钢的奥氏体晶粒大小的测定

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材料制备与加工实验-金属部分-实验报告(样例)

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。

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

实验一钢的奥氏体晶粒度的测定及评级方法摘要:本实验旨在通过显微镜观察和图像分析的方式测定一钢的奥氏体晶粒度,并采用标准评级方法对其进行评级。

实验结果表明,通过合理的样品制备和图像分析方法,可以准确测定奥氏体晶粒度,并通过评级方法将其进行评级。

引言:奥氏体晶粒度是金属材料中晶粒大小的衡量指标之一,对于材料的力学性能和耐热性能具有重要影响。

因此,测定和评级奥氏体晶粒度对于材料性能的研究和工程应用具有重要意义。

实验方法:1.样品制备选取一段一钢材料,先将样品磨平,并在样品表面涂抹腐蚀剂。

然后,使用电火花线切割机将样品切割成所需形状。

最后,使用金相切割机将样品用金相样品片尺寸切割成标准形状,并用细砂纸进行打磨,去除表面氧化层。

2.显微镜观察将样品片放置在显微镜台上,使用透射式显微镜观察样品表面奥氏体晶粒的形态和大小。

注意调节合适的亮度和对比度,以获得清晰的图像。

3.图像采集和处理使用数字相机或显微相机采集样品的显微镜图像,并导入计算机进行图像处理和分析。

使用图像处理软件测量奥氏体晶粒的尺寸和数量。

4.奥氏体晶粒度的测定通过图像分析软件,测定每个奥氏体晶粒的尺寸,并计算其平均晶粒尺寸。

可以使用线性拟合或直方图分析等方法进行晶粒尺寸的测定。

5.奥氏体晶粒的评级根据国际标准或相关材料研究的评级标准,将测得的奥氏体晶粒尺寸进行评级。

根据研究要求,可以分为优等级、良好级、及格级和不及格级等。

结果与讨论:经过以上实验步骤,获得了一钢材料的奥氏体晶粒的显微镜图像。

通过图像处理软件测定了奥氏体晶粒的尺寸,并计算得到其平均晶粒尺寸。

根据国际标准,将测得的奥氏体晶粒尺寸进行评级,并给予相应的等级。

结论:本实验通过显微镜观察和图像分析的方法准确测定了一钢材料的奥氏体晶粒大小,并根据评级标准对其进行了评级。

实验结果表明,通过合理的样品制备和图像分析方法,可以准确测定奥氏体晶粒度,并通过评级方法将其进行评级。

1.杨文宇,张书宇,李涵。

原始奥氏体晶粒度的测定

原始奥氏体晶粒度的测定

原始奥氏体晶粒度的测定奥氏体是一种常见的金属组织,具有良好的力学性能和耐磨性。

奥氏体的晶粒度对于金属材料的性能有着重要的影响。

因此,准确测定奥氏体的晶粒度对于研究材料的性能和应用具有重要意义。

测定奥氏体的晶粒度可以采用多种方法,其中最常用的是线性拦截法和金相显微镜法。

下面将分别介绍这两种方法的原理和操作步骤。

线性拦截法是一种简单而有效的测定奥氏体晶粒度的方法。

其原理是通过在金相显微镜下观察金属组织的截面,利用线性拦截法测量奥氏体晶粒的线性尺寸,然后根据晶粒形状的假设计算出晶粒度。

具体操作步骤如下:1. 制备金属材料的截面样品。

首先将金属材料切割成所需的尺寸,并将其研磨和抛光,使其表面光滑。

2. 在金相显微镜下观察样品的截面。

调整显微镜的焦距和放大倍数,找到奥氏体晶粒的清晰边界。

3. 在奥氏体晶粒的边界上放置一条线性尺寸,如一条刻度尺或一条直线。

4. 在显微镜下测量线性尺寸。

使用显微镜的目镜和物镜,测量线性尺寸的长度。

5. 重复测量多个奥氏体晶粒的线性尺寸。

为了提高测量结果的准确性,可以在样品的不同位置和不同方向上进行多次测量。

6. 计算奥氏体晶粒的平均线性尺寸。

将测量得到的线性尺寸求平均值,即可得到奥氏体晶粒的平均线性尺寸。

7. 根据晶粒形状的假设计算奥氏体晶粒度。

根据奥氏体晶粒的假设形状,如球形或立方形,使用相应的公式计算奥氏体晶粒度。

金相显微镜法是另一种常用的测定奥氏体晶粒度的方法。

