单相铜合金晶粒度测定与评级研究
晶粒度检测 (2)
晶粒度检测1. 简介晶粒度检测是一种用于评估材料内部晶体结构的方法。
它可以帮助研究人员确定材料的晶粒尺寸、晶体分布和晶体取向等信息，从而对材料的性能和性质进行分析和预测。
晶粒度的大小和分布对材料的性能和性质具有重要影响。
较小的晶粒可以提高材料的强度和韧性，同时减小晶界对电子和热传导的阻碍。
因此，晶粒度检测在材料科学和工程领域具有广泛的应用。
2. 晶粒度检测方法目前，晶粒度检测主要通过显微镜观察和图像处理技术来实现。
下面介绍几种常用的晶粒度检测方法：2.1 图像分析法图像分析法是通过对材料的显微镜图像进行处理和分析来测量晶粒的尺寸和分布。
该方法首先需要获取材料的显微镜图像，然后使用图像处理软件对图像进行预处理，包括去噪、增强对比度等操作。
接下来，可以使用图像分割算法将图像中的每个晶粒分割出来，然后使用形态学操作和图像测量算法来测量晶粒的尺寸和形状。
图像分析法的优点是非破坏性、快速和全面，可以同时获取大量晶粒的信息。
然而，图像分析法对图像质量的要求较高，且对于颗粒间重叠或形状不规则的晶粒，精度可能会受到一定影响。
2.2 X射线衍射法X射线衍射法是一种基于材料对X射线的散射特性来研究晶体结构的方法。
通过照射材料样品并记录散射X射线的强度和角度信息，可以推导出材料的晶体结构和晶粒尺寸。
X射线衍射法的优点是可以得到精确的晶粒尺寸和晶体结构信息，适用于各种材料，并且可以在非常小的晶粒尺寸范围内进行测量。
然而，X射线衍射法的设备和实验条件要求较高，需要专门的仪器和专业技术。
2.3 电子显微镜法电子显微镜法是一种通过电子束来观察材料的显微结构的方法。
通过在电子显微镜下观察并记录材料的显微结构图像，可以获得材料的晶粒信息。
电子显微镜法的优点是可以在高分辨率下观察材料的显微结构，对于小尺寸或高分辨率要求的样品非常有效。
然而，电子显微镜的设备和维护成本较高，操作也相对复杂。
3. 晶粒度检测的应用晶粒度检测在材料科学和工程领域具有广泛的应用。
晶粒度评级方法解读
晶粒度显示：
方法1：腐蚀前在230℃±10℃回火15min，以改善
对比度。 腐蚀剂：苦味酸 1g、HCl（密度1.19)：5ml、 乙醇：95ml 方法2：试样为淬硬态或在530℃±10℃下回火。 腐蚀剂：饱和苦味酸水溶液加少量环氧乙烷聚合物。
6 网状珠光体法
适用范围：共析钢或共析成分附近的钢
4 渗碳体网法
适用范围：过共析钢（碳含量大于1%）。 处理步骤：
• 试样一般在820℃ ±10℃下加热，并至少保温30min后 随炉缓冷，便在奥氏体晶界上析出渗碳体网。 • 试样磨制、侵蚀后，显示沿晶界析出渗碳体网的原始 奥氏体晶粒形貌。
晶粒度显示: 3%-4%硝酸酒精溶液
5%苦味酸酒精溶液。
• 稳定材料：采用电解腐蚀法（试样为阳极、常温、 体积分数为60%的浓硝酸水溶液为电解液）。
• 不稳定材料：为避免敏化温度（480-700 ℃）析出
硫化物，改善晶粒边界显现，建议用显示碳化物的腐蚀剂。
晶粒度的测定
GB/T6394-2002中规定测量平均晶粒度的方 法有：比较法、面积法、截点法。
取
适用于有等轴晶粒的再结晶材料或铸态材料。 本标准有4个系列的标准评级图： • • • • • Ⅰ.无孪晶晶粒（浅腐蚀）100倍； Ⅱ.有孪晶晶粒（浅腐蚀） 100倍； Ⅲ.有孪晶晶粒（深腐蚀）75倍； Ⅳ.钢中奥氏体晶粒（渗碳法) 100倍。 各级别的适用范围见下表：
表1 常用材料使用的标准系列图片
铜和铜合金 1）渗碳钢的A晶粒 2）奥氏体钢的A晶粒（无孪晶的）
晶粒度的评定：
1）放大倍数与标准评级兔相同时，直接比较。 2）当用其他放大倍数评级时，可对照表格： （ 基准放大倍数有75倍的、100倍的） 3）若用表格中亦无的放大倍数测量时，应按下式换 算： G = G´+ 6.643 9lgM/Mb
晶粒尺度的测定及评级方法
