ASTM-平均晶粒度標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法

1、名稱：E112-96（2004年重新核準(zhǔn)）平均晶粒度標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法1這一標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)E112條款頒布的；E112之后緊跟的數(shù)字表示最初編輯的年份，或者表示最后修改的年份（如果有修改），括號(hào)內(nèi)數(shù)字（如果有的話）則表示最終批準(zhǔn)的年份，上標(biāo)2表示從最后修改或批準(zhǔn)之日起的一次編輯更換。該標(biāo)準(zhǔn)被國防部各相關(guān)部門認(rèn)可使用。簡(jiǎn)介這些金屬平均晶粒度測(cè)試方法根本上是測(cè)量過程。因?yàn)檫@一過程完全是獨(dú)立于金屬及其合金材料的幾何學(xué)問題。實(shí)際上，這些基本方法也應(yīng)用于評(píng)估非金屬的平均晶粒、晶體及晶胞尺寸。如果材料組織結(jié)構(gòu)接近于標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比圖譜中的某一個(gè)圖的話，可以采用對(duì)比法。截距法和求積法也經(jīng)常應(yīng)用于確定平均晶粒度。然而，對(duì)比法不

2、能應(yīng)用于單個(gè)晶粒的測(cè)量。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。這些方法也適用晶粒形狀與標(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和試樣中特定類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、截線長度的單峰分布來測(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。雙峰分布的晶粒度參見標(biāo)準(zhǔn)E1181。測(cè)定分布在細(xì)小晶?；w上個(gè)別非常粗大的晶粒的方法參見E930O1.3 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度，不適用于試樣三維晶粒，即立體晶粒尺

3、寸的測(cè)量。1.4 試驗(yàn)可采用與一系列標(biāo)準(zhǔn)晶粒度圖譜進(jìn)行對(duì)比的方法或者在簡(jiǎn)單模板上進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。利用半自動(dòng)計(jì)數(shù)儀或者自動(dòng)分析晶粒尺寸的軟件的方法參見E1382。1.5 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。1.6 測(cè)量數(shù)值應(yīng)用SI單位表示。等同的英寸英鎊數(shù)值，如需標(biāo)出，應(yīng)在括號(hào)中列出近似值.1.7 本標(biāo)準(zhǔn)沒有列出所有的安全事項(xiàng)。本標(biāo)準(zhǔn)的使用者應(yīng)建立適合的安全健康的操作規(guī)范和使用局限性。1.8 章節(jié)的順序如下：章節(jié)順序范圍1奔f文獻(xiàn)2術(shù)語3重要性和用途4使用概述5制樣6測(cè)試7校準(zhǔn)8顯微照相的準(zhǔn)備9程序比較10平面法（JEFFRIES）11普通截取法12海恩線截取

4、法13圓形截取法14Hilliard單環(huán)法14.2Abrams二環(huán)法14.3統(tǒng)計(jì)分析15非等軸晶試樣16含兩相或多相及組元試樣17報(bào)告18精度和偏差19關(guān)鍵詞20附件ASTM晶粒尺寸等級(jí)基礎(chǔ)附件A1晶粒度各測(cè)量值之間的換算附件A2鐵素體與奧氏體鋼的奧氏體晶粒尺寸附件A3斷口晶粒尺寸方法附件A4鍛銅和銅基合金的要求附件A5特殊情況的應(yīng)用附件A6附錄多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的晶粒尺寸判定結(jié)果附錄X1參考附件附錄X22、參考文獻(xiàn)2.1 ASTM標(biāo)準(zhǔn)E3金相試樣的準(zhǔn)備E7金相學(xué)有關(guān)術(shù)語E407微蝕金屬和合金的操作E562計(jì)數(shù)法計(jì)算體積分?jǐn)?shù)的方法E691通過多個(gè)實(shí)驗(yàn)室比較決定測(cè)試方法的精確度的方法E883反射光顯微照

5、相指南E930截面上最大晶粒白評(píng)估方法（ALA晶粒尺寸）E1181雙峰分布的晶粒度測(cè)試方法E1382半自動(dòng)或全自動(dòng)圖像分析平均晶粒度方法2.2 ASTM附件2.2.1 參見附錄X23術(shù)語3.1 定義參照E73.2 本標(biāo)準(zhǔn)中特定術(shù)語的定義：3.2.1 ASTM晶粒度一一G,通常定義為公式Nae=2G二（1）Nae為100倍下一平方英寸（645.16mm2）面積內(nèi)包含的晶粒個(gè)數(shù)，也等于1倍下一平方毫米面積內(nèi)包含的晶粒個(gè)數(shù)，乘以15.5倍。3.2.2 =2.13.2.3 晶界截點(diǎn)法一一通過計(jì)數(shù)測(cè)量線段與晶界相交或相切的數(shù)目來測(cè)定晶粒度（3點(diǎn)相交認(rèn)為為1.5個(gè)交點(diǎn)）3.2.4 晶粒截點(diǎn)法一一通過計(jì)數(shù)測(cè)