其原理是利用金相显微镜的高分辨率观察奥氏体晶粒的形状和大小。

具体操作步骤如下:1. 制备金属材料的金相显微镜样品。

首先将金属材料切割成所需的尺寸,并将其研磨和抛光,使其表面光滑。

2. 在金相显微镜下观察样品。

调整显微镜的焦距和放大倍数,找到奥氏体晶粒的清晰边界。

3. 使用金相显微镜拍摄奥氏体晶粒的图像。

将奥氏体晶粒的图像保存下来,以备后续的测量和分析。

4. 在图像上测量奥氏体晶粒的尺寸。

使用图像处理软件,测量奥氏体晶粒的尺寸和形状参数,如面积、周长和等效直径。

钢的晶粒度测定

钢的晶粒度测定
dnlzmd弦的平均长度n线段条数一般3l每条线段长度mm一般取50mmz相截晶粒总数m放大倍数30crmnti原始奥氏体晶粒三晶粒度的数值表示晶粒度表示法常分两种1优势表示法如果优势晶粒度占视场90以上即可写成一种晶粒度如果测量的混合晶粒度占优势的级别写在前面如78级75级表示占优势的晶粒度级别为7综合表示法晶粒度评定取510个平均晶粒度级别可有下式计算其中m平均晶粒度a各视场中的晶粒度级别b视场数
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

原始奥氏体晶粒度的测定

原始奥氏体晶粒度的测定

原始奥氏体晶粒度的测定奥氏体是一种重要的金属组织结构,在金属材料的加工和性能中起着重要的作用。

奥氏体的晶粒度是指奥氏体晶粒的尺寸和分布情况,对材料的力学性能、耐热性、耐腐蚀性等起着重要的影响。

因此,准确测定奥氏体晶粒度对于材料的研究和应用具有重要意义。

奥氏体晶粒度的测定方法有很多种,常用的方法包括金相显微镜法、电子显微镜法、X射线衍射法等。

其中,金相显微镜法是最常用的一种方法。

下面将详细介绍金相显微镜法测定奥氏体晶粒度的步骤和注意事项。

样品的制备非常关键。

样品应该是金相试样或金属材料的切片样品。

样品制备步骤包括材料的切割、打磨、精磨和抛光等。

切割要求刀口平整,打磨要求逐渐细磨,抛光要求表面光洁度高。

样品制备完毕后,可以进行金相试样的腐蚀处理,以显现奥氏体组织。

使用金相显微镜观察样品。

金相显微镜是一种特殊的显微镜,它可以对金属材料进行放大观察。

观察时,首先选择适当的倍数,使样品中的晶粒清晰可见。

然后,通过调节焦距和光源亮度,进一步优化观察效果。

观察时应注意避免光源干扰和镜头污染,以确保观察结果的准确性。

在观察奥氏体晶粒时,需要一定的经验和技巧。

奥氏体晶粒通常呈现出多边形或等轴状,大小不一。

观察时可以选择一些具有代表性的晶粒进行测量。

通过调节显微镜的焦距和光源亮度,可以清晰地观察到晶粒的边界和形状。

在观察过程中,应尽量避免晶粒的重叠和遮挡,以确保测量结果的准确性。

测量奥氏体晶粒的尺寸可以使用显微镜配备的目镜尺度或图像分析软件进行。

在使用目镜尺度测量时,需要将样品放在显微镜下,通过目镜尺度直接测量晶粒的大小。

在使用图像分析软件测量时,需要将样品放在显微镜下,将显微镜与计算机连接,并通过软件分析晶粒的图像,测量晶粒的大小和分布。

测量奥氏体晶粒的分布情况可以使用统计学方法进行。

常用的统计学方法包括平均晶粒尺寸、晶粒大小分布曲线等。

通过对多个样品的测量数据进行统计分析,可以获得奥氏体晶粒的平均尺寸和尺寸分布,进一步了解材料的晶体结构和性能。

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。

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(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。

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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)
中冷却,细心研磨,磨区试样表面的大部分氧化皮,保留晶界上的氧化物,再经抛光、浸蚀。

