奥氏体晶粒显示及晶粒度的测定(参考课件)
CH奥氏体晶粒长大及其控制PPT级
2020/3/3
18
授课 朱世杰
奥氏体和钢在加热过程中的转变
2.加热速度
加热速度快，奥氏体起始晶粒越细。 因为加热速度越大，奥氏体转变时的过热 度越大，奥氏体的形核率越高，起始晶粒 越细，加之在高温下保温时间短，奥氏体 晶粒来不及长大。实际生产中经常采用快 速加热、短时保温的办法来获得细小晶粒。
力学可导出： D 2K 0exp(Q /kT)
可见随温度升高，奥氏体晶粒将不断长大，温度越高， 长大速度越快。
2020/3/3
15
授课 朱世杰
奥氏体和钢在加热过程中的转变
4. 异常长大
(1) 异常长大的原因
由于温度升高，阻止晶粒长大的难溶第二相颗粒(碳氮化 合物) 发生聚集长大或溶解于奥氏体，使阻力F =0，而此时驱 动力P 却很大，失去了抑制晶粒生长的作用，故奥氏体晶粒 急剧长大。
本节思考题
• 1. 奥氏体晶粒度的定义，何谓起始晶粒度、实际晶粒度、 本质晶粒度？试加以比较。
• 2. 晶粒度级别与晶粒大小的关系式。 • 3. 如何显示和评定晶粒度级别？。 • 4. 说明奥氏体晶粒长大的类型。长大驱动力是什么？ • 5. 说明奥氏体晶粒异常长大的原因。 • 6. 影响奥氏体晶粒长大的因素有哪些？如何影响？ • 7. 如何控制奥氏体晶粒长大（获得细小的奥氏体晶粒的方
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授课 朱世杰
奥氏体和钢在加热过程中的转变
举例：
奥氏体的晶粒大小对钢随后的冷却转变及转变产物的组织 和性能都有重要影响。 例如：
将合金结构钢的奥氏体晶粒度从9级细化到15级后钢的屈服 强度（调质状态）从1150MPa提高到1420MPa,并使它的脆化转 变温度从-50℃下降到-150℃。
奥氏体晶粒显示及晶粒度的测定教程文件
奥氏体晶粒显示及晶粒度的测定教程文件一、奥氏体晶粒显示在金相显微镜下观察金属材料的组织时，为了研究材料的奥氏体晶粒大小、形态和分布等性质，需要加入化学试剂，在经过水洗、酸洗、水洗，烘干后进行显微观察。
下面我们分别介绍样品制备和观察方法。
1、样品制备（1）磨削和抛光使用砂纸或研磨布对试样进行磨削，先铁氧化活化，主要是为了去除表面的薄层氧化物，使其表面平整。
然后使用了150目或200目的砂纸或研磨布进行磨削，直到表面平整，再使用2000目或2500目的研磨布进行抛光，获得较好的光洁度，以便于金相显微镜下观察。
（2）腐蚀将试样放入腐蚀试液中，试液可以是： 3%硝酸、酸化硼酸、 5%氢氟酸等。
腐蚀时间要控制在合适的范围内，通常为数秒至数分钟不等。
腐蚀后同时进行多次水清洗，水清洗时间要较久，以保证清洗干净。
2、观察方法奥氏体晶粒可以使用显微镜在金相台下观察，需要放上阳极片，在显微镜的镜片下方插上相片插座，然后可以通过目镜和物镜来观察晶粒。
A型奥氏体晶粒：这类晶粒不容易出现孪晶现象，其晶界比较清晰。
颜色为深褐色至浅金色。
B型奥氏体晶粒：这类晶粒通常呈孪生晶形，晶粒内部存在胞状结构。
颜色较明亮，为浅金黄色。
C型奥氏体晶粒：这类晶粒属于低温下形成，一般在0-280℃的温度区间内。
其晶界不太清晰，常出现位错带。
颜色为深褐色。
奥氏体晶粒度是指材料中奥氏体晶粒大小的评价指标。
其测量方法一般是使用线条法或图像处理软件测量。
1、线条法该方法是通过金相显微镜下的目镜标尺或物镜标尺来测量晶粒大小。
研究者需要在显微镜下调整放大倍率和焦距，找到研究对象后，在其表面划出多条等距离的线条，然后统计跨过线条的晶粒个数，并计算平均直径，从而得到晶粒度的值。