中南大学材料科学基础实验报告实验名称：晶粒尺度的确定及评级方法指导教师：师琳学院：材料科学与工程学院班级：材料0803班学号： 0604080301姓名：白卫民同组者：许梓龙、江彬彬、杨曦等实验日期： 2010年11月24日一、实验目的1．学习晶粒尺寸及其它组织单元长度的基本测量方法。
2．了解钢和单相铜合金晶粒度测定方法标准。
二、原理概述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、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 图2 目镜测微尺的测量显示图已知物镜测微尺的满刻度为1mm ，共分为100格，则最小格为0.01mm 。
在这一物镜的放大倍数下，物镜测微尺的Y 格与目镜测微尺的X 格(或投影屏上的刻度)相重合，则目镜测微尺(或投影屏上)上的每一刻度格值即可求得：mm XY 01.0⨯=格值(2) 利用已知目镜测微尺的格值(或投影屏格值)进行晶粒尺寸或其它组织单元长度的测定。
晶粒度评级方法课件
形变处理
通过塑性变形等工艺，可 以打碎大晶粒，细化材料 组织，改善材料性能。
不同制备方法的晶粒度评级与比较
铸造法
铸造过程中，浇注温度、冷却 速度等参数会影响晶粒形核和
长大，产生粗大晶粒。
机械合金化法
机械合金化法制备的材料晶粒 度也较细，适用于制备高性能 材料。
粉末冶金法
粉末冶金法制备的材料晶粒度 较细，但易产生不均匀组织。
医学领域的应用
要点一
病理学诊断
在医学领域，晶粒度评级被广泛应用于病理学诊断中。通 过对病变组织中的晶粒大小进行观察和测量，可以对肿瘤、 炎症、损伤等进行诊断和鉴别诊断。
要点二
药物研究
在药物研究中，晶粒度评级可以帮助研究药物对生物体的 吸收、分布、代谢和排泄等过程的影响，为新药研发提供 重要的参考依据。
提高图像的分辨率和清晰度，从而实现对晶粒度的更准确测量和评级。
采用统计和分析方法
通过对大量晶粒度图像的数据分析，提取特征并建立模型，以提高评级的准确性 和可靠性。
拓展评级技术的应用范围和领域
拓展到新材料领域
将晶粒度评级技术应用于新材料研发 和生产过程中，为其提供有效的质量 控制和优化方案。
加强与其他领域的合作
晶粒度评级方法课 件
• 晶粒度评级概述 • 晶粒度评级的基本方法 • 晶粒度评级的先进方法 • 晶粒度评级的实践与应用 • 晶粒度评级的未来趋势与挑战 • 案例分析：晶粒度评级在材料制备中的应
用
01
晶粒度评级概述
晶粒度的定义与重要性
晶粒度的定义
晶粒度是描述晶体材料中晶粒大 小的物理量，是衡量材料结构的 重要参数。
晶粒度的重要性
晶粒度对材料性能具有显著影响， 如力学性能、热学性能、电学性 能等。
晶粒度的测定及评级方法
荷查表确定试样的硬度值。
布氏硬度计
维氏硬度计和显微维氏硬度计操作
1. 打开电源开关，硬度计自动复位。
2. 将试样擦拭干净，稳固放置于试台上。
3. 旋转转动头使物镜轴线与试台轴线重合。 4. 旋转升降手柄，使试台载着试样上升，同时在目镜中观察，
直到出现清晰的试样表面为止。
5. 旋转转动头，使压头轴线与试台轴线重合。 6. 按操作面板的“Start“键，试验开始，硬度计处于工作状态，
二、实验设备和材料
硬度计：布氏、维氏及显微硬度计各两台；
读数放大镜 最小分度值为0.01mm一个；
标准硬度 不同硬度试验方法的二等标准硬度块各一套；
布氏：黄 铜（Ф30×5mm,Ra0.8μm）、20钢 （退火态） 维氏：45＃钢（淬火＋中温回火）、Al2O3工程陶瓷； 显微：15＃钢，45＃钢（840℃淬火，然后490℃中温回火）、 Al2O3工程陶瓷
3. 根据缺口类型，选择刀口。固定好试样，注意 根据尺寸，调好试样的夹持位置，保证拉削出 的缺口处于试样正中。 4. 按下切削，刀具向下运动，直至加工完毕。加
工工程中，保持刀口的润滑。
5. 关机，关闭油泵，关闭电源。
冲击试样缺口专用拉床
摆锤式冲击试验机操作
