GB/T 6394-2002 金屬平均晶粒度測(cè)定方法

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了金屬平均晶粒度的基本測(cè)量方法。由于純粹以晶粒幾何圖形為基礎(chǔ),與金屬或合金本身無(wú)關(guān)。因此,這些基本方法也可用來(lái)測(cè)量非金屬材料中晶粒.晶體和晶胞的平均尺寸。如果材料的組織形貌接近于某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列評(píng)級(jí)圖,可使用比較法。測(cè)定平均晶粒度常用比較法,也可用截點(diǎn)法和面積法。但是，比較法不能用來(lái)測(cè)量單個(gè)晶粒。

1、范圍

1.1 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了金屬組織的平均晶粒度表示及評(píng)定方法。這些方法也適用于晶粒形狀與本標(biāo)準(zhǔn)系列評(píng)級(jí)圖相似的非金屬材料。這些方法主要適用于單相晶粒組織，但經(jīng)具體規(guī)定后也適用于多相或多組元的試樣中特定類(lèi)型的晶粒平均尺寸的測(cè)量。

1.2 本標(biāo)準(zhǔn)使用晶粒面積、晶粒直徑.截線(xiàn)長(zhǎng)度的單峰分布來(lái)測(cè)定試樣的平均晶粒度。這些分布近似正態(tài)分布。本標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定方法不適用于雙峰分布的晶粒度。

1.3 本標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量方法僅適用平面晶粒度的測(cè)量,也就是試樣截面顯示出的二維晶粒，不適用于試樣三維晶粒，即立體晶粒尺寸的測(cè)量。

1.4 本標(biāo)準(zhǔn)僅作為推薦性試驗(yàn)方法，它不能確定受檢材料是否接收或適合使用的范圍。

2、使用概述

2.1 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)定平均晶粒度的基本方法：比較法、面積法和截點(diǎn)法。

2.1.1 比較法：比較法不需計(jì)算任何晶粒、截點(diǎn)或截矩。與標(biāo)準(zhǔn)系列評(píng)級(jí)圖進(jìn)行比較評(píng)級(jí)圖有的是標(biāo)準(zhǔn)掛圖有的是目鏡插片。用比較法評(píng)估晶粒度時(shí)-般存在一- 定的偏差(士0.5級(jí))。評(píng)估值的重現(xiàn)性與再現(xiàn)性通常為士1級(jí)。

2.1.2 面積法：面積法 是計(jì)算已知面積內(nèi)晶粒個(gè)數(shù)，利用單位面積內(nèi)晶粒數(shù)N、來(lái)確定晶粒度級(jí)別數(shù)G，該方法的精確度是所計(jì)算晶粒數(shù)的函數(shù)。通過(guò)合理計(jì)數(shù)可實(shí)現(xiàn)士0. 25級(jí)的精確度。面積法的測(cè)定結(jié)果是無(wú)偏差的，重現(xiàn)性與再現(xiàn)性小于士0.5級(jí)。面積法精確度關(guān)鍵在于晶粒界面明顯劃分晶粒的計(jì)數(shù)。

2.1.3 截點(diǎn)法：截點(diǎn)法是計(jì)算已知長(zhǎng)度的試驗(yàn)線(xiàn)段(或網(wǎng)格)與晶粒界面相交截部分的截點(diǎn)數(shù)，利用單位長(zhǎng)度截點(diǎn)數(shù)P，來(lái)確定晶粒度級(jí)別數(shù)G截點(diǎn)法的精確度是計(jì)算的截點(diǎn)或截矩的函數(shù)，通過(guò)有效的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可達(dá)到士0.25級(jí)的精確度。截點(diǎn)法的測(cè)量結(jié)果是無(wú)偏差的，重現(xiàn)性和再現(xiàn)性小于士0.5級(jí)。對(duì)同一精度水平，截點(diǎn)法由于不需要精確標(biāo)計(jì)截點(diǎn)或截矩?cái)?shù)因面較面積法測(cè)量快。