再显微镜下观察,即可显示奥氏体的氧化晶界。

为了获得正确的结果,操作过程中应注意以下几点:
a、试样出炉后应快冷:避免铁素体呈块状析出,避免与氧化的奥氏体晶界相混淆。

同时快冷后可能会有少量奥氏体析出,而是沿奥氏体晶界分布反而增强了奥氏体晶界的分辨。

b、掌握适量的磨量:如果磨量太少,只能观察到氧化膜而看不到奥氏体晶界。

而磨量太多,则氧化的奥氏体晶界将被全部磨掉。

因此建议将试样磨成一个斜面,当表面磨到大部分光亮时,其余部分呈灰黑色时,即可抛光浸蚀。

这样在磨面上就可找到一段合适的评级区域。

C、由于先形成的氧化晶界上的氧化物会阻碍奥氏体晶粒的长大,因此氧化层外部区域的晶粒较细。

为了获得正确的结果,应该靠近钢的内部而又具有完整氧化网络的区域来评级。

D、晶界的确定:经用浸蚀剂浸蚀后晶界上形成凹沟,在显微镜下不易观察只要调动微调,使物镜移近或移远试样,即可观察到白色或黑色网络状的奥氏体晶界。

2、网状法:
(1)、网状铁素体法:
网状铁素体法适用于含碳量为0.25—0.60%的亚共析钢。

试样加热到930℃保温3小时后,在730℃等温10分钟后淬火,200℃回火后,由于先共析铁素体沿奥氏体晶界析出。

制样、浸蚀后在显微镜下即可观察到沿晶界析出的铁素体网络,即高温下的奥氏体晶界。

含碳量大于60%的亚共析钢,由于先共析铁素体太少,无法形成较完整的铁素提网络,此法部适用。

(2)网状珠光体法:(屈氏体法)
本方法适用于碳含量接近于共析成分的亚共析钢和过共析钢。

试样(直径20mm长40mm)加热到930℃,保温3小时后迅速将试样一端(约1/3)淬入水中,而另一端在空气中冷却,由于试样从下端到上端冷却速度逐渐减小,沿试样轴向的组织由珠光体向马氏体过渡,当试样沿纵向磨区2mm后制成金相试样,在过渡区可清晰的看到围绕在马氏体晶粒周围的黑色屈氏体,黑色屈氏体网络即为高温下的奥氏体晶界。

(3)、网状渗碳体法:
网状渗碳体法适用于含碳量超过0.90%的钢种。

试样加热到930℃保温3小时后冷至600℃(冷却速度为80—100/h),使其碳化沿奥氏体晶界析出,试样经制样浸蚀后从而显示出高温下的奥氏体晶界。

(方法还有这里不多作介绍,以上方法只适合测定钢的奥氏体的本质晶粒度)。

3、化学试剂浸蚀法:(此法实用性较广,对一些成品零件及失效零件都普遍适用)
试样可经淬火,获得马氏体或贝氏体,有的钢经一定温度回火后,制成金相试样,用特殊的浸蚀剂浸蚀,可直接显示奥氏体晶粒。

此种方法的优点是在加热过程中,奥氏体晶粒不受外来因数的影响,能正确反映晶粒大小,不改变原有热处理工艺。

其缺点是针对不同的材料及回火工艺,要选择不同的浸蚀剂、温度及不同的浸蚀时间。

是近年采用的一种方法。

注;烷基苯磺酸钠是洗涤剂原料,此成分可用洗涤剂代替。

新洁尔灭是医用表面活性剂。

上述两者可抑制马氏体的出现,促使奥氏体晶粒显现。

(二)、评定奥氏体晶粒大小的方法:
评定奥氏体晶粒大小的方法有比较法与弦计法两种。

工厂再大量检验时都采用比较法,只在要精确测定时,才采用弦计法。

1、比较法:
比较法很简单方便,但精确度差。

比较法是在放大100倍的显微镜下观察奥氏体晶粒,与标准级别图相比较来确定其晶粒大小,级别图见图1—1
图1—1钢的奥氏体晶粒级别图(100倍)
标准级别图中级别越大晶粒越细。

如果由于晶粒过大或过细,需要选用比100倍大或小的倍数进行观察时,可按表2换算成100倍的标准级别进行记数。

由于在显微镜下观察到的奥氏体晶粒的大小,实际为晶粒截面的大小,若在大晶粒中出现极少量的小晶粒(面积<10%))实际是大晶粒的角的截面,不能代表实际晶粒的大小可以不予考虑。

但组织中大部分是小晶粒而混杂有少量大晶粒时,则属于奥氏体不均匀,这时应估计出不同大小的晶粒在视场中各占的面积百分比,占优势晶粒的面积≥90%可记录为此种晶粒级别。

否则应用不同的级别分别表示钢的晶粒度。

如:8级(75%);4级(25%)。

在钢铁材料中常见的晶粒度一般在1—8级的范围,其中1—3级属粗晶粒,4—6级属中等晶粒,7—8级属细晶粒。

2、弦计法:
当晶粒为等轴晶粒时则用此法进行计算,然后按表3换算成晶粒级别。

测定时先在整个试样上初步观察,然后选择具有代表性的部位及适当的放大倍数进行测量。

弦计法如图1—2所示,此法可利用一般的小型显微镜进行测量,需要配备带有刻度尺的10倍目镜。

首先把显微呈像及目镜中的刻度尺调节清楚,在不同的视场位置上测量三次,测量出刻度尺三次所截过的晶粒个数Z1、Z2、Z3后,在根据下列公式计算出每个晶粒所占弦的平均长度d。

d=3*L/Z1+Z2+Z3
L代表目镜中刻度尺的实际长度(显微镜在不同的倍数下必须进行实际测量)。

图1—2 弦计法示意图
除了用晶粒度与弦的平均长度来表示晶粒大小之外,还有一些其它的表示方法。

表3列出了晶粒度的其它表示方法。

四、实验步骤:
1、认真阅读实验指导书,了解钢的奥氏体晶粒显示的方法。

2、用比较法测定试样的奥氏体晶粒的级别。

3、用弦计法测定试样的奥氏体晶粒的级别。

五、实验报告要求:
1、简述钢的三种奥氏体晶粒的显示方法,优缺点及应用范围。

2、画图表示出用弦计法测量奥氏体晶粒的方法。

3、用弦计法测量奥氏体晶粒的级别,并与比较法相比较。

4、写出心得体会。

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