2、图像处理软件测量该方法是通过数字化镜头在计算机中对图像进行处理，并通过软件计算晶粒大小的方法。
具体步骤为：将样品放在金相台下，通过数字化摄像机记录图像，然后将图像传入计算机中，并通过图像处理软件选取研究目标进行分析。
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。
钢的奥氏体晶粒度的测量
实验二钢的奥氏体晶粒度的测量一、实验目的1．熟悉测定钢的奥氏体晶粒度的方法。
2．研究加热温度和保温时间及循环热处理对奥氏体晶粒度大小的影响。
3．从晶粒大小的观念出发确定合理的热处理加热规程。
二、实验内容奥氏体晶粒度――奥氏体晶粒的大小。
分1－8级，1级最粗大，8级最细小。
1．起始晶粒度――在临界温度以上，奥氏体形成过程刚刚结束时的晶粒尺寸。
每一平方毫米内奥氏体晶粒的数目N与形核率n及线生长速度cN=1.01(n/c)1/2n及c的数值决定于原始组织的形态和弥散程度以及加热时的加热速度等因素。
2．实际晶粒度――在热处理（或热加工）的某一具体加热条件下所得到的奥氏体晶粒大小。
实际晶粒度与起始晶粒度、奥氏体化温度、奥氏体状态停留时间和加热速度有关。
实际晶粒度粗大，往往使钢的机械性能，特别是冲击韧性、疲劳性能降低。
实际晶粒度细小，可以提高钢的屈服强度、正断强度和疲劳强度，同时具有较高的塑性和冲击韧性，降低钢的脆性转变温度。
晶粒超细化方法：快速循环相变加热淬火，循环加热正火，摆锤式循环热处理，快速加热和形变热处理。
3．本质晶粒度――把钢材加热到超过临界点以上的某一特定温度，并保温一定时间，奥氏体所具有的晶粒大小。
一般选择930℃8小时。
4．奥氏体晶粒度的测量方法1）奥氏体晶粒度的显示方法直接腐蚀法：也叫晶粒边界腐蚀法。
适用于测定淬火时得到的马氏体或贝氏体组织钢的奥氏体晶粒度。
热处理工艺：将试样加热到930℃,保温3小时，水冷，磨去脱碳层制成金相试样。
用含有0.5～1％烷基磺酸盐的100克苦味酸饱和水溶液腐蚀晶粒边界变黑即可测定奥氏体晶粒度。
如果晶界不清晰，可经二、三次腐蚀，抛光重复操作，或将腐蚀液加热到50℃进行腐蚀。
2）奥氏体晶粒度测定方法：比较法：在100倍显微镜下直接观察，然后选择其晶粒度具有代表性的视场与标准级别图中的1－16图比较，并确定出试样的晶粒度。
弦计算法：当测量的准确度要求较高或晶粒为椭圆形时。
实验四 钢的奥氏体晶粒度的显示与测定
实验
二.实验原理
1.奥氏体晶粒度的显示 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规定显示奥氏体晶粒大小的方法有以下几种,可根据不同的 钢种选用相应的方法。
氧化法、渗碳法、网状渗碳体法、网状铁素体法 （1）氧化法 适用于碳钢和合金钢。
方法是:将试样表面细磨、预抛光，然后将抛光面朝上置于热处理炉中, 一般在860±10℃下加热1小时后淬入冷水或盐水中。再根据表面氧化情况, 将试样倾斜10～15°磨制,但不可把氧化皮全部磨掉,然后进行短时间抛光, 浸蚀（4%苦味酸酒精溶液），可显示出氧化物沿晶界分布的奥氏体晶粒形貌。 采用氧化法显示晶粒时，经常因氧化过重或磨掉深度过浅使奥氏体晶内的嵌 镶块边界也与晶间一同被氧化后并显示，同时试样也容易受奥氏体化前期低 温氧化的影响，因此往往在试样表层遗留下细晶的假相。若加热时保护不当 产生全脱碳区，也要出现假的大晶粒。
四.实验方法
1.本实验采用网状渗碳体法/铁素体网法显示奥氏体晶粒，采用比较法 评定奥氏体晶粒度。
2.试样采用特定的温度（1）45钢870度加热保温30分钟后冷却到760度 保温1小时后以生成铁素体网；（2）GCr15钢加热到920度保温30分钟后随 炉冷却后至550以下出炉空冷。