6、量線段通過晶粒的數(shù)目來測(cè)定晶粒度（相切認(rèn)為0.5個(gè)，測(cè)量線段端點(diǎn)在晶粒內(nèi)部認(rèn)為0.5個(gè)）3.2.5截線長度測(cè)量線段通過晶粒時(shí)與晶界相交的兩點(diǎn)之間的距離。3.3符號(hào)0(兩相顯微組織中的基體晶粒A測(cè)量面積a-截面上的平均晶粒AI日日粒仲k舉或縱向日日粒仲k辛d平均平囿晶粒直徑（平向出）D平均空間（體積）晶粒直徑f平面計(jì)算方法的JEFFRIES乘數(shù)G顯微晶粒度級(jí)別數(shù)1平均截距1a在兩相顯微組織中的基體晶粒上的平均截距17非等軸晶?？v向平均線截距It非等軸晶粒橫向平均線截距1p非等軸晶粒面積平均線截距1O基本長度32mm,用于在微觀和宏觀截線法說明G與l之間關(guān)系L測(cè)試線長度M放大倍數(shù)Mb圖譜中的放大倍

7、數(shù)n視場(chǎng)個(gè)數(shù)Na兩相顯微組織中的測(cè)試線截過的a晶粒數(shù)目Na1X每平方毫米的晶粒數(shù)NA0(兩相顯微組織中的1X每平方毫米的a晶粒數(shù)目Nae100X每平方英寸的晶粒數(shù)Nai非等軸晶粒下縱向naNAt非等軸晶粒下橫向NaNap非等軸晶粒卜平向上naNi測(cè)試線上截線的數(shù)目Ninside完全在測(cè)試環(huán)中晶粒數(shù)N,，,intercepted被測(cè)試環(huán)截?cái)嗟木Я?shù)Nl測(cè)試線上單位長度上截線的數(shù)目NLl非等軸晶粒下縱向nlNLt非等軸晶粒下橫向nlNlp非等軸晶粒卜平面上nlPi測(cè)試線與晶界相交數(shù)Pl單位長度測(cè)試線與晶界相交數(shù)Pli非等軸晶粒下縱向PLPLt非等軸晶粒下橫向PlPlp非等軸晶粒卜平面上PlQcor

8、rectionfactorforcomparisonchartratingsusinganon-standardmagnificationformicroscopicallydeterminedgrainsizes.Qmcorrectionfactorforcomparisonchartratingsusinganon-standardmagnificationformacroscopicallydeterminedgrainsizes.s標(biāo)準(zhǔn)偏差SV單相結(jié)構(gòu)中晶界表面積的體積比Sva兩相結(jié)構(gòu)中晶界表面積的體積比t學(xué)生的t乘數(shù)，確定置信區(qū)間Vva兩相結(jié)構(gòu)中a相體積分?jǐn)?shù)95%CI95%置信區(qū)間%

9、RA相對(duì)準(zhǔn)確率白分速4使用概述4.1 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4.1.1 比較法：比較法不需計(jì)算晶粒、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)一般存在一定的偏差（±0.5級(jí)）。評(píng)估值的重現(xiàn)性與再現(xiàn)性通常為土1級(jí)4.1.2 面積法：面積法是計(jì)算已知面積內(nèi)晶粒個(gè)數(shù)，利用單位面積晶粒數(shù)NA來確定晶粒度級(jí)別數(shù)Gc該方法的精確度中所計(jì)算晶粒度的函數(shù)。通過合理計(jì)數(shù)可實(shí)現(xiàn)土0.25級(jí)的精確度。面積法的測(cè)定結(jié)果是無偏差的，重現(xiàn)性小于土0.5級(jí)。面積法的晶粒度關(guān)鍵在于晶粒界面明顯劃分晶粒的計(jì)數(shù)4.1.3 截點(diǎn)法：截點(diǎn)

10、數(shù)是計(jì)算已知長度的試驗(yàn)線段（或網(wǎng)格）與晶粒界面相交截部分的截點(diǎn)數(shù)，利用單位長度截點(diǎn)數(shù)來確定晶粒度級(jí)別數(shù)Go截點(diǎn)法的精確度是計(jì)算的截點(diǎn)數(shù)或截距的函數(shù)，通過有效的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可達(dá)到±0.25級(jí)的精確度。截點(diǎn)法的測(cè)量結(jié)果是無偏差的，重現(xiàn)性和再現(xiàn)性小于土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)或截距數(shù)，因而較面積法測(cè)量快。4.2 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)于拉長的晶粒組成試樣更為有效。4.3 如有爭(zhēng)議時(shí)截點(diǎn)法是所有情況下仲裁的方法4.4 不能測(cè)定重

11、度冷加工材和平均晶粒度。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4.5 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)分析結(jié)果。所以不能用評(píng)級(jí)圖來測(cè)定單個(gè)晶粒。根據(jù)平均值計(jì)算晶粒度級(jí)別G,僅對(duì)在每一領(lǐng)域的個(gè)別測(cè)量值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析5.運(yùn)用性5.1 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，通過該組織的任一截面（檢驗(yàn)面）上分布的晶粒大小，將從最大值到零之間變化。因此，在檢測(cè)面上不可能有

