第十二章--晶粒尺度测定和评级方法.doc

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： 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 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 (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。 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)进行测量。为了使测量结果更具代表性，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12-2)。 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：已知使用某一物镜时，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。 则： 2．钢的晶粒度测定(参考YB27-77) 名词解释 起始晶粒度——当钢加热到临界点AC1时，晶粒的尺寸急剧减小，珠光体向奥氏体转变刚一结束时的细粘奥氏体晶粒，通常叫起始晶粒度。 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。 实际晶粒度——在交货状态下钢的实际晶粒大小，及经不同热处理后，钢和零件所得到的实际晶粒大小。 (1) 用比较法测定钢的奥氏体(本质)晶粒度 目前生产中，一般都采用比较法测定晶粒度，在用比较法测定时，应遵循下面的评定原则： a. 试样制好后，在100倍的显微镜下测定。其视场直径为0.80mm。 b. 测定时，首先在显微镜上作全面观察，然后选择晶粒度具有代表性的视场与标准中的1-8级级别图相比较，确定试样晶粒度的级别。 c. 如果显微镜的放大倍数不是100倍时，仍可按标准晶粒度级别图测定其晶粒度，随后根据所选用的倍数按表9-1换算成100倍时的标准晶粒度级别。 d. 标准图可用带8级晶粒度刻度毛玻璃屏为准。 表12-1 放大倍数 粒度级数 100 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 50 1 2 3 4 5 6 7 8 - - - - - - 200 - - - - 1 2 3 4 5 6 7 8 - - 300 - - - - - 1 2 3 4 5 6 7 8 - 400 - - - - - - 1 2 3 4 5 6 7 8 ? (2) 用弦计算法测定钢的晶粒度 当测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，此时应遵守以下原则： a. 先进行初步观察，以选择具有代表性的部位和适合的倍数，选择倍数时，先用100倍，当晶粒过大或过小时，可适当调定显微镜的倍数，以在80mm直径的视场内不少于50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