实验一：_金属平均晶粒度的测定

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