实验一：_金属平均晶粒度的测定
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测定及评级方法(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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（4）网状渗碳体法适用于含碳量大于%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。
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》）。
钢的晶粒度测定
T10钢 退火
珠光体+ 渗碳体网
6）、网状屈氏体法 对于使用其他方法不易显 示的共析钢，可选取适当尺寸 的棒 状试样，进行不完全淬火。 在原始奥氏体晶界将有少量细珠 光体（团状屈氏体）呈网状显示 出原始奥氏体晶粒形貌。
45钢
不完全淬火
淬火马氏体+屈氏体网 400X
2、奥氏体钢的晶粒度 1）、奥氏体钢的实际晶粒度取决于原 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。
（二）、晶粒度的测定方法 1、比较法 比较法是通过与标准评级图对比准评级图
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。 d=nL/ZM 式中 d——弦的平均长度 n——线段条数，一般3条 L——每条线段长度（mm），一般取50mm Z——相截晶粒总数 M——放大倍数
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。
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。
金属平均晶粒度金相检验报告(两篇)
引言概述：金相检验是一种通过显微镜观察金属材料的组织结构，以评估其力学性能和性质的方法。
金相检验中的关键参数之一是金属的平均晶粒度。
本文将对金属平均晶粒度金相检验报告进行详细阐述，以便更好地理解金属材料的微观结构和性能。
正文内容：一、取样方法1.从金属材料中选取代表性样品，并保证样品的表面光洁度。
2.使用金相显微镜将样品进行放大。
根据样品的大小和形状，可使用光学显微镜、扫描电子显微镜或透射电子显微镜等不同类型的显微镜。
二、样品制备1.将样品切割成适当的尺寸，并使用打磨机器或抛光机器对样品进行表面处理，以去除切割和加工过程中的瑕疵和污染物。
2.使用酸洗或电解抛光方法对样品进行进一步处理，以消除残留的氧化物和污染物。
三、金相显微镜观察1.将样品放置于金相显微镜的台面上，并根据需要调整镜头和光源的位置，以获得清晰的观察效果。
2.使用合适的显微镜镜头对样品进行放大观察。
根据样品的尺寸和要求，选择适当的放大倍数。
四、测量晶粒大小1.在金相显微镜的目镜上加装目镜微目，用来测量晶粒的尺寸。
根据晶粒的形状和大小，可以采用线性测量或面积测量。
2.选取样品中的多个晶粒进行测量，并求取其平均值。
可以在不同位置和方向上进行测量，以获得更准确的结果。
五、数据处理和结果分析1.将测得的晶粒尺寸数据记录下来，并计算出平均晶粒大小。
2.进行数据统计和图形化分析，以便更好地理解晶粒分布的特点和规律。
3.结合其他材料性质数据，对结果进行分析和解释。
例如，晶粒尺寸的变化可能与加工工艺、热处理和镀层等因素有关。
总结：金属平均晶粒度金相检验报告是通过对金属材料的组织结构进行观察和分析，以评估其力学性能和性质的重要方法之一。
本文详细阐述了金相检验中的取样方法、样品制备、金相显微镜观察、测量晶粒大小以及数据处理和结果分析等关键步骤。
通过金属平均晶粒度的检验，可以更深入地了解金属材料的微观结构和性能特点，为工程设计和材料选择提供参考依据。
引言概述：金属材料的晶粒度是指在经历了各种加工和热处理过程后，晶粒的尺寸和形态。
ASTM E112-10 平均晶粒度标准 -中文
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 锻铜和铜基合金的要求附件A5 特殊情况的应用附件A6 附录多个实验室的晶粒尺寸判定结果附录X1 参考附件附录X22、参考文献2.1ASTM标准E3 金相试样的准备E7 金相学有关术语E407 微蚀金属和合金的操作E562计数法计算体积分数的方法E691 通过多个实验室比较决定测试方法的精确度的方法E883 反射光显微照相指南E930 截面上最大晶粒的评估方法（ALA晶粒尺寸）E1181双峰分布的晶粒度测试方法E1382 半自动或全自动图像分析平均晶粒度方法2.2 ASTM附件2.2.1 参见附录X23 术语3.1 定义－参照E73.2 本标准中特定术语的定义：3.2.1 ASTM晶粒度——G,通常定义为公式（1）N AE为100倍下一平方英寸（645.16mm2）面积内包含的晶粒个数，也等于1倍下一平方毫米面积内包含的晶粒个数，乘以15.5倍。
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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，
5 + 100
400 = 9级， 则在100×下为9级。
换算公式：＜100×：A 晶粒度 = 标准晶粒度 - 放大倍数
100 ＞100×：A 晶粒度 = 标准晶粒度 +
100放大倍数
2.截点法：分为直线截点法和单图截点法
1）直线截点法 精度高
①每一小格刻度值
100×：0.01㎜；500×：0.0020㎜
②选择适当的放大倍数,画出数条直线，保证50个截点。
③数出每条直线上的截点数。
④利用公式来求平均截距
τ =
N
M L ∙ （用于金相照片） τ = N L （用于金相显微镜下测量） L ：所使用的测量网格长度，单位㎜；
N ：测量网格上的晶粒数目；
τ：检验面上晶粒截面间距的平均值。
⑤根据τ值查表，求出A 的晶粒度。
公式：G = -3.2877 +6.6439lg(
L
N M ∙) ⑥数截点时，应注意以下几点：
终端点正好接触到晶界时，应计为21个截点，测量线终点不是截点不予计算； 测量线与晶界相切时，应计为1个截点；
测量线明显与三个晶粒的汇合点重合时应计为1½个截点；
如果是不规则的晶粒，测量线会在同一个晶粒边界不同部位产生两个截点后又伸入形成新的截点，计算截点时应包括新的截点；
为获得合理的平均值，应选择3～5个视场，若精度不够时，应增加附加视场。
100㎜ 100㎜
三、实验仪器及材料
1．实验仪器：金相显微镜
2．试验材料：工业纯铁、20钢、45钢，均为退火态
四、实验内容及步骤
1．观察常见铁素体奥氏体钢晶粒度的组织；
2．计算所观察材料的晶粒度级别；
五、思考题
1．铁素体奥氏体钢晶粒度的显示方法？
2．晶粒度测定方法有哪几种？各有何特点？
计为3½个
截点
计为2½个
截点
计为5个
截点。