12、絕對(duì)尺寸均勻的晶粒分布，也不能有兩個(gè)完全相同的晶粒面5.2 在纖維組織中的晶粒尺寸和位置都是隨機(jī)分布的，因此，只有不帶偏見地隨機(jī)選取三個(gè)或三個(gè)以上代表性。只有這樣，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)，而不是帶有遐想的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。6取樣6.1 測(cè)定晶粒度用的試樣應(yīng)在交貨狀態(tài)材料上切取。試樣的數(shù)量及取樣部位按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件規(guī)定6.2 切取試樣應(yīng)避開剪切、加熱影響的區(qū)域。不能使用有改變晶粒結(jié)構(gòu)的方法切取試樣。7檢測(cè)試樣7.1 一般來說，如果是等軸晶粒，任何試樣方向都可行。However,thepresenceofane

13、quiaxedgrainstructureinawroughtspecimencanonlybedeterminedbyexaminationofaplaneofpolishparalleltothedeformationaxis.7.2 如果縱向晶粒是等軸的，那么這個(gè)平面或其他平面將會(huì)得到同樣的精度。如果不是等軸的，延長了，那么這個(gè)試樣不同方向的晶粒度測(cè)量會(huì)變化。既然如此，晶粒度大小應(yīng)該至少由兩到三個(gè)基本平面評(píng)定出。橫向，縱向和法向。并根據(jù)16章計(jì)算平均值。如果使用直線而不是圓圈測(cè)量非等軸晶粒截點(diǎn)，可有兩個(gè)測(cè)試面得到結(jié)果截點(diǎn)數(shù)，而不是面積法中所說的三個(gè)。7.3 拋光的區(qū)域應(yīng)該足夠大，在選用的

14、放大率下，至少能得到5個(gè)區(qū)域。在大部分情況下，最小的拋光面積達(dá)到160mm2就足夠了，薄板和絲材除外。7.4 根據(jù)E-3推薦的方法，試樣應(yīng)當(dāng)磨片，裝配（如果需要的話），拋光。根據(jù)E-409所列出的,試樣應(yīng)被試劑腐蝕。todelineatemost,orall,ofthegrainboundaries（seealsoAnnexA3）.8校準(zhǔn)8.1 用千分尺校準(zhǔn)物鏡，目鏡的放大率。調(diào)焦時(shí)，設(shè)置在2%內(nèi)8.2 用毫米尺測(cè)量測(cè)試直線的準(zhǔn)確長度和測(cè)試圓的直徑。9顯微照片的準(zhǔn)備Whenphotomicrographsareusedforestimatingtheaveragegrainsize,顯微照片按

15、E883準(zhǔn)備。10比較法10.1 比較法適用于評(píng)定具有等軸晶粒的再結(jié)晶材料或鑄態(tài)材料10.2 使用比較法評(píng)定晶粒度時(shí)，當(dāng)晶粒形貌與標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖的形貌完全相似時(shí)，評(píng)級(jí)誤差最小。因此本標(biāo)準(zhǔn)有下列四個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖：10.2.1 系列圖片1:無攣晶晶粒（淺腐蝕）100倍,晶粒度級(jí)別：00,0,12,1,1佟,2,212,3,31?,4,412,5,5126,6%7,712,8,812,9,912,10。10.2.2 系列圖片2:有攣晶晶粒（淺腐蝕）100倍，晶粒度級(jí)別：1,2,3,4,5,6,7,8。10.2.3 系列圖片3:有攣晶晶粒（深腐蝕）75倍，晶粒通稱直徑：0.200,0.150,0.120

16、,0.090,0.070,0.060,0.050,0.045,0.035,0.025,0.020,0.015,0.010,0.005mm。10.2.4 系列圖片4:鋼中奧氏體晶粒（滲碳法）100倍，晶粒度級(jí)別：1,2,3,4,5,6,7,8。10.3 表1列出了各種材料建議使用的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖。例如，有攣晶銅及黃銅（深腐蝕），使用系列圖片3。TABLE1SuggestedComparisonChartsforMetallicIMtiteriails注1:系列圖片1,2,3,4的標(biāo)準(zhǔn)晶粒尺寸例子如圖1,12,3,4所示。FIG1Exarnp4ieofUntwinnsdGrains（FlatEtch|

17、ifromPlateLGrainSizeNd.3at1MXNon1_The制聚以旨皆金笈砧口方areuponth啟uu”皿加丁practices5口indmcry.Forspecimensprepaiedaccoidiigtospecialtheappropriate亡01npznsn"zodjidsihguldbgselectedodastrucmral-basisimaccordancewith同Mab&riaPaleNumber日司5記W>agriHi口itonAluminum1D0XCcpptr3Ptepper-baMaHeyssee11orrv7=X,-ODX

18、44Iranand班:AustenkcDiorIV1D0XFerritic1D0XCafburzedrvwox5#in隹54II1D0XMi3gn651iumandmagnesun-b-asemIcsor11D0XNckelandalleysII1D0XSuper-screng：hacyscr100XZincandznc-basemlluys1or111D0XFIG-2Em君mp附ofTwinGrains(FlatEtch)fromPlateII.GramSizeNd3at10QXFIG.3EjcanifsleofTutnGraimContraslElehfromPlMeIII.GrainSi