3.制备试样 4.金相试样在放大100倍的金相显微镜下观察奥氏体晶粒度显示清晰部 位,与标准的评级图（×100）对比评定出奥氏体晶粒度。 5.每位同学个领一块试样，观察并测量。然后和其他同学试样及评定的 结果比较，做好记录。
网状铁素体法适用于测定亚共析钢的奥氏体晶粒。 其过程是将试样加热到930℃±10℃，保温3小时后再根据钢种不同，选 择适当的冷却方法（可直接水冷、油冷、空冷、炉冷或等温冷却等），将 试样冷却。试样处理后，用硝酸或苦味酸酒精溶液腐蚀，以便显示出围拢 在腐蚀变黑的组织（珠光体、贝氏体或马氏体）周围的网状铁素体；铁素 体所环挠面积的尺寸即为原奥氏体晶粒的大小。
奥氏体晶粒度的测定实验
奥氏体晶粒度的测定实验一、实验目的1.进一步明确钢的晶粒度的概念。
2.了解显示出奥氏体晶粒的方法。
3.掌握测定钢中奥氏体晶粒度的方法。
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着密切的关系。
细晶粒金属材料的机械性能，工艺性能均比较好，它的冲击韧性和强度都比较高，塑性好，易于加工，在淬火时不易变形和开裂。
金属材料的晶粒大小称为晶粒度，评定晶粒粗细的方法称为晶粒度的测定。
为了便于统一比较和测定，国家制定了统一的标准晶粒度级别。
按晶粒大小分为8级，1～3级为粗晶粒，4～6级为中等晶粒，7～8级为细晶粒。
钢的晶粒度测定，分为测定奥氏体本质晶粒和实际晶粒，本实验首先显示出钢的奥氏体晶粒，然后进行晶粒度测定。
下面具体介绍奥氏体晶粒的显示和测定晶粒度的方法。
三、实验内容1. 奥氏体晶粒的显示由于奥氏体在冷却过程中发生相变，因而在室温下一般已不存在，要确定钢的奥氏体晶粒大小，必须设法在冷却以后仍能显示出奥氏体原来的形状和大小，常用的方法：1) 常化法试样加热到所需的温度，保温后在空气中冷却。
对中碳钢（0.30～0.6%C）当加热到Ac以上温度以后，在空气中冷却时通过临界温度区域，会沿着奥氏体3晶粒边界析出铁素体网。
对于过共析碳钢试样加热到Acm 以上后缓冷，可根据沿晶界析出的渗碳网来确定晶粒度。
2) 氧化法将抛光的试样置于弱氧化气氛的炉中加热一定时间后，放于水中淬火或空气中冷却，试样在炉中形成一层氧化膜，由于晶界较晶内化学活性大氧化深，所以能在100倍显微镜下直接观察到晶粒，如晶界不太清楚可轻度抛光，再用4%苦味酸酒精溶液浸蚀，便可以显露出原来的奥氏体晶粒，看到晶界呈黑色网络，可用于测定亚共析碳钢，共析碳钢及合金钢的奥氏体晶粒度。
3) 渗碳法将试样放于有40%BaCO 3+60%木炭或30%Na 2CO 3+70%木炭的渗碳箱中，加热到920～940℃保温8小时，然后缓慢冷却。
奥氏体晶粒度测定
奥氏体晶粒氏体是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方结构。
由于体积因素的限制（碳原子半径为0.077nm，而γ-Fe晶体结构的最大间隙即八面体间隙半径为0.053nm），碳在γ-Fe 中的最大固溶度只有2.11%（质量分数）。
[1]中文名奥氏体晶粒外文名austenite grain意义钢在奥氏体化时所得到的晶粒尺寸奥氏体晶粒度▪分类▪显示方法▪测定方法▪影响因素奥氏体晶粒(austenite grain)钢在奥氏体化时所得到的晶粒。
此时的晶粒尺寸称为奥氏体晶粒度。
分类奥氏体晶粒有起始晶粒、实际晶粒和本质晶粒3种不同的概念。
(1)起始晶粒。
指加热时奥氏体转变过程刚刚结束时的晶粒，此时的晶粒尺寸称为奥氏体起始晶粒度。
(2)实际晶粒。
指在热处理时某一具体加热条件下最终所得的奥氏体晶粒，其尺寸大小即为奥氏体实际晶粒度。
(3)本质晶粒。
