30min，缓慢冷却（随炉）至低于临界温C网的原A 度，使A体晶界上析出渗碳体网，经磨制和浸蚀后，显示出沿晶界析出Fe3体晶粒形貌。
5、直接淬火硬化钢（腐蚀直接显示法）：（饱和苦味酸溶液加少量环氧乙烷聚合物浸蚀）C%≤0.35% 900±10℃加热；C%＞0.35% 860±10℃下加热；保温1h。
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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
式计算：G=2log2L/L1，因L=32毫米，2log2=5，所以G=10.0000-6.6439lgL1。
当放大倍数为1时，晶粒度级别按式G=3.2877-6.6439lgL1计算。
面积法：测定方法是将已知面积A的圆形测试网络位于测定晶粒的图像上，选用合适的放大倍数M，使视场内至少能获得50个晶粒，统计完全落在网络内的晶粒数N1和网线截割的晶粒数N2，计算出该面积内的晶粒数N和每评分毫米内的晶粒数N A。
晶粒度级别G=2.9542+3.3219lgN A
实验小结及感想：
经过晶粒度测定实验，基本熟练掌握了对样品的三种测定晶粒的方法，对材料的显微组织有了更深的了解和体会。
希望老师能对学生的实验报告给予批评和指导。