19、ze也前口mmat7SXfig.4ExampleofAualenlte&®lns硝SleeifromPWmGr程r»SizeHa3art1OTX10.4 顯微晶粒度的評(píng)定直接進(jìn)行對(duì)比。通過有代表性視場(chǎng)的通常使用與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)系列評(píng)級(jí)圖相同的放大倍數(shù),選取與檢測(cè)晶粒組織圖象或顯微照片與相應(yīng)表系列評(píng)級(jí)圖或標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖復(fù)制透明軟片比較,圖象最接近的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖級(jí)別數(shù)，記錄評(píng)定結(jié)果。10.5 觀察者進(jìn)行評(píng)定時(shí)，要選擇正確的放大率，區(qū)域合適的尺寸晶粒級(jí)別，有代表性視場(chǎng)的試樣的截面和評(píng)定平均晶粒度的區(qū)域。詳見5.210.6 每個(gè)試樣應(yīng)進(jìn)行三四處代表性區(qū)域的晶粒度評(píng)定。10.7 當(dāng)待測(cè)晶

20、粒度超過標(biāo)準(zhǔn)系列評(píng)級(jí)圖片所包括的范圍或基準(zhǔn)放大倍數(shù)(75,100)不能滿足需要時(shí)，根據(jù)注2和表2進(jìn)行換算。Non2Ifthe目miauzerecitediaASTMnumbor&hd返ccuve-touq山目E4LiTionLEup.0=2匕史(此弧)(2)趾r*013co口ectig,factorthsf-jddedtotbs町niKiv-ziamtizeoftheipecuneuL,aiviewedatTheHjagiiifccatton,Minsteadofatrbtbaiirina沙由uati曲二M卜(、三工or10OK),toyieldduASTM5run-Lizfn'

21、;jinb!.Thus,foranuzmiicationof25X.thstnwASTMgnm七izemucuVeib砧uiuimb*leaverMudutof<he皿phetotu;-cicgraphaf100XQ-7)Lilcutfcr4(XlX.dietrueASTMgrain25K02150J3DD.06Da.075C1D50.135D15CU.K口口.2100.2700渤怛?yàn)間jie.o)力神酉13.6)日卻2日山;I1.fi)15向出mmMIXI3JM7：SO.flIS(L0223也眥0M7SO.OM0.M7S0.075小附口工也加(B.2)便川P.2)50MJ舊期(4,6)

22、柿小0.flJ日同(2刈，由75K口峨0010QQ15QQ及aK5網(wǎng)Q4M5口口山Q.DW。1式0150(W.3他2)(B.3)一不僧用但m(57)性即A再H.0)料為(2.5)1D0X0.003750.00750112D.015口力博0.口前0.004CLM5C.D45D.CraQ.O870皿0.113(13-25(11.2)10.0)自芯出和口期(fi卻他明H-&I二L母2DQK閱1gD.D0375o.DasflD.anTE口固。D0I30.0117DD1«0.Q225二E二號(hào)Q.0M0M5Q.05S11叼舊期叫0W)(01)阻6悔m17撕由制帽口1H<DDXJ0O

23、25QCQ37口.口口50.WC口時(shí)0.011DQ125C.D1SC.0175口0000.0375(14.33M301-71CW-T)do.oiC0.7)冉N(flJO)(7-2>植卻5MxD.DC40.K50.007口儂a.aio0.DI20.014Q.01S*必。皿行3用）(12.3E(11.4)口朝(W.3)曲戟舊內(nèi)(7"(7.2)TABLE1MicroscopicallydeterminedGrainSizeRelatiofisliipslosingPlaleHIafVanausMagnificatiofisNari1-Fii2'lixmriiLsiiiiidi

24、jmirtM,d.tilmm；innartatiMMiiffuit1il*m：ASTIHAin占iztitid血btz,GNpnNMa劍石dw?farPb-tfID返73X附言3data)ChanPitLira!NuPibsrPLiteIIIMwniFkaliQn:1123450T910111213楠r加為期為網(wǎng)乳就刁04Dao.laD.iDQMO.亡口(40.dEIE.10.8 在晶粒度圖譜中，最粗的一端視野中只有少量晶粒，在最細(xì)的一端晶粒的尺寸非常小，很難準(zhǔn)確比較。當(dāng)試樣的晶粒尺寸落在圖譜的兩端時(shí)，可以變換放大倍數(shù)使晶粒尺寸落在靠近圖譜中間的位置。10.9 Theuseoftranspar

25、encies4orprintsofthestandards,withthestandardandtheunknownplacedadjacenttoeachother,istobepreferredtotheuseofwallchartcomparisonwiththeprojectedimageonthemicroscopescreen.10.10 使用相同的方法，不同的測(cè)量人員經(jīng)常得到有細(xì)微差別的結(jié)果，期望提供不同測(cè)量值偏差。10.11 重復(fù)試驗(yàn)時(shí)，會(huì)與第一次出現(xiàn)發(fā)生偏差，通過改變放大率，調(diào)整物鏡，目鏡來克服10.12 對(duì)于特別粗大的晶粒使用宏觀晶粒度進(jìn)行的測(cè)定，放大倍數(shù)為1倍，直接將準(zhǔn)備