1. 打开试验机电源，打开电脑。 2. 打开JB－W500测试软件，根据摆锤大小选择量程的 大小，并设置自动模式或手动模式。 3. 手动模式：在软件中设置试样尺寸参数，打开控制盒 开关，点按“取摆”按钮。使用定位卡子将试样的缺 口背对摆锤定位于支梁上，点按退销，点按冲击，摆 锤下落，测试，在软件中点击取值，获得冲击吸收功 和冲击韧性，冲击后，摆锤自动扬摆，再次测试，测 试完毕，长按“放摆”，摆锤放至最低处放开按钮。 4. 自动模式：自动模式步骤与手动模式相同，只是相应 的按键在软件中实现。 5. 试验完毕，关闭试验机电源，关闭电脑。
行业标准《铜及铜合金平均晶粒度测定方法》编制说明(送审稿)
《铜及铜合金平均晶粒度测定方法》送审稿编制说明一任务来源根据工信厅科[2017]40号所下达的标准制修定计划,《铜及铜合金平均晶粒度测定方法》（计划编号2017-0187T-YS）标准列入2017年第二批有色金属国家标准项目计划表第59号，由中铝洛阳铜加工有限公司、佛山市华鸿铜管有限公司、铜陵金威铜业有限公司、聊城市产品质量监督检验所、凯美龙精密铜板带（河南）有限公司、浙江耐乐铜业有限公司、江西耐乐铜业有限公司、山西春雷铜材有限责任公司、安徽楚江科技新材料股份有限公司、中铝沈阳有色金属加工有限公司、国家再生有色金属橡塑材料质量监督检验中心（安徽）、西北有色金属研究院、有研亿金新材有限公司、绍兴市质量技术监督检测院负责修订，项目2019年完成。
二工作简况1立项目的和意义晶粒度是晶粒大小的量度，是铜及铜合金重要的特性指标。
晶粒的大小反映了金属的软硬程度和塑性变形抗力及强度的大小。
通常采用各种不同的加工工艺或热处理工艺，来控制材料的晶粒大小，进而达到材料需要某种性能指标，以满足材料的使用要求，因此晶粒度必须有准确快速的检测方法，用以指导帮助生产使用的需求。
《铜及铜合金平均晶粒度测定方法》修订于2004年，随年限变迁，技术进步，标准的部分条款内容、引用的标准，以及标准的适用范围不适用现产品检测的需要，因此有必要修订铜及铜合金平均晶粒度测定方法的行业标准。
2 项目编制组成员标准制订计划任务正式下达后，立即成立了标准编制组，并落实起草任务，确定标准的主要起草人，拟定该标准的工作计划。
本项目的编制组由中铝洛阳铜加工有限公司、佛山市华鸿铜管有限公司、铜陵金威铜业有限公司、聊城市产品质量监督检验所、安徽楚江科技新材料股份有限公司、安徽鑫科新材料股份有限公司、山西春雷铜材有限公司、江西耐乐铜业有限公司、国家再生有色金属橡塑材料质量监督检验中心、北京有色金属研究总院、西北有色金属研究院、有研亿金新材料有限公司、绍兴市质量技术监督检测院等单位组成。
晶粒度测定方法及评级[兼容模式]
![晶粒度测定方法及评级[兼容模式]](https://img.taocdn.com/s3/m/7c2be40f6fdb6f1aff00bed5b9f3f90f76c64d67.png)
晶粒度测定方法及评级[兼容模式]晶粒度检验晶粒度是晶粒尺寸大小的量度，是金属材料的重要显微组织参量。
晶粒度检验：借助金相显微镜测定钢中实际晶粒度和奥氏体晶粒度。
晶粒度检验包括组织显示和晶粒度测定两部分。
奥氏体晶粒度显示是晶粒度检验工作中的难点。
F钢与A钢的奥氏体晶粒度形成及显示对于铁素体钢奥氏体晶粒的显示方法:国家标准GB/T6394-2002《金属平均晶粒度测定法》规定可使用渗碳法、氧化法、铁素体网法、渗碳体网法、直接淬硬法、网状珠光体法、相关法、模拟渗碳法等。
1 渗碳法适用范围：C≤0.25%的碳素钢及合金钢具体步骤：将试样在930±10 o C渗碳、并保温6h，渗碳层≥1mm，并使其表层有过共析成分。
缓冷后在渗碳层的奥氏体晶界上析出渗碳体网。
?试样冷却后经磨制和腐蚀，显示出过共析区奥氏体晶粒形貌。
