晶粒尺寸的判定ppt课件.ppt

第十二章第十二章 晶粒尺度的测定晶粒尺度的测定及评级方法及评级方法金相实验室: 师 琳　　金属及合金的晶粒大小与金属资料的机械性能、工艺性能及物理性能有亲密的关系细晶粒金属的资料的机械性能、工艺性能均比较好，它的冲击韧性和强度都较高，在热处置和淬火时不易变形和开裂粒晶粒金属资料的机械性能和工艺性能都比较差，然而粗晶粒金属资料在某些特殊需求的情况下也被加以运用，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资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展测定，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规范的资料，可经过与规范图片对比进展评定这种方法称为比较法 原理概述原理概述 金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心　　(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)每一刻度的实践值　　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、调理样品台，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 目镜测微尺的丈量显示图 直测计算法直测计算法金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心　　知物镜测微尺的满刻度为1mm，共分为100格，那么最小格为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，那么目镜测微尺(或投影屏上)上的每一刻度格值即可求得：例一：物镜测微尺的10格和目镜测微尺上的20格重合，那么：目镜测微尺的每一刻度格值例二：物镜测微尺的30格和投影屏刻尺上的30格重合，那么：投影屏刻尺上的每一刻度格值直测计算法直测计算法金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心　　(2) 利用知目镜测微尺的格值(或投影屏格值)进展晶粒尺寸或其它组织单元长度的测定　　在得知格值后，可取掉物镜测微尺，放上被测样品，利用带有测微尺的目镜(或将显微图象投影到毛玻璃屏上)进展丈量为了使丈量结果更具代表性，在数出测微尺刻尺线段上所交截的晶粒数后，可旋转目镜，测定几个不可方向上的交截晶粒数，最后求出晶粒的平均直径(图２所示)直测计算法直测计算法金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心　　式中：d——晶粒平均直径；　　　　　x——目镜测微尺上所占格数；　　　　　n——刻尺线段交截的晶粒数。

　　例：知运用某一物镜时，目镜测微尺格值为0.01mm，在目镜测微尺上60格内占有的晶粒数为10个　　那么： 直测计算法直测计算法金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心名名词解解释　　起始晶粒度　　起始晶粒度——当当钢加加热到到临界点界点AC1时，，晶粒的尺寸急晶粒的尺寸急剧减小，珠光体向奥氏体减小，珠光体向奥氏体转变刚一一终了了时的的细粘奥氏体晶粒，通常叫起始晶粒度粘奥氏体晶粒，通常叫起始晶粒度　　奥氏体本　　奥氏体本质晶粒度晶粒度——当当钢加加热至至930℃和和保温足保温足够的的时间所个有的奥氏体晶粒大小它表所个有的奥氏体晶粒大小它表示示钢的奥氏体晶粒在的奥氏体晶粒在规定温度下定温度下长大的大的倾向　　　　实践晶粒度践晶粒度——在交在交货形状下形状下钢的的实践晶粒践晶粒大小，及大小，及经不同不同热处置后，置后，钢和零件所得到的和零件所得到的实践晶粒大小践晶粒大小 钢的晶粒度测定钢的晶粒度测定(参考参考YB27-77)金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心(1) 用比较法测定钢的奥氏体用比较法测定钢的奥氏体(本质本质)晶粒度晶粒度　　目前消费中，普通都采用比较法测定晶粒度，在用　　目前消费中，普通都采用比较法测定晶粒度，在用比较法测定时，应遵照下面的评定原那么：比较法测定时，应遵照下面的评定原那么：　　　　a. 试样制好后，在试样制好后，在100倍的显微镜下测定。

其视场直倍的显微镜下测定其视场直径为径为0.80mm　　　　b. 测定时，首先在显微镜上作全面察看，然后选择测定时，首先在显微镜上作全面察看，然后选择晶粒度具有代表性的视场与规范中的晶粒度具有代表性的视场与规范中的1-8级级别图相比较，级级别图相比较，确定试样晶粒度的级别确定试样晶粒度的级别　　　　c. 假设显微镜的放大倍数不是假设显微镜的放大倍数不是100倍时，仍可按规范倍时，仍可按规范晶粒度级别图测定其晶粒度，随后根据所选用的倍数按晶粒度级别图测定其晶粒度，随后根据所选用的倍数按表表1换算成换算成100倍时的规范晶粒度级别倍时的规范晶粒度级别　　　　d. 规范图可用带规范图可用带8级晶粒度刻度毛玻璃屏为准级晶粒度刻度毛玻璃屏为准 钢的晶粒度测定钢的晶粒度测定(参考参考YB27-77)金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心放大倍数粒度级数100-101234567891011125012345678------200----12345678--300-----12345678-400------12345678表1钢的晶粒度测定钢的晶粒度测定(参考参考YB27-77)金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心(2) 用弦计算法测定钢的晶粒度用弦计算法测定钢的晶粒度　　当丈量精度要求较高或当晶粒为椭园形时，可采用弦计算法测　　当丈量精度要求较高或当晶粒为椭园形时，可采用弦计算法测定，此时应遵守以下原那么：定，此时应遵守以下原那么：　　　　a. 先进展初步察看，以选择具有代表性的部位和适宜的倍数，先进展初步察看，以选择具有代表性的部位和适宜的倍数，选择倍数时，先用选择倍数时，先用100倍，当晶粒过大或过小时，可适当调定显微倍，当晶粒过大或过小时，可适当调定显微镜的倍数，以在镜的倍数，以在80mm直径的视场内不少于直径的视场内不少于50个晶粒为宜。