26、好的有代表性的晶粒圖象與系列評(píng)級(jí)圖1（非攣晶）和圖2及圖3（攣晶）進(jìn)行比較評(píng)級(jí)。由于標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖是在75倍和100倍下制備的，待測(cè)宏觀晶粒不可能完全與系列評(píng)級(jí)圖一致，為此宏觀晶粒度可用平均晶粒直徑或表3所列的宏觀晶粒度級(jí)別數(shù)來表示，見注3。Note3IfthegrainsizeisreportedinASTMmacro-grainsizenumbers,itisconvenienttousetherelationship:之-2岫川=664logm.WwhereQmisacorrectionfactorthatisaddedtotheapparentgrainsizeofthespecimen,

27、whenviewedatthemagnificationM,insteadofat1X,toyieldthetrueASTMmacro-grainsizenumber.Thus,foramagnificationof2X,thetrueASTMmacro-grainsizenumberistwonumbershigher(Q=+2),andfor4X,thetrueASTMmacro-grainsizenumberisfournumbershigher(Q=+4)thanthatofthecorrespondingphotograph.TABLE3MacrosicopiicGnunRelati

28、onshipaCcomputedforUnriorm.RandomlyOnentediEquiax&dGramsNcnz1-drvi霞；eEHaMJ33&MdJ.8andM-143rtTpcEvily;tw曰扁曾叩訕鼻口>dvtqnsLcwdminsiuimmlbivn(G)O,Q,)05and10.MacfD0rM品(srarfi4)11ndArtj工曷*2酢川&節(jié)AverageDinwtaTIntercept&SueNia,No.i'rm2N心所尸mn?m.1mmin.mmnnwn11IGOmmM-DQMM-0.5DW11M"0.00

29、16aimQ0031M-25C0C44M-J.OD.QW2M-1S0.006NT。0.0124kM50.01750Q24&IW-&.5D.Q3510.04MMS0.0701W-7.0.DMM-750HQ國71加41g品o:比第31叩菖優(yōu)社3F1冰32Q012.41411.DD0.707康B050022g103541A1.3D25D11Ml0.177電UM0.12557K0BM4032O0SI538.51D044220.10D.Q3S2uja0.022110OSDOIEfi713QQ11QB654&B7Q244D177由Ml3#47165口fl.L目5ND.AQT654.

30、&J?33221111必1.00D.841Q7U7口.詼D.5DD0.4200.3S4Q.2O7口”D.2WD.1370.1醋>0.125Q.1IBf-33&-11I-a-T&oA-1-n-r:/7'-.'2-L士.:.'丁F->,:二».».江*電工11.o.A.e.s.4.4.3.2.2.0口川11J&0.M70,044也打0MQ0WC.530D74C.MO.DBfl也370.1D5-D.12S-Q1部0裳Q1770.2100J50350=加13(1期01103MCCWD4N1T/2?4&E吻g

31、g0<3T？口33%&日了ED.2.4F15.。62111123X1&*1xio1xitr>MJO口.百12S.0a(M7.9122J2S翳N.M油1也颯50.00iikaj112al1S1.Q3.M5.53+1弱74.3IBBe6,2D.5MS<BQ39T2M.0口我3叩白1和02.61.41557D7C77Q71M-0505S13S2J17a27621羽52.61.1ftwaDG41射WM-1D.00.794512.口1J201.9531.12*4.21.D0事L41.D0100.0M-1D.S1.122724.1o.aoiuai0.55437.20.B4

32、133.1I-1giie.fiM-11.Di.ssr1024.1(LMfl0.077圖31.20.7157曾工1.411414Mdl52.2451446.2口目即口時(shí)7203我能2341ae31753048JQ315口僦056122.1.日用1»7fDO我口。M-12.33.&O62521.§02500.307D5D61&.00.45117.72222219Mk1U33M.S口必0.3450.4721B.00.42010JS237.8Mkll.tl43MLl0.137024+0.307U.S0.1*41Usans7.3175043,1Q1覆口1耶口期&

33、;14.10,3101241138MU1359970579301110173033413.1C.SflT11.73JB339*M-13.S11.0557132.1OKI014DD3D111.80.2&B1O373373.2M-14.012.681英引0.0790.1220.28111.0044.00400.0W14.31S.A34100MJ0.044OOM0.253白感。必4.44+43.S10.13 比較程序可以用來評(píng)判鐵素體鋼經(jīng)過McQuaid-Ehn測(cè)試（參見附錄A3、A3.2）或其它任何方法顯示出的奧氏體晶粒尺寸（參見附錄A3、A3.2）。經(jīng)過McQuaid-Ehn測(cè)試得到的晶