晶粒度的显示：由沉积在晶粒边界上的渗碳体显示浸蚀剂：1）3%-4%硝酸酒精溶液2）5%苦味酸溶液3）沸腾的碱性苦味酸钠水溶液2 氧化法适用范围：w(C)＝0.25%-0.60%的碳钢和合金钢一般采用气氛氧化法，步骤如下：经抛磨（用400粒度或15цm）的试样抛光面朝上置于空气炉中加热（w(C) ≤0.35%时，加热温度900℃±10℃ ；w(C)＞0.35% 时，加热温度为860℃±10℃），保温1h，然后水冷。
根据氧化情况可将试样倾斜10o ~ 15o进行研磨和抛光，直接在显微镜上测定晶粒度。
也可在真空中加热并保温，空气中冷却或缓冷，使晶界氧化，同样进行上述处理后测定奥氏体晶粒大小的方法为真空法。
晶粒度显示:用15%盐酸酒精溶液3 铁素体网法适用范围：含碳量为0.25%-0.60%的碳素钢和合金钢。
具体步骤：对于（w(C)≤0.35%时，加热温度900℃±10℃ , w(C)＞0.35%时，加热温度为860℃±10℃）至少保温30min，然后空冷或水冷。
第十二章 晶粒尺度的测定及评级方法 PPT
单相铜合金晶粒度的测定(参考YB797-71)
(3) 面积计算法 在保证计算面积内不少于50个晶粒的条件下，选好有代表 性的视场，投影到毛玻璃上或摄成照片，在其上划5000平方毫 米的圆(也可小些)，然后数出在此圆内晶粒数z，再数出被圆 周所交截的晶粒度n。按下式计算出一个晶粒的平均面积 a(mm)。
第十二章 晶粒尺度的测定及评级方法
(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 图２ 目镜测微尺的测量显示图
式中：n——每1mm3内平均晶粒数。 n1——a轴方向每一毫米长度平均晶粒数。 n2——b轴方向每一毫米长度平均晶粒数。 n3——c轴方向每一毫米长度平均晶粒数。 0.7——晶粒扁园度系数。
单相铜合金晶粒度的测定(参考YB797-71)
单相铜合金晶粒度的测定，通常用比较法，在有疑议时， 可用直测计算法或面积计算法校准。
b. 将显微图象投影到毛玻璃屏上，计算被一条直线相交的晶粒 数目，直线要有足够的长度，以便使被一条直线相交截的晶粒数不 少于10个。
c. 计算时，直线端部未被完全交截的晶粒应以一个晶粒计算。 d. 最少应选择三个不同部位的三条直线来计算相截的晶粒数。 用相截的晶粒总数除以选用直线的总长度(实际长度以毫米计)，得 出弦的平均长度(mm)。 e. 用弦的平均长度查表2确定钢的晶粒度。 f. 计算也可以在带有刻度的目镜上直接进行。
奥氏体本质晶粒度——当钢加热至930℃和保温足够 的时间所个有的奥氏体晶粒大小。它表示钢的奥氏体晶 粒在规定温度下长大的倾向。
YS∕T347-2020铜及铜合金平均晶粒度测定方法（报批稿）
铜及铜合金平均晶粒度测定方法1范围本标准规定了铜及铜合金平均晶粒度的表示及测定方法，包含有比较法、面积法和截距法。
本标准适用于测定单相或以单相为主的铜及铜合金的晶粒度。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注明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/T30067金相学术语YS/T449铜及铜合金铸造和加工制品显微组织检验方法3术语和定义GB/T30067界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1晶界grain boundary对于多晶材料，从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grain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孪晶Twin grains两个晶体（或一个晶体的两部分）沿一个公共晶面（即特定取向关系）构成镜面对称的位向关系，这两个晶体就称为"孪晶"，此公共晶面就称孪晶面。
3.4晶粒度grain size）”来表示“晶粒平均直径”。
晶粒大小的量度。