指各种钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向，晶粒容易长大的称本质粗晶粒，晶粒不易长大的称本质细晶粒。
通常在实际金属热处理条件下所得到的奥氏体晶粒大小，即为该条件下的实际晶粒度，而一系列实际晶粒度的测得即表示出该钢材的本质晶粒度。
据中国原冶金工业部标准YB27—77规定，测定奥氏体本质晶粒度是将钢加热到930℃，保温3～8h后进行。
因此温度略高于一般热处理加热温度，而相当于钢的渗碳温度，经此正常处理后，奥氏体晶粒不过分长大者，即称此钢为本质细晶粒钢。
显示方法绝大部分钢的奥氏体只是在高温下才是稳定的。
因此欲测定奥氏体晶粒就得设法将高温状态奥氏体轮廓的痕迹在室温下显示出来，常用的显示奥氏体晶粒的方法可归纳为渗入外来元素法、化学试剂腐蚀法和控制冷却速度法3种。
(1)渗入外来元素法。
如渗碳法和氧化法，是利用奥氏体晶界优先形成渗碳体和氧化亚铁等组成物，形成网络显示出奥氏体轮廓。
渗碳法一般适用于不高于0.3%c的渗碳钢和含不高于0.6%c而含碳化物元素较多的其他类型钢。
氧化法却适用于任何结构钢和工具钢。
实验一钢的奥氏体晶粒度的测定
实验一钢的奥氏体晶粒度的测定一、实验目的1、学会用各种腐蚀法显示钢的奥氏体晶粒；2、。
熟悉测定钢的奥氏体晶粒度的方法。
二、奥氏体晶粒度的概述奥氏体晶粒按其形成条件不同，通常可分为起始晶粒，实际晶粒与本质晶粒三种，它们的大小分别称为起始晶粒度、实际晶粒度与本质晶粒度。
（一）起始晶粒度在临界温度以上，奥氏体形成过程刚刚结束时的晶粒尺寸，称起始晶粒度。
（二）实际晶粒度在热处理（或热加工）的某一具体加热条件下所得到的奥氏体晶粒的大小称为实际晶粒度。
奥氏体转变终了后，若不立即冷却而在高温停留，或者继续升高加热温度，则奥氏体将长大。
因为上述过程在热处理时是不可避免的，所以奥氏体开始冷却时的晶粒（实际晶粒度）总要比起始晶粒大。
（三）本质晶粒度把钢材加热到超过临界点以上的某一特定温度，并保温一定时间（通常规定为930℃保温8小时），奥氏体所具有晶粒大小称为奥氏体本质晶粒度。
选用930℃是因为对于一般钢材来讲，不论进行何种热处理，如淬火、退火、正火、渗碳等，加热温度都在930℃以下。
如果在930℃保温8小时后，奥氏体晶粒几乎不长大，则在热处理过程中就不会出现粗大的奥氏体晶粒。
本质晶粒度即标志着在上述特定温度范围内，随着温度的升高，奥氏体晶粒的长大倾向：奥氏体晶粒显著长大的钢（得到奥氏体晶粒度为1一4级），定为本质粗晶粒钢；奥氏体晶粒长大不显著的钢（得到的奥氏体晶粒度为5一8级），定为本质细晶粒钢。
必须指出，本质晶粒度只是反映了930℃以下奥氏体晶粒长大倾向。
超过930℃后，本质细晶粒钢的奥氏体实际晶粒度很可能比本质粗晶粒钢的实际晶粒度还粗。
三、奥氏体本质晶粒度的显示方法钢在临界温度以上直接测量奥氏体晶粒大小一般是比较困难的，而奥氏体在冷却过程中又将发生相变。
因此如何在室温下（即在冷却转变后）显现出奥氏体晶粒的大小，就是需要解决的问题。
通常可采用以下几种方法来测定钢的晶粒度[3]。
（一）渗碳法适用于测定渗碳钢的本质晶粒度。
奥氏体晶粒度测定
实验钢的奥氏体晶粒度的测定在钢铁等多晶体金属中，晶粒的大小用晶粒度来衡量，其数值可由下式求出:式中：n —显微镜放大100倍时，6.45cm 2⑴n 2）面积内晶粒的个数。
N —晶粒度奥氏体晶粒的大小称奥氏体晶粒度。
钢中奥氏体晶粒度，一般分为1〜8等8个等级。
其中1级晶粒度晶粒最粗大，8级最细小（参看 YB27 —64）。
奥氏体晶粒的大小对以后冷却过程中所发生的转变以及转变所得的组织与性能都有极 大的影响。