34、粒（參見附錄A3）可以通過在100X晶顯微圖像中和標(biāo)準(zhǔn)晶粒度圖譜圖IV相比較得到其晶粒尺寸。測(cè)量其它方法得到的奧氏體晶粒度（參見附錄A3）,可將100X晶顯微圖像中和圖I、n或IV中最相近的結(jié)構(gòu)相比較。10.14 所謂“SHEPHERD斷口晶粒尺寸方法”是通過觀察淬火鋼（2）斷口形貌并與一系列標(biāo)準(zhǔn)斷口相比較6來判別晶粒尺寸。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)任意的斷口晶粒尺寸和ASTM晶粒尺寸吻合良好。這種吻合使得奧氏體晶?？梢酝ㄟ^斷口晶粒尺寸來判斷。11面積法在顯微照片上選擇一個(gè)已知面積（通常是5000mm2）,選擇一個(gè)至少能截獲50個(gè)晶粒的放大倍數(shù)。調(diào)好焦后，數(shù)在這個(gè)范圍內(nèi)的晶粒數(shù)。指定區(qū)域的晶粒數(shù)加上被圓圈截獲的

35、晶粒數(shù)的一半就是整個(gè)晶粒數(shù)。如果這個(gè)數(shù)乘上f,在表五中有JEFFRIES乘數(shù)對(duì)應(yīng)的放大率。1X每平方毫米的晶粒數(shù)，由以下公式計(jì)算出：入團(tuán)叫也產(chǎn))Ninside是完全落在網(wǎng)格內(nèi)的晶粒數(shù)，Nintercepted是被網(wǎng)格所切割的晶粒數(shù)，A平均晶粒度也就是NA的倒數(shù)。即1/NA。平均平面晶粒直徑d(平面出)，是平均晶粒度A的平方根。晶粒直徑?jīng)]有物理意義。因?yàn)樗淼氖钦叫尉Я^(qū)域。TABLESRelationshipBetweenMagnificationUsedandJeffnes;Miillglier,力foranAieaof5000mrrF但Circleofiam&ter)(f-0.

36、0002M2)MjgnifcaiicnU&edMJernes'Multiplier,f.toOb'ainGrainsfmm21D.000210D.0225D.125500.57S*1.125100201504.5200e.O25012.5300ie.D50050.0750112.51QQQ200.0*A：75di3Tietersnagnif；a：icn.ueFres'njtiper.f.becorres11rlltyifiheusedis525rrnx|aciceof-4.5-mmdameier.11.2 為了能夠獲得測(cè)試環(huán)內(nèi)晶粒的數(shù)目和測(cè)試環(huán)上相交的晶粒數(shù)目，

37、有必要用油筆或鋼筆在模板上的晶粒做記號(hào)。面積法的精度與晶粒的數(shù)目有關(guān)。但是在測(cè)試環(huán)中晶粒的數(shù)目不能超過100,否則會(huì)變得乏味和不準(zhǔn)確。經(jīng)驗(yàn)表明選擇一個(gè)倍數(shù)使視野中包含50個(gè)晶粒左右為最佳。由于需要在晶粒上做記號(hào)以獲得準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)所有這種平面法比截點(diǎn)法效率低。11.3 測(cè)量視場(chǎng)的選擇應(yīng)是不帶偏見地隨機(jī)選擇允許附加任何典型視的選擇才是真實(shí)有效的11.4 在最初的定義下，NO.1晶粒為在100X下有1.000晶粒/英寸2,1X下有15.500個(gè)晶粒/mm2。在其它的非標(biāo)準(zhǔn)環(huán)組成的面積中，從表4中找出最相近的尺寸來判斷每平方毫米下實(shí)際的晶粒數(shù)。ASTM晶粒度G可以通過表6由Na(1X每平方毫米的晶粒數(shù))

38、用(公式1)計(jì)算得出。TABLE6GrainSizeEquationsRelatingMeasuredParameterstotheMicroscopicallyDeteTminedASTMGrainSize,GNOTE1DeteimmeASTMGram$ize«G,uHythefbllowimfequation7-NCTE2-The>ecQudandtiurdeqiutigDaief”節(jié)皿后&ph箝餐Eiaxnytructuies.PNczi3-TocoavatnLacrometretoonJlimetre:.dmdeby1000.NOTE4=AcalculatedG

39、vilueof-1conespoudhiw1AsmG-(XXEqu就由nUnits.0=(3321626lcg1QJ-2054.inmm,工G=(00431.56log旭心卜心前心inmm-1G=(fl.643056leg忖噸-3.2BBPLinmm*1G=(-fl.WSSSOogRL3NB6inmm12截點(diǎn)法12.1 截點(diǎn)法較面積法簡(jiǎn)捷，建議使用手動(dòng)記數(shù)器，以防止記數(shù)的正常誤差和消除預(yù)先估計(jì)過高或過抵的偏見12.2 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。12.3 ASTM平均晶粒度G和直截面之間沒有直

40、接的聯(lián)系，不像面積法中G,Nae,Na和A之間有確定的聯(lián)系。關(guān)系式"（不且|不運(yùn)用于等軸晶粒。在100倍的放大下，平均截面上32mm的平均晶粒度計(jì)算公式為：G=21呼、'TG-LD.OD-O=HUW+這里。是32mmand,andNlareinmillimetresat1Xornumberofinterceptspermmforthemacroscopicallydeterminedgrainsizenumbersandinmillimetresornumberpermmonafieldat100Xforthemicroscopicallydeterminedgrainsiz