铜及铜合金晶粒度通常采用“公称直径（dn3.5晶粒级别指数grain degree class index numberG在100倍放大倍率下，645.16mm2面积所包含的晶粒数n与G有如下关系：n=2G-1 (1)注:G值可在表3中查出。
4符号和说明本标准采用的符号和说明见表1。
表1符号和说明符号名称及说明单位G晶粒级别指数-n测量面积为645.16mm2时所包含的晶粒数个ng测量面积为5000mm2时所包含的晶粒数个n1测量圆内晶粒数个n2被圆切割的晶粒数个nA单位面积内的晶粒数个/mm2 L所有测量线段的总长度mmM放大倍率-N所有测量线段上的总截点数个S晶粒平均截距mmdn平均直径mmdf弗里特直径mm a平均晶粒截面面积mm25试样5.1试样应直接从产品上截取。
《铜及铜合金平均晶粒度测定方法》编制说明
《铜及铜合金平均晶粒度测定方法》编制说明1.任务来源晶粒度是晶粒大小的量度，是铜及铜合金重要的特性指标。
晶粒的大小反映了金属的软硬程度和塑性变形抗力及强度的大小。
通常采用各种不同的加工工艺或热处理工艺，来控制材料的晶粒大小，进而达到材料需要某种性能指标，以满足材料的使用要求，因此晶粒度必须有准确快速的检测方法，用以指导帮助生产使用的需求。
《铜及铜合金平均晶粒度测定方法》修订于2004年，随年限变迁，技术进步，标准的部分条款内容、引用的标准，以及标准的适用范围不适用现产品检测的需要，因此有必要修订铜及铜合金平均晶粒度测定方法的行业标准。
根据有色标委（2017）第31号《关于转发2017年第二批有色金属国家、行业标准制（修）订项目计划的通知》所下达的标准制定计划,《铜及铜合金平均晶粒度测定方法》标准列入2017年第二批有色金属国家标准项目计划表第59号，由中铝洛阳铜加工有限公司负责修订。
2. 工作简况首先查阅、分析了国内外相关检测晶粒度的标准和资料，如GB/T6394-2017《金属平均晶粒度测定方法》、GB/T 3246-2000《变形铝及年制品组织检验方法》、ASTM E112 -13《测定平均晶粒度的标准试验方法》、ISO2624-1990《铜及铜合金平均晶粒度的评定》等。
本着积极采用国际和国外先进标准的原则，结合国内晶粒度检测技术的发展，对YS/T 347-2004《铜及铜合金平均晶粒度测定方法》中晶粒度的测定方法进行了修订为确定修订方法适用于铜加工行业晶粒度检测方法，中铝洛阳铜加工有限公司进行这方面的实验，做了大量的检测试验，对不同的晶粒大小、不同变形程度的晶粒进行检测试验，并进行实验室之间对比，以验证修订后，不同实验室之间的一致性、便捷性。
3. 编制原则①依照GB/T1.1-2000、有色加工产品标准和行业标准编写示例的要求进行编写。
②结合国内的生产状况，力求做到标准的合理性与实用性。
4.编制内容4.1 修订内容本标准主要修订了标准的使用范围、增加了术语定义、增加了计算公式、方法应用的概述、计算机软件的使用等内容。
金属平均晶粒度测定方法
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：2、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。
ASTM_E112__中文修订版
金属平均晶粒度测定方法引言本标准规定了金属材料平均晶粒度的基本方法。
由于纯粹以晶粒几何图形为基础，与金属和合金本身无关。
因此，这些基本方法也可以用来测量非金属材料中晶粒、晶体和晶胞的平均尺寸。
如果材料的组织形貌非常接近某一个标准系列评级图，可以使用比较法。
测定平均晶粒度常用比较法，也可以用截点法和面积法。
但是，比较法不能用来测量单个晶粒。
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的三种方法——比较法、面积法和截点法。
这些方法也适用于晶粒组织形貌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，但也适用于多相或多组元试样中特定类型组织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E 930。