因此，研究奥氏体晶粒度的测定及其变化规律在科学研究及工业生产中都有着重 要的意义。
一、奥氏体晶粒度的一般概念奥氏体晶粒按其形成条件不同，通常可分为起始晶粒、实际晶粒与本质晶粒三种，它们的大小分别以起始晶粒度，实际晶粒度与本质晶粒度等表示。
1、起始晶粒度在临界温度以上，奥氏体形成刚刚结束时的晶粒尺寸， 称起始晶粒度。
起始晶粒度决定于奥氏体转变的形核率（n ）及线生长速度（c ）。
每一平方毫米面积内奥氏体晶粒的数目N与n 及c 的关系为N =1.01 -[2. 丿由上式可知，若n 大而c 小，则起始晶粒就细小。
若 n 小而c 大则起始晶粒就粗大。
在一般情况下n 及c 的数值决定于原始组织的形态和弥散程度以及加热时的加热速度等 因素。
由于在珠光体中存在着大量奥氏体形核部位，n 极大。
故奥氏体的起始晶粒总是比较细小的。
如果加热速度快，则转变被推向高温，奥氏体起始晶粒将更加细化。
这是因为，随着 加热速度的增大和转变温度的升高，虽然形核n 和c 都增大，但n 比c 增加的幅度更大。
表1 — 6示出钢在加热时，奥氏体的 n 与c 数值与加热温度的关系，由表 1 —6中的数据可知。
相变温度从740 C 提高到800C 时n 增大280倍而c 仅增加40倍。
表— 奥氏体形核（）和线生长速度（）与温度的关系应当指出，奥氏体起始晶粒随加热速度的增大而细化的现象，只是在加热速度不太大时比 较明显。
当加热速度很大时起始晶粒不再随之细化（见表1— 7）表— 力口热速度对起始奥氏体晶粒大小的影响这可能是由于在快速加热时，转变被推向高温（大于800 C ），奥氏体的核不仅可以在铁素体与渗碳体的交界面上形成，而且可以在铁素体晶粒内嵌镶块的边界上形成。
金属材料工程实验四奥氏体晶粒的显示与测定
金属材料工程实验
实验四 钢铁材料奥氏体晶粒的显示及晶粒度的测定
金属材料工程实验
实验四 钢铁材料奥氏体晶粒的显示及晶粒度的测定 3、控制冷却速度法 （1）网状铁素体法 适用于含碳量在0.25%～0.6%的亚共析钢。试样经 加热奥氏体化后，根据含碳量的不同，选用水冷（低碳 钢）、油冷（低合金钢）、空冷（中碳钢）、炉冷（中碳 合金钢）或700～730℃等温室几分钟后空冷（≥0.5%C）。 冷却时，先共析铁素体优先沿晶界析出，呈网状分布，可 借铁素体网勾画出奥氏体晶界。
金属材料工程实验
实验四 钢铁材料奥氏体晶粒的显示及晶粒度的测定
2、面积法 面积法是通过计算给定面积网格内的晶粒数N来测定晶粒度。 晶粒数N的计算：将已知面积（通常使用5000㎜2）的圆形测量网 格置于晶粒图形上，选用网格内至多能截获并不超过100个晶粒 （建议50个晶粒为最佳）的放大倍数M，然后计算完全落在测量网 格内的晶粒数N内和被网格所切割的晶粒数N交，于是，该面积范围 内的晶粒计算N为：N=N内+1/2N交-1 试样检测上的每平方毫米内晶粒数na的计算：na=（M2·N）/A， 式中：M为所使用的放大倍数；N为放大M倍时，使用面积为A的 测量网格内晶粒计数；A为所使用的测量网格面积，单位为㎜2。 晶粒度级别数G的计算：G=3.321928lgna-2.954或 G=3.321928lg[(2·N)A]-2.954
金属材料工程实验
实验四 钢铁材料奥氏体晶粒的显示及晶粒度的测定
与标准系列评级图Ⅰ 等同图像的晶粒度级别数（ 表1 与标准系列评级图Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ等同图像的晶粒度级别数（GB/T6394-2002） ） 图像的 放大倍 数 25 50 100 200 400 800 标准系列评级图编号（100×） No.1 -3 -1 1 3 5 7 No.2 -2 0 2 4 6 8 No.3 -1 1 3 5 7 9 No.4 0 2 4 6 8 10 No.5 1 3 5 7 9 11 No.6 2 4 6 8 10 12 No.7 3 5 7 9 11 13 No.8 4 6 8 10 12 14 No.9 5 7 9 11 13 15 No.10 6 8 10 12 14 16