41、enumbers.Usingthisscale,measuredgrainsizenumbersarewithinabout0.01Gunitsofgrainsizenumbersdeterminedbytheplanimetricmethod,thatis,wellwithintheprecisionofthetestmethods.AdditionaldetailsconcerninggrainsizerelationshipsaregiveninAnnexA1andAnnexA2.12.4 Themeaninterceptdistance,measuredonaplanesectioni

42、sanunbiasedestimateofthemeaninterceptdistancewithinthesolidmaterialinthedirection,orovertherangeofdirections,measured.Thegrainboundarysurfacearea-to-volumeratioisgivenexactlybySv=2NlwhenNLisaveragedoverthreedimensions.Theserelationsareindependentofgrainshape.晶界表面積比由Sv=2Nl公式算出。這個(gè)關(guān)系式與晶粒形狀無關(guān)13直線截點(diǎn)法13.1

43、 估算出被直線截出的晶粒數(shù)，不低于50個(gè)?？梢酝ㄟ^延長測(cè)試線和擴(kuò)大放大率得到13.2 為了獲得合理的平均值，應(yīng)任意選擇35個(gè)視場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。如果這一平均值的精度不滿足要求時(shí)，應(yīng)增加足夠的附加視場(chǎng)。13.3 計(jì)算截點(diǎn)時(shí)，測(cè)量線段終點(diǎn)不是截點(diǎn)不予計(jì)算。終點(diǎn)正好接觸到晶界時(shí)，計(jì)為0.5個(gè)截點(diǎn)，測(cè)量線段與晶界相切時(shí)，計(jì)為1個(gè)截點(diǎn)。明顯地與三個(gè)晶粒匯合點(diǎn)重合時(shí)，計(jì)為1.5個(gè)截點(diǎn)。在不規(guī)則晶粒形狀下，測(cè)量線在同一晶粒邊界不同部位產(chǎn)生的兩個(gè)截點(diǎn)后有伸入形成新的截點(diǎn)，計(jì)算截點(diǎn)時(shí)，應(yīng)包括新的截點(diǎn)。13.4 應(yīng)該排除有4個(gè)或更多方向直線排列，中度偏離等軸結(jié)構(gòu)的截點(diǎn)計(jì)算?？梢允褂脠D中的四條直線。町II"Kf

44、t】一Ift喇N收HE電&電啟期加勺百111H皿處SoriieiKlidts醉寓58a七EesW：匚limit1rtfiucumm,Durabar.nm2Mo70陽mM.T53.015映M20T的FIG.5PatternfarIntercefriCounting13.5對(duì)于明顯的非等軸晶組織,如經(jīng)中度加工過的材料，通過對(duì)試樣三個(gè)主軸方向的平行線束來分別測(cè)量尺寸，以獲得更多數(shù)據(jù)。通常使用縱向和橫向部分。必要時(shí)也可使用法向。1任一條100mm線段，可平行位移在同一圖象中標(biāo)記處五次來使用14圓截點(diǎn)法14.1圓截點(diǎn)法被hiilliardunderwwood和adrams提倡。它能自動(dòng)補(bǔ)償而引起

45、的偏離等軸晶粒誤差。圓截點(diǎn)法克服了試驗(yàn)線段部截點(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。14.2單圓截點(diǎn)法14.2.1運(yùn)用直線法測(cè)量偏離等軸晶粒的晶粒度，如果不是很小心的操作可能會(huì)引起偏差。圓截點(diǎn)法會(huì)削除偏差。14.2.2使用的測(cè)量網(wǎng)格的圓可為任一周長，通常使用100mm,200mm和250mm.測(cè)度圓不應(yīng)該比最大的晶粒小。14.3三圓截點(diǎn)法14.3.1試驗(yàn)表明，每個(gè)試樣截點(diǎn)計(jì)數(shù)達(dá)500時(shí)，常獲得可靠的精確度，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行開方檢驗(yàn)，結(jié)果表明截點(diǎn)計(jì)數(shù)服從正態(tài)分布的統(tǒng)計(jì)方法處理，對(duì)每次晶粒度測(cè)定結(jié)果可計(jì)算出置信區(qū)間。但是如果每個(gè)視場(chǎng)產(chǎn)生40100個(gè)截點(diǎn)計(jì)數(shù)，誤差也會(huì)容易

46、產(chǎn)生。因?yàn)槊恳灰晥?chǎng)的晶粒結(jié)構(gòu)是變化的。至少應(yīng)該選擇5個(gè)視場(chǎng)，一些金相實(shí)驗(yàn)者認(rèn)為，選10個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域4050個(gè)點(diǎn)最合適。對(duì)大多數(shù)晶粒結(jié)構(gòu)，在510區(qū)域選擇400500截點(diǎn)，精確度將會(huì)大于10%。14.3.2 測(cè)量網(wǎng)格由三個(gè)同心等距，總周長為500mm的圓組成，如圖5所示。將此網(wǎng)格用于測(cè)量任意選擇的五個(gè)不同視場(chǎng)上，分別記錄每次的截點(diǎn)數(shù)。然后計(jì)算出平均晶粒度和置信區(qū)間，如置信區(qū)間不合適，需增加視場(chǎng)數(shù)，直至置信區(qū)間滿足要求為止。在測(cè)試中允許使用合適尺寸的刻線，但希望觀察者能找出推薦刻度正確閱讀的難點(diǎn)，運(yùn)用手動(dòng)記數(shù)器，完整依次閱讀每個(gè)圓上的點(diǎn)數(shù)直到計(jì)算出晶界面所有的點(diǎn)數(shù)。手動(dòng)記數(shù)器可以避免預(yù)先估計(jì)的