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自动图象分析仪测定晶粒尺寸的方法参见E 1382。
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，只是一些使用的注意事项。
本标准的使用者在使用前应掌握较合适的安全健康的操作规范和使用时限制的规章制度。
1.8 章节的顺序如下：2、参考文献2.1ASTM标准E3 金相试样的制备E7 金相学相关术语E407 金属和合金浅腐蚀的操作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－本标准采用的专业术语定义参照E73.2 本标准中特定术语的定义：3.2.1 ASTM晶粒度——G，通常定义如公式（1）N AE=2G-1 （1）N AE为100倍下每平方英寸（645.16mm2）面积内包含的晶粒个数，相当于1倍下每平方毫米面积内包含的晶粒个数乘以15.5倍。
晶粒尺寸的判定
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
钢的晶粒度测定(参考YB27-77)
(3) 测定非等轴晶粒时(扁园或伸长的)，沿试样的三轴线分别 计算出各轴线方向每一毫米长度的平均晶粒数目。每一轴线方 向的平均晶粒灵敏，必须在不少于三条直线上求得。由试样三 个轴线方向得出的每一毫米长度的平均晶粒数量值之积乘以晶 粒扁园系数0.7，即可求出每1mm3内的平均晶粒数。再查表2 确定其晶粒度。
b. 将显微图象投影到毛玻璃屏上，计算被一条直线相交的晶粒 数目，直线要有足够的长度，以便使被一条直线相交截的晶粒数不 少于10个。
c. 计算时，直线端部未被完全交截的晶粒应以一个晶粒计算。 d. 最少应选择三个不同部位的三条直线来计算相截的晶粒数。 用相截的晶粒总数除以选用直线的总长度(实际长度以毫米计)，得 出弦的平均长度(mm)。 e. 用弦的平均长度查表2确定钢的晶粒度。 f. 计算也可以在带有刻度的目镜上直接进行。
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。
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。
式中：n——每1mm3内平均晶粒数。 n1——a轴方向每一毫米长度平均晶粒数。 n2——b轴方向每一毫米长度平均晶粒数。 n3——c轴方向每一毫米长度平均晶粒数。 0.7——晶粒扁园度系数。
第十二章 晶粒尺度的测定及评级方法(完整资料).doc
【最新整理，下载后即可编辑】第十二章晶粒尺度的测定及评级方法一、原理概述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．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(如图12-1所示)。
图12-1 目镜和物镜测微尺的校正 图12-2 目镜测微尺的测量显示图已知物镜测微尺的满刻度为1mm ，共分为100格，则最小格为0.01mm 。
在这一物镜的放大倍数下，物镜测微尺的Y 格与目镜测微尺的X 格(或投影屏上的刻度)相重合，则目镜测微尺(或投影屏上)上的每一刻度格值即可求得：0.01Y mm X ⨯=格值 例一：物镜测微尺的10格和目镜测微尺上的20格重合，则：目镜测微尺的每一刻度格值100.010.00520mm ⨯== 例二：物镜测微尺的30格和投影屏刻尺上的30格重合，则： 投影屏刻尺上的每一刻度格值300.010.0130mm ⨯== (2) 利用已知目镜测微尺的格值(或投影屏格值)进行晶粒尺寸或其它组织单元长度的测定。
金属平均晶粒度测定法
