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| 标准编号 | GB/T 6394-2017 (GB/T6394-2017) | | 中文名称 | 金属平均晶粒度测定方法 | | 英文名称 | Determination of estimating the average grain size of metal | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | H24 | | 国际标准分类 | 77.040.99 | | 字数估计 | 33,389 | | 发布日期 | 2017-02-28 | | 实施日期 | 2017-11-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 6394-2002 | | 引用标准 | GB/T 4335; GB/T 13298; GB/T 24177; GB/T 30067; YB/T 4290 | | 起草单位 | 抚顺特殊钢股份有限公司、冶金工业信息标准研究院、苏州昆仑重型装备制造有限公司、首钢总公司 | | 归口单位 | 全国钢标准化技术委员会(SAC/TC 183) | | 标准依据 | National Standard Announcement No. 4 of 2017 | | 提出机构 | 中国钢铁工业协会 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准规定了金属组织平均晶粒度的表示及测定方法，包含有比较法、面积法和截点法，适用于单相组织，但经具体规定后也适用于多相或多组元试样中特定类型的晶粒平均尺寸测定。非金属材料如组织形貌与比较评级图中金属组织相似也可参照使用。本标准利用晶粒的面积、直径或截线长度的单峰分布(近似于对数正态分布)来测定试样的平均晶粒度，不适用于双峰分布的晶粒度。双重晶粒度的评定见GB/T 24177。分布在细小晶粒基体上个别非常粗大的晶粒的测定方法见YB/T 4290。本标准仅适用平面晶粒度的测量，不适用于三维晶粒度，即立体晶粒 | GB/T 6394-2017: 金属平均晶粒度测定方法
GB/T 6394-2017 英文名称: Determination of estimating the average grain size of metal
1.1 本标准规定了金属组织平均晶粒度的表示及测定方法,包含有比较法、面积法和截点法,适用于单相组织,但经具体规定后也适用于多相或多组元试样中特定类型的晶粒平均尺寸测定。非金属材料如组织形貌与比较评级图中金属组织相似也可参照使用。
1.2 本标准利用晶粒的面积、直径或截线长度的单峰分布(近似于对数正态分布)来测定试样的平均晶粒度,不适用于双峰分布的晶粒度。双重晶粒度的评定见GB/T 24177。分布在细小晶粒基体上个别非常粗大的晶粒的测定方法见YB/T 4290。
1.3 本标准仅适用平面晶粒度的测量,不适用于三维晶粒度,即立体晶粒尺寸的测量。
1.4 本标准仅作为推荐性试验方法,不能确定受检材料是否接收或适合使用的范围。
2 规范性引用文件
下列文件对于本标准的应用是必不可少的,凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 4335 低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法
GB/T 13298 金属显微组织检验方法
GB/T 24177 双重晶粒度表征与测定方法
GB/T 30067 金相学术语
YB/T 4290 金相检测面上最大晶粒尺寸级别(ALA晶粒度)测定方法
3 术语和定义
GB/T 30067界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
晶界
对于多晶材料,从其一个结晶方向至另一个结晶方向过渡的很窄的区域,从而将相邻的晶粒分离。
3.2
晶粒
晶界所包围的整个区域。即是二维面上所观察到的原始晶界范围内的面积,或是三维物体上原始
晶界面内所包围的体积。对于有孪晶界面材料,孪晶界面不予考虑。
3.3
晶粒度
晶粒大小的量度。通常使用长度、面积、体积或晶粒度级别数来表示不同方法评定或测定的晶粒大小,而使用晶粒度级别数表示的晶粒度与测量方法和使用单位无关。
3.4
显微晶粒度级别数
3.5
宏观晶粒度级别数
3.6
晶界截点的计数
Pi
测量试验线与晶界交截点或相切点的计数。简称截点数。
3.7
晶粒截线的计数
Ni
被测量的平面上试验线穿切过单个晶粒的次数。简称截线数。
3.8
截线长度
测量线段通过晶粒时,与晶界相交的两个交点之间的距离。
4 符号
本标准采用的符号与说明见表1。
注1:平均值以上述符号上面的加横线表示。
注2:使用字母O作脚标,代表基准放大倍数 Mb 下检验的晶粒数 NAO、截线数 NiO、截点数PLO或者截线长度lO。
5 概述与应用
5.1 本标准规定了测定平均晶粒度的基本方法:比较法、面积法和截点法。
5.2 比较法:比较法不需计数晶粒、截点或截矩。与标准系列评级图进行比较,评级图有的是标准挂图、有的是目镜插片。用比较法评估晶粒度时一般存在一定的偏差(±0.5级)。评级值的重现性与再现性通常为±1级。当晶粒形貌与标准评级图的形貌完全相似时,评级误差最小。
5.3 面积法:面积法是计数已知面积内晶粒个数,利用单位面积内晶粒数NA 来确定晶粒度级别数G。