金属材料晶粒度的显示、测定方法及影响因素
达到三相负荷对称。
（） 采 用特 殊接 线 的三相一 两 相 平衡 ，将 三相 电 ３
基波负序电流，由于负序阻抗 比正序 阻抗小得多 ，所 以很 小 的负 序 电压 就 会在 异 步 电机 中产 生 很大 的负序
电流 。
源转换成互成９。 ０的两相电压系统 ，接在２ 个互成９ 。 ０电 压 系 统 上 的 单 相 负 荷 ，其 负 序 电 流 在 相 位 上 相 差
一
种进行侵蚀 。图 １ 为采用渗碳法 （％一 ％ ３ ４ 硝酸酒精
图 ２ 采 用 品粒 边 界 腐 蚀 法 所显 示 的奥 氏体 晶 粒形 态 （５钢 ） ４
溶 液 ） 所 显 示 的奥 氏 体 晶 粒 形 态 （ 晶粒 度 级 别 为 ７
级 ） 。
２４ 网状铁 素体 法 ．
网状 铁 素体 法 适用 于 碳质 量 分数 为 ０ ５ ０ ０ ． ％～ ． ％ ２ ６
２３ 晶粒 边 腐蚀 法 ．
和保温时间 ， 但主要取决于加热温度。在某一加热温 度 下 ，随保 温 时间 的延 长 ，晶粒 不 断 长大 ，但 长大 到
一
定 的尺寸后 ，再 长大 就极 为缓慢 了。 在最 高加 热 温度 相 同时 ，加 热速 度 越 快 ，奥 氏体 晶粒越 细小 ，这 是 因为加 热 速度 快 ，转 变温 度 高 ，奥
１ 一】 １ ７．
电流 与每 个 引入 的相 序有 关 ，为 了减小 对 电力 系统 的 不对 称影 响 ，通 常采 用 相序 轮换 接 人 ，即换 相 联接 把
１８ § Ｔ ３
青海鹤技
２ １ 年第 ５ ０１ 期
是 ：首先将试样装入盛有渗碳剂的容器 中，送人炉中
加 热 到 ９０－０ ３ － ％并保 温 ６ ，使试 样 上 有 ｌ ｍ 以 上 的 １ ｈ ｍ
奥氏体晶粒度的测定
三、内容
1.奥氏体晶粒的显示方法： 奥氏体晶粒的显示方法： 奥氏体晶粒的显示方法 外来元素渗入法： 外来元素渗入法：
a. 渗碳法（用于渗碳钢） 渗碳法（用于渗碳钢） b. 氧化法（用于任何钢种） 氧化法（用于任何钢种）
网状法（控制冷却速度的方法） 网状法（控制冷却速度的方法）
a. 网状铁素体法：适合碳含量为 网状铁素体法：适合碳含量为0.25%—0.6%的亚 的亚 共析钢 b. 网状珠光体（屈氏体）法：成分接近共析点 网状珠光体（屈氏体） c. 网状渗碳体法：适合碳含量大于 网状渗碳体法：适合碳含量大于0.9%的钢种 的钢种 以上方法主要用于本质晶粒度的测定
奥氏体晶粒度的测定
一、实验目的
1.了解显示奥氏体晶粒度的方法，各种方法的 了解显示奥氏体晶粒度的方法， 了解显示奥氏体晶粒度的方法
优缺点和适用范围。 优缺点和适用范围。
2. 掌握奥氏体晶粒大小的测定方法及评级标 准
二、意义
奥氏体晶粒的大小直接影响淬火后工件 的加工性能及机械性能： 的加工性能及机械性能：粗大的奥氏体淬 火后工件易变形，开裂报废； 火后工件易变形，开裂报废；高碳钢奥氏 体晶粒粗大，淬火后残余奥氏体增多， 体晶粒粗大，淬火后残余奥氏体增多，降 低钢的硬度及耐磨性。