金属平均晶粒度测定法金属平均晶粒度测定法1 引言本标准适用于测定金属材料晶粒度。
由于它纯粹以晶粒的几何图形为基础，与材料本身完全无关，因此，本方法也可以用来测定非金属材料中晶粒的大小。
本标准测定晶粒度的方法有：比较法、面积法和截点法。
1.1 范围1.1.1 本标准包括完全或主要由单相组成的金属平均晶粒度的测定方法和表示原则。
同时，这些方法也适用于与标准评级图形貌相似的任何组织。
1.1.2 如材料的组织形貌与标准评级图中任一系列的图形相似，则可使用比较法。
任何情况下都可以使用面积法和截点法。
1.1.3 测定等轴晶粒的晶粒度，使用比较法最简便。
其精确度可以达到生产检验的要求。
如要求更高的精确度，则使用面积法和截点法。
非等轴的晶粒不能使用比较法。
1.1.4 本标准中，“晶粒”是指晶界范围内整个区域。
在有孪晶材料中，每个晶粒和它内部的孪晶带应视为一个晶粒。
1.1.5 亚晶粒的大小，可用测定晶粒度的方法来测量。
1.1.6 如有争议，截点法是仲裁方法。
1.1.7 本标准不适用于深度冷加工材料或部分再结晶的变形合金的晶粒度测定。
如要测定轻度或中度冷加工材料的晶粒度，应视该材料的组织是由非等轴晶粒所组成。
1.2 使用概述1.2.1 测定晶粒度时，首先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集而成。
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是从最大值到零之间变化。
因此，在检验面上不可能有绝对大小均匀的晶粒分布，也不可能有两个完全相同的检验面。
1.2.2从统计学考虑晶粒计数，一般应用时，每一个给定面积内含有100粒以上便可满足统计学条件，实际测定时，为便于计数可降到50粒。
因此，测定晶粒度时，必须选择恰当的放大倍数和测量面积。
1.2.3 晶粒度的测定应在每个试样检验面上选择三个或三个以上有代表性的视场内进行。
所谓“代表性”即体现试样所有部分都对检验结果有所贡献，而不是带有假想地去选择平均晶粒度的视场。
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晶粒 堆 积而 成 ， 即使 这 些 晶粒 的 尺寸 和 形 状 相 同 ， 过 该组 织 的 任 一截 面 上 分布 的 晶 粒 通
镜 下观 察。某些 合金 中 ，由于 各相 组成物 的硬 度差别较大 ，或 由于各相本 身色泽 显 著 不同 ，在 显微镜 下能分辨 出它的组 织 。 但大部分的显微组织 均需 经过 不同方法 的 浸蚀 ，才能显示 出各种组 织来 。常用的金 属 组织 浸 蚀法 有化 学浸 蚀 及 电解浸 蚀 法
经过镶嵌的样 品 ，不但磨抛方便 ，而且可 以提 高工作效率及试验结 果准确性 。通常
进 行镶嵌的试样 有 ：形状 不规 则的试件 ； 线 材及板材 ；细 小工件 ；表面 处理 及渗 层 镀 层等。样 品镶嵌 的常用方法有 ：机械镶 嵌 法、树 脂镶嵌 法 、热压镶嵌法 、浇注镶 嵌法 等。 金 相试 样 经切 割或 镶嵌 后 ，需进 行
等。 ２２评 级 ． ２２ １ 述 ．．概
帧 采集 ”按钮 ，程 序 便接 下去 开始 作 多 帧 平均 。这里 需要 用 到一 个参 数 ，即 作
大小将是从最大值到零之间变化 ， 在检验面 上不可能有绝对大小均匀的晶粒分布 ， 也不 可能有 两 个完 全相 同 的检验 面 ，因此 晶 粒 度的测定 并非一项十分精确 的测 量 ， 目
Ｄ Ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０－８ ７ ．０ ０ １ ．１ Ｏ ０ ３ ６／ ． ｓ ．０ １ ９ ２ ２ １ ．６ ０ ７ ｓ
单相铜合金品粒度测定与评级研究
韩波 安徽省 铜陵市 国家铜铅质检 中心 ２ ４ ０ ４００
形或 过 热导致 组织 发生变 化 ，对于 使 用