该方法的精确度是晶粒计数的函数。通过合理计数可达到±0.25级的精确度。面积法的测定结果是无偏差的,重现性与再现性小于±0.5级。面积法精确度关键在于计数时一定要标记出已计数过的晶粒。
5.4 截点法:截点法是计数已知长度的试验线段(或网格)与晶粒截线或者与晶界截点的个数,计算单位长度截线数NL 或者截点数PL 来确定晶粒度级别数G。截点法的精确度是截点或截线计数的函数,通过有效的计数可达到优于±0.25级的精确度。截点法的测量结果是无偏差的,重现性和再现性小于±0.5级。对同一精度水平,截点法由于不需要标记就能准确的计数,因而较面积法测量快。
5.5 对于等轴晶组成的试样,使用比较法,评定晶粒度既方便又实用。对于批量生产的检验,其精度已足够了。对于要求较高精度的平均晶粒度的测定,可以使用面积法和截点法。截点法对于拉长的晶粒组成试样更为有效。
5.6 在有争议时,以截点法为仲裁方法。
5.7 低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度的测定按GB/T 4335的规定执行。
5.8 不能以标准评级图为依据测定单个晶粒。因为标准评级图的构成考虑到截平面与晶粒三维排列关系,显示出晶粒从最小到最大排列分布所反映出有代表性的正态分布结果。所以不能用评级图来测定单个晶粒。
5.9 测定晶粒度时,应认识到晶粒度的测定并不是一种十分精确的测量。因为金属组织是由不同尺寸和形状的三维晶粒堆积而成。即使这些晶粒的尺寸和形状相同,通过该组织的任一截面(检验面)上分布的晶粒大小,将从最大值到零之间变化。因此,在检验面上不可能有绝对尺寸均匀的晶粒分布,也不能有两个完全相同的检验面。
5.10 显微组织中晶粒尺寸和位置都是随机分布。不带意向的移动视场,放置测量网格,随机测量平均晶粒度才有代表性。在试样某一部分移动视场,集中测量会产生不良的代表性。所谓“代表性”即意味着试样所有的部分对结果都有贡献,而不是带有推测地挑选平均晶粒度的视场。
注:不带有偏见的检验者进行测定时,看着挑选视场,或者排除极端值,这样做,可能不是有意伪造平均值,但对于整体结果,可能得出高精度的错觉。选取有代表性的试样,可在心里将试样划分为几个相等的互相连接的小区域,载物台预先放置在每个小区域大约中心处。连续地将载物台放置到每一个这样的位置,盲目地施加测量网格,即关掉光源、关闭视频或将眼睛移开,放置测量网格。放好位置不允许再触碰。只有按照这样方式选择视场,进行测量才是有效的,检验结果才能不带有偏见,满足精度的要求。
6 取样
6.1 测定晶粒度用的试样应在交货状态材料上切取。取样部位与数量按产品标准或技术条件规定。
如果产品标准或技术条件未规定,则在钢材半径或边长1/2处截取。推荐试样尺寸为10mm×
10mm。
6.2 切取试样应避开因剪切、加热影响的区域。不能使用有改变晶粒结构的方法切取试样。
7 试样制备
7.1 有加工变形晶粒的试样检验平行于加工方向的检验面(纵截面),必要时还应检验垂直于加工方向的检验面(横截面)。等轴晶粒可以随机选取检验面。
7.2 检验铁素体钢的奥氏体晶粒度,需要对试样进行热处理(见附录A),具体方法按产品标准或技术
条件的规定。如果产品标准或技术条件未规定,渗碳钢采用渗碳法,其他钢可以采用直接淬硬法或者氧化法。检验铁素体晶粒度和奥氏体钢晶粒度,一般试样不需要热处理。
7.3 晶粒度试样不允许重复热处理。
7.4 用于渗碳处理的试样应去除脱碳层和氧化皮。
7.5 试样的磨抛和浸蚀按 GB/T 13298规定执行。试样的浸蚀应使大部分晶界完全显示出来(见
附录A)。
8 测定方法
8.1 比较法
8.1.1 一般要求
8.1.1.1 比较法是通过与标准评级图对比来评定平均晶粒度。适用于评定具有等轴晶粒的再结晶
材料。
8.1.1.2 本标准有下列四个系列标准评级图:
a) 评级图Ⅰ:无孪晶晶粒(浅腐蚀)100倍;
b) 评级图Ⅱ:有孪晶晶粒(浅腐蚀)100倍;
c) 评级图Ⅲ:有孪晶晶粒(深腐蚀)75倍。
8.1.1.3 表2给出常用材料推荐使用的标准评级图片。
8.1.1.4 观测者需要正确的判断需要选择所使用的放大倍数、合适的检验面的尺寸(晶粒数)、试样代表性截面的数量与位置和测定特征或平均晶粒度用的视场。不能凭视觉选择出似乎是平均晶粒度的区域评定。推荐按5.10选取视场。
8.1.1.5 晶粒度的评定应在试样截面上随机选取三个或三个以上的代表性视场测量平均晶粒度,以最能代表试样晶粒大小分布的级数报出。
8.1.1.6 若试样中发现晶粒不均匀现象,经全面观察后,如属偶然或个别现象,可不予计算。如较为普遍,则应计算出不同级别晶粒在视场中各占面积百分比。若占优势晶粒所占的面积不少于视场面积的90%,则只记录此一种晶粒的级别数。否则,应用不同级别数来表示该试样的晶粒度,其中第一个级别数代表占优势的晶粒的级别。出现双重晶粒度,按 GB/T 24177评定,出现个别粗大晶粒可以按照YB/T 4290评定。
8.1.1.7 使用比较法时,如需复验,可改变放大倍数,以克服初验结果可能带有的主观偏见。
8.1.2 显微晶粒度的评定
8.1.2.1 通常使用与相应标准系列评级图相同的放大倍数,直接进行对比。通过有代表性视场的晶粒组织图像或显微照片与相应表2的系列评级图或标准评级图复制透明软片比较,选取与检测图像最接近的标准评级图级别数或晶粒直径,记录评定结果。介于两个整数级别标准图片之间,以两个图片级别的平均值记录。
8.1.2.2 如将检测的晶粒图像与标准系......
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