个晶粒为宜　　　　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用相截的晶粒总数除以选用直线的总长度(实践长度以毫米计实践长度以毫米计)，得，得出弦的平均长度出弦的平均长度(mm)　　　　e. 用弦的平均长度查表用弦的平均长度查表2确定钢的晶粒度确定钢的晶粒度　　　　f. 计算也可以在带有刻度的目镜上直接进展计算也可以在带有刻度的目镜上直接进展钢的晶粒度测定钢的晶粒度测定(参考参考YB27-77)金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心表２粒度号计算的晶粒平均直径(mm)弦的平均长度(mm)一个晶粒的平均面积(mm2)在1mm3内晶粒的平均数量-31.0000.87511-20.7130.6500.52.8-10.5000.4440.25800.3530.3130.12522.610.2500.2220.06256420.1770.1570.031218130.1250.1110.015651240.0880.07830.00781144850.0620.05530.00390409660.0440.03910.001951158570.0300.02670.000983238180.0220.01960.000499268290.01560.01380.00024262144100.01100.00980.000122741458110.00780.00680.0000612107263120.00550.00480.0001316010518钢的晶粒度测定钢的晶粒度测定(参考参考YB27-77)金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心(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，必需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 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 钢的晶粒度测定钢的晶粒度测定(参考参考YB27-77)金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心　　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　　(1) 比较法　　a. 试样制备好后，在放在100倍显微镜下进展全面察看，选好有代表性的视场与规范级别图比较，确定晶粒度，并且晶粒平均直径(mm)表示　　b. 假设晶粒度超越规范级别范围时，可在适当倍数下进展察看，再与规范级别图比较，然后再资料表12-3换算成规范晶粒度　　c. 假设晶粒不均匀，如有一种晶粒在视场内约占90%以上面积，那么仅指出此种晶粒的晶粒度即可。

否那么，应计算不同大小晶粒各占的面积百分比 单相铜合金晶粒度的测定单相铜合金晶粒度的测定(参考参考YB797-71) 金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心例：(1) 如在放大50倍时，晶粒度为0.040mm，那么规范晶粒度为0.020mm　　 (2) 又如放大倍数为200时，粒度为0.013mm，那么规范晶粒度为0.025mm晶粒度数值(晶粒平均直径，mm)放大倍数1234567891011121314152000.0050.0080.0100.0130.0150.0200.0250.0300.0350.0400.0450.0550.0650.0750.090100(标准)0.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0450.0550.0650.0750.0900.1100.1300.1500.180500.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0900.1100.3300.1500.1800.2200.2600.3000.360表3单相铜合金晶粒度的测定单相铜合金晶粒度的测定(参考参考YB797-71) 金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心　　(2) 直接计算法　　将制备好的试样，在适当放大倍数下，进展全面察看，选好具有代表性的视场，投影到毛玻璃上或摄成照片。

在其上沿三轴方向划三条线段，并量出此线段总长L(实践长度，mm)再仔细数出被此线段所交截的晶粒(假设线段两端有未被完全截取的晶粒，那么应以一个晶粒计算)的总数目N(不应少于100个)那么得晶粒平均直径： 式中：V——放大倍数 单相铜合金晶粒度的测定单相铜合金晶粒度的测定(参考参考YB797-71) 金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心　　(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) 式中：FK——圆的面积 　　　　　　 V——放大倍数　　根据a值查表确定晶粒度单相铜合金晶粒度的测定单相铜合金晶粒度的测定(参考参考YB797-71) 金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心编号晶粒平均直径d(mm)一个晶粒的平均面积a(mm)编号晶粒平均直径d(mm)一个晶粒的平均面积a(mm)10.0100.0000785490.0650.00331820.0150.0001767100.0750.00441830.0200.0003142110.0900.00636240.0250.0004909120.1100.00950350.0300.0007069130.1300.0132760.0350.0009621140.1500.0176770.0450.001590150.1800.0254580.0550.002376单相铜合金晶粒度的测定单相铜合金晶粒度的测定(参考参考YB797-71) 金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心实　　　验实　　　验 一、实验目的一、实验目的1．学习晶粒尺寸及其它组织单元长度的根本丈量方法。

．学习晶粒尺寸及其它组织单元长度的根本丈量方法2．了解钢和单相铜合金晶粒度测定方法规范．了解钢和单相铜合金晶粒度测定方法规范二、实验器材二、实验器材带毛玻璃投影屏的金相显微镜；物镜测微尺；目镜测微尺；带毛玻璃投影屏的金相显微镜；物镜测微尺；目镜测微尺；供丈量晶粒度用的单相铜合金和钢样品；供比较法评定用供丈量晶粒度用的单相铜合金和钢样品；供比较法评定用的单相铜合金和钢的奥氏体晶粒度评定规范图片的单相铜合金和钢的奥氏体晶粒度评定规范图片 金相显微分析技术金相显微分析技术材料实验中心实　　　验实　　　验 三、三、实验义务和步和步骤1．学．学习利用物利用物镜测微尺微尺标定目定目镜测微尺和毛玻璃投影屏刻度微尺和毛玻璃投影屏刻度格格值经过它它们间的关系到确定的关系到确定显微微镜物物镜和和显微微镜的的线放放大倍数2．用直接．用直接计算法和弦算法和弦计算法丈量晶粒大小算法丈量晶粒大小3．用比．用比较法法评定晶粒度定晶粒度级别四、四、实验报告内容告内容1．．简述述测定晶粒大小的方法定晶粒大小的方法2．用．用25×物物镜和和带测微尺的微尺的10×目目镜测定出目定出目镜测微尺的格微尺的格值关系3．用．用实验室提供的室提供的单相相铜合金合金样品品评定出其晶粒平均直径。