2.2 對(duì)于等軸晶組成的試樣，使用比較法，評(píng)定晶粒度既方便又實(shí)用。對(duì)于批量生產(chǎn)的檢驗(yàn)，其精度已足夠了。對(duì)于要求較高精度的平均晶粒度的測(cè)定，可以使用面積法和截點(diǎn)法。截點(diǎn)法對(duì)于拉長(zhǎng)的晶粒組成試樣更為有效。

2.3 不能以標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖為依據(jù)測(cè)定單個(gè)晶粒。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖的構(gòu)成考慮到截平面與晶粒三維排列關(guān)系，顯示出晶粒從最小到最大排列分布所反映出有代表性的正態(tài)分布結(jié)果。所以不能用評(píng)級(jí)圖米測(cè)定單個(gè)晶粒。

2.4 測(cè)定晶粒度時(shí)，首先應(yīng)認(rèn)識(shí)到晶粒度的測(cè)定并不是一種十分精確的測(cè)量。因?yàn)榻饘俳M織是由不同尺寸和形狀的三維晶粒堆積而成。即使這些晶粒的尺寸和形狀相同，通過(guò)該組織的任一截面(檢驗(yàn)面)上分布的品粒大小，將從最大值到零之間變化。因此，在檢驗(yàn)面上不可能有絕對(duì)尺寸均勻的晶粒分布，也不能有兩個(gè)完全相同的檢驗(yàn)面。

2.5 如有爭(zhēng)議時(shí)，截點(diǎn)法是所有情況下仲裁的方法。

2.6不能測(cè)定重度冷加工材的平均晶粒度。如有需要，對(duì)于部分再結(jié)晶合金和輕度的冷加工材料可視作非等軸晶組成。

2.7在顯微組織中晶粒尺寸和位置都是隨機(jī)分布。因此，只有不帶偏見(jiàn)地隨機(jī)選取三個(gè)或三個(gè)以上代表性視場(chǎng)測(cè)量平均晶粒度才有代表性。所謂“代表性”即體現(xiàn)試樣所有部分都對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果有所貢獻(xiàn)，而不是帶有遐想地去選擇平均晶粒度的視場(chǎng)。只有這樣,測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性和精確度才是有效的。

2.8 不同觀測(cè)者的測(cè)量結(jié)果在預(yù)定的置信區(qū)間內(nèi)，有差異是允許的。

3、晶粒度測(cè)定方法

3.1 比較法

比較法是通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)系列評(píng)級(jí)圖對(duì)比來(lái)評(píng)定平均晶粒度。

3.2 面積法

面積法是通過(guò)計(jì)算給定面積網(wǎng)格內(nèi)的品粒數(shù)N來(lái)測(cè)定品粒度

3.3 截點(diǎn)法

截點(diǎn)法是通過(guò)計(jì)數(shù)給定長(zhǎng)度的測(cè)量線(xiàn)段(或網(wǎng)格)與晶粒邊界相交截點(diǎn)數(shù)P來(lái)測(cè)定晶粒度。截點(diǎn)法較面積法簡(jiǎn)捷，此方法建議使用手動(dòng)計(jì)數(shù)器，以防止計(jì)數(shù)的正常誤差和消除預(yù)先估計(jì)過(guò)高或過(guò)低的偏見(jiàn)。

對(duì)于非均勻等軸晶粒的各種組織應(yīng)使用截點(diǎn)法，對(duì)于非等軸晶粒度，截點(diǎn)法既可用于分別測(cè)定三個(gè)相互垂直方向的晶粒度，也可計(jì)算總體平均晶粒度。截點(diǎn)法有直線(xiàn)截點(diǎn)法和圓截點(diǎn)法。圓截點(diǎn)法可不必過(guò)多的附加視場(chǎng)數(shù)，便能自動(dòng)補(bǔ)償偏離等軸晶而引起的誤差。圓截點(diǎn)法克服了試驗(yàn)線(xiàn)段端部截點(diǎn)法不明顯的毛病。圓截點(diǎn)法作為質(zhì)量檢測(cè)評(píng)估晶粒度的方法是比較合適的。

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