弦计法 当晶粒为等轴晶粒时则用此法计算，然 当晶粒为等轴晶粒时则用此法计算， 后按表换算成晶粒级别。 后按表换算成晶粒级别。测定时先在整个 试样上初步观察， 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。 部位及适当的放大倍数进行测量。 弦计法如图所示， 弦计法如图所示，此法可利用一般的小 型显微镜进行测量。 型显微镜进行测量。d=3*L/Z1+Z2+Z3 其中L为 倍目镜中刻度尺在该倍数下的实 其中 为10倍目镜中刻度尺在该倍数下的实 际长度（100倍为 际长度（ 倍为1.60mm，400倍为 ， 倍为 倍为 0.40mm）。 为每次测量尺所截的晶粒数 ）。Z为每次测量尺所截的晶粒数 ）。
奥氏体晶粒度的测定(精)
一、实验目的
1、熟悉奥氏体晶粒度的测定方法 2、了解加热温度对奥氏体晶粒大小的影响
二、实验原理
比较法是用来测定晶粒度的最常用方法。将已准备好的试样在100倍显微镜 下进行观察，然后与标准晶粒度级别图进行比较，最近似的标准晶粒度级别定位 试样的晶粒度级别。若显微镜的放大倍数不是100倍时，仍可按标准晶粒度级别 图进行测定观察，然后按表进行换算。
多尺寸大致相同的板条马氏体定向地相互平行排列组成马氏体板条群，其内部亚结构
为位错。针状马氏体，其主要特征是：呈针状或片状，其空间立体形状为双透镜状。
在原奥氏体晶粒中最初形成的马氏体片往往是最大的，贯穿整个奥氏体晶粒，其后陆
续形成的马氏体片越来越小，相互之间呈一定交角，分割奥氏体。
• 三、实验方法•在不温度下对低、中、高碳钢进行淬火，并改变淬火介质，然后制备金相试样，
在金相显微镜下观察马氏体形态。
金相组织分析与数码摄影
• 一、实验目的
• 1、了解不同典型类型金属材料的组织特点； • 2、掌握数码摄影技术。
• 二、实验原理
•
金相数码摄影是简洁快速高效的微观组织观察和分析手段，正逐渐代替传统暗室
技术。其原理是将试样的光学信号转变为数字信号，在显示终端上进行显示和分析。
• 三、实验方法
•
针对多种类型和状态的金属材料进行金相试样制备，然后造XJG-05型大型金相显
微镜上进行观察，并利用TCI图像分析软件进行摄像和不同组织含量、晶粒度大小测定。
三、实验方法
奥氏体晶粒的显示方法： 1、渗碳法 2、等温法 3、正火法 4、氧化法 5、腐蚀法
淬火钢中的马氏体形态观察
• 一、实验目的
• 1、观察分析低、中、高碳钢淬火后的马氏体组织形态；
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300
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晶粒度号与弦的平均长度的关系 ( d=总长度/晶粒总个数)
晶粒度号 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
晶粒的弦平均长度d（mm）
0.875
0.650
0.444
0.313
0.222
0.157
0.111
0.0783
4
9SiCr
800℃加热 氧化法 盐酸苦味酸酒精溶液
5
9SiCr
900℃加热 氧化法 盐酸苦味酸酒精溶液
6
9SiCr
990℃加热 氧化法 盐酸苦味酸加热 氧化法 盐酸苦味酸酒精溶液
8
T10
900℃加热 氧化法 盐酸苦味酸酒精溶液
9
T10
990℃加热 氧化法 盐酸苦味酸酒精溶液
注：氧化方法处理后，晶界呈黑色网状
2
晶粒弦平均长度（d，单位mm ）的计算方法 d1=长度/晶粒个数
d= d2=长度/晶粒个数 d3=长度/晶粒个数
每个样上测三次取其弦长平均值，即d=总长度/晶粒总 个数。然后由d值查晶粒度号与弦的平均长度的关系表 即可得知晶粒度级。
3
1. 45钢800℃加热 –氧化法
0.650
0.444
0.313
0.222
0.157
0.111
0.0783