47、過高過低的偏差。14.3.2.1 選擇適當(dāng)?shù)姆糯蟊稊?shù)，使三個(gè)圓的試驗(yàn)網(wǎng)格在每一視場(chǎng)上產(chǎn)生40個(gè)100個(gè)截點(diǎn)數(shù),目的是通過選擇5個(gè)視場(chǎng)可獲得400個(gè)500個(gè)總截點(diǎn)計(jì)數(shù)。14.3.2.2 測(cè)量網(wǎng)格通過三個(gè)晶粒匯合時(shí)截點(diǎn)計(jì)數(shù)為2個(gè)14.3.3 根據(jù)以下公式計(jì)算一月，Ni和Pi是截面上的點(diǎn)數(shù)，1是測(cè)試線長度，M是放大率尸L口？1上二/14.3.4 計(jì)算平均截距T,恐運(yùn)用表6中的方程式或表4,圖6中的數(shù)據(jù)，可的出晶粒度Nl,Pl,TTABLE4GrainSizeRelationshiiJSConpuledforUnifonn,RandomlyOrieiRted,EquiaxedGrainsGraoSiz

48、eNg.am/UnitAreaAGfamAreaAverageDia/ftefefTMeanntefc4pt.麗.°Hojin2aft14KJKNgJmm2國1Xmm2口川mmurnrrm師Hqirim二二00.253.BS口上如25M4。.如自口M6.O.4525D5D7.75D.12BD1293320.3592356.2.32EW口.5D71ID.SHSi0.0B1291Z3D0.3021302.11J0115.50QM4I5M51B0,25402540Q.22B11511串4湖口Q.213CQ.16O3-2Q2W31.00Q叫a仃騏170©Q252S301510151

49、口0.13453040D02.0000161C.12710127Q0.1131155.66也酷1HQ5O.iOSS1D6.80.QS5140.0D124.00.Md削ms甄BQ.Q6國4.511.31175.35O.W57D57030.D7M75.50.0673矗出16.00246.00曲M心4M22.ms0.05M5.522.03曲心崎2S51靠甕M53.4Ci*的和心32.004&6.M0-M20220100J0449+4.&UMM701.4Sa位而37J口3挽7.004.0DW2.D0e.MiDiIMS311.B口山跖7.50D.5114flQ.QD.DM7I713O.D

50、2fl72B.7口S班B.012B.DDIrfM.DO.DDd&D5040.D22S22.5S5181.02,即gEI(H.DDQSB150IBBD.OIBa叩3W3.OQ.WI瞽前N0,015015口Q.S1413J520*W1.000MHE176。必儂Q.OIIGiWO51200嚴(yán)善月00W131北11.2QrQ1M105724口&112232QDOO口肉的1由州2040.00&411.01Q24.QD172.0曾如SG3DQX»7T.fl0.Q07111.5144S.m767O.OO&C1Z02S48.DD31744.1

51、31.5o.coso5.012L52390.31姆蹬點(diǎn)O.MOZ222.30.KM74.70.004213JD4M6.D04知他愿加口附15.B0.NM4.DO.OOMn.s5702.62a6yas.a11.10.W33a.sd的曲S191D0田地37.6D.00S33305Tt口34dG電3E3G-1nVo4.1o'r-2fos血w,w,34,1a,95.a.肛M.47.的熊也血血10.«.11.10,氏75.5,4,3,3,2.2.213.123.724.42U0625工"8.841D.5I12.5C14.6717.0021.0225.003m35.3B42.M

52、I5D.DCGD.4E7i：7'MM1QUQnee141.4te.22DD.0237.82S2.B336.4102040608口too150200FIG.6AverageInterceptCountson500mmTestPattempr«*vrkdJffiqEnN0.H5后里15統(tǒng)計(jì)分析15.1 晶粒度測(cè)量不可能是十分精確的測(cè)量。所以結(jié)果不可能代表實(shí)際的晶粒度大小。，根據(jù)工程實(shí)踐，本章方法提出了保證測(cè)量結(jié)果滿足相應(yīng)的置信區(qū)間及相對(duì)誤差的要求。使用95%的置信區(qū)間（95%CI）表示測(cè)量結(jié)果有95%的幾率落在指定的置信區(qū)間內(nèi)。15.1.1 每一視場(chǎng)晶粒度的大小總是在變化，這是不確定性的一部分。15.2測(cè)量好需要的數(shù)值后，根據(jù)計(jì)算平均數(shù)，Xi每個(gè)具體的值，F(xiàn)是n的平均數(shù)。2（Y'=15.3 根據(jù)s二廣計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差s是標(biāo)準(zhǔn)差15.4 95%置信區(qū)間按"為