针 对单 相铜 合 金 晶 粒度 的 测 定 ， 述 了金 阐
单 击 “ 续采 集 ”按 钮 ，调整 显微 镜 的 连
聚 焦状 态 ，选 择 合适 的视 场 ，调 整视 场
合金的晶粒 度直 接关 系到 材料 的力学性 能
和加工性能， 所以晶粒度的控制和测量十分
重要。
系 列 的研磨 工作 ，才能 得 到光 亮 的磨
面。 研磨 的过程 包括磨平 、 磨光 、 抛光 ３ 个
前 国 内 多 采 用 ＹＳ Ｔ ３ ７ ０ ４ 铜 及 铜 合 ／ ４ —２ ０ ｇ
多帧平 均 时所 用 图像 的幅 数 。幅 数的 取
值 范 围为从 １到 ２ ５ ５。
在进入 “ 晶粒 度 评 级 ” 模块 之 前 ，
先 标 定标 尺 ，然后 选 择正 确的 标 尺 ，将 标 尺加 载 到 系统 中 ，采 用截距 法对 晶粒
步骤 。 金 相 组 织 的 显 示 ，就 是 将 铜 的 晶 界 、相 界 或 组 织 显 示 出 来 ，以 便 于 在 显 微
的 照明 。视场 的 照 明不宜 太暗 ，这样 会 损失某 些 暗的 细节 。但也 不宜 过 亮 ， 当
前 采集 图像文 档 出现 红色 区域 时 ，表 明 出现 亮度 饱和 ，此 时 应适 当减 小 照明 强 度 。一 旦 对 图像 感到满 意 ，则按 下 “ 多
分 。
相试 样 的制 备及 使 用 图像 分析 系统 软 件 采 用 “ 距 法 ”评 定 单 相铜 合 金 晶 粒 度 ，从 截
在 金相 试 样的 制备 过 程 中 ，有许 多 试 样直接 磨抛有 困难 ，所以应进 行镶嵌 。
测 量原理 、方法要求、试验操作 等方 面进
行 了论 述 与 分 析 。
一
分级说 明见表 ｌ 。
２２ ３ 作 ．．操
铜合金；晶粒度；测定；评级
在 测量 前 首先 应该 采 集 图像 ，在金 相 显微镜软 件的通用分析部分单击图像采 集 图标 ，进入采 集窗 口，采集试样 图像 ：
１ 引言
铜合金 由０单相组织构成时称 为 。单 【 【 相铜合金 ， 作为一种广泛应用的金 属材料 ，
度评级 。界面如 下 图所示 ：
金平均 晶粒 度测定方法》 该标 准规定单相 ， 铜合金的晶粒度以晶粒的平均直径来表示 ，
这 是 对铜 合金 晶粒 度普 遍 使用 的表 示 方
法。 ’
使用的 Ａｘｏ ｅｔ０ ｉｖ ｒ４ ＭＡＴ金相显微镜 主 要 由显微 镜 、摄 像头 、 图像 采 集卡 等 硬 件组 成 ；采 用测 量软 件 对数 字 图像 信 息进 行处理 、计算 ， 图像 及测量结果 打 将 印输 出 。图像 分析 系统 软 件采 用 “ 距 截
０． ０１ ０ Ｏ． ０ｌ ５ ０． ０ ０ ２ ０． ０ ２５
０． ０ ０ ３
９ １ Ｏ １ ｌ １ ２
用金 相显 微 镜 评 定 铜 合 金 晶粒 度 。 选 择 适 当的放 大 倍数 。选 择数 量 合适 的 测量线 ，软 伴计算 出测 量线 的总长度 Ｌ， 数 出被线段所交 截的晶粒的总数 目Ｎ，则 得 晶粒 平 均直 径 ： ｄ ＝ Ｌ ＮＶ毫米 ／
高 温 切 割 的试 样 ， 必 须 除 去 热 影 响 部
法 ”作 为评定单 相铜 合金晶粒 度的方法 。 ，
晶粒度可以 使用长度 、面积 、体积或 晶粒度 指数 来表示 ， 常用 的有平 均直 径 、
平 均截 距 、 晶粒 公称直 径 、 晶粒 弗里 特 直 径 、平 均 晶粒截 面面 积 、单 位 体积 晶 粒 数和 晶粒级 别指 数 Ｇ 等 。
２ 试 验
２ １试样的制备 ． 铜合金金相试样 的制备主要包括取样
２２ ２ ． ．计算公式
表１
编号 晶粒平均直径 编号 晶粒平均直径
ｌ ２ ３ ４
５
在窗 口内，共有 ７ 项运行步骤和两 个
及磨制 。金相试样截取的 方向 、部位及 数
量应根据制造方 法、检验 目的 、技 术条件 或双方协议 的规 定 ， 择有代表性 的部 位 选 进行切取 ，包括纵 向取样 、横 向取样 、缺 陷或失效分 析取 样。