0.0553
0.0391
0.0267
0.0196
0.0138
0.0098
0.0069
0.0049
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晶粒度级数与放大倍数之间关系
放大100倍
其它放大倍数
-1 0
晶粒度级数 12345678
9 10
50
12345678
200
12345678
0.0553
0.0391
0.0267
0.0196
0.0138
0.0098
0.0069
0.0049
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奥氏体晶粒显示及晶粒度的测定
一、实验目的：
1. 掌握一种奥氏体晶粒的测定方法 2. 研究钢的化学成分和加热温度对奥氏体晶粒大小的影响 二、实验内容及概述：
1. 奥氏体晶粒的显示方法：（1） 氧化法 ；（2） P网法；（3）F（或Fe3C） 网法；（4）渗碳法；（5）淬硬件在250℃回火法；（6）加热缓冷法。
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2. 45钢900℃加热 –氧化法
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3. 45钢990℃加热 –氧化法
钢种一定，加热温度升高，则晶粒尺寸增大
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4. 9SiCr钢800℃加热 –氧化法
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5. 9SiCr钢900℃加热 –氧化法
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6. 9SiCr钢990℃加热 –氧化法
钢种一定，加热温度升高，则晶粒尺寸增大
9
7. T10钢800℃加热 –氧化法
量线长度不小于屏幕中图像水平长度的2/3，然后由d值查晶粒度号与弦 平均长度的关系表即可得知晶粒度级别。
四、实验报告要求：
见电子实验报告
奥氏体晶粒度的测定试样
序号 试样名称
处理状态
浸蚀剂
1
45
800 ℃加热 氧化法 盐酸苦味酸酒精溶液
2
45
900℃加热 氧化法 盐酸苦味酸酒精溶液
3
45
990℃加热 氧化法 盐酸苦味酸酒精溶液
2. 奥氏体晶粒度的评定：（1）比较法；（2）计算法 3. 三种钢、三种温度下的奥氏体晶粒的显示方法（见下表）
三、实验步骤及要求：
1. 观察一组制备好的金相样品，测定其奥氏体晶粒度大小； 2. 每人分别对两种钢、三个温度的奥氏体晶粒度进行测定，并计算出其
晶粒度级别，将数据填入实验报告表2中。 3. 每个样上测三次取其弦长平均值（即d=总长度/晶粒总个数）。每条测
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8. T10钢900℃加热 –氧化法
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9. T10钢990℃加热 –氧化法
钢种一定，加热温度升高，则晶粒尺寸增大
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晶粒度号与弦的平均长度的关系 ( d=总长度/晶粒总个数)
晶粒度号 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
晶粒的弦平均长度d（mm）
0.875