晶粒尺寸的判定ppt課件

1、金相實(shí)驗(yàn)室: 師 琳金屬及合金的晶粒大小與金屬資料的機(jī)械性能、工藝性能及物理性能有親密的關(guān)系。細(xì)晶粒金屬的資料的機(jī)械性能、工藝性能均比較好，它的沖擊韌性和強(qiáng)度都較高，在熱處置和淬火時(shí)不易變形和開裂。粒晶粒金屬資料的機(jī)械性能和工藝性能都比較差，然而粗晶粒金屬資料在某些特殊需求的情況下也被加以運(yùn)用，如永磁合金鑄件和燃汽輪機(jī)葉片希望得到按一定方向生長(zhǎng)的粗大柱狀晶，以改善其磁性能和耐熱性能。硅鋼片也希望具有一定位向的粗晶，以便在某一方向獲得高導(dǎo)磁率。金屬資料的晶粒大小與澆鑄工藝、冷熱加工變形程度和退火溫度等有關(guān)。晶粒尺寸的測(cè)定可用直測(cè)計(jì)算法。掌握了這種方法也可對(duì)其它組織單元長(zhǎng)度進(jìn)展測(cè)定，如鑄鐵中石墨顆

2、粒的直徑；脫碳層深度的測(cè)定等。某些具有晶粒度評(píng)定規(guī)范的資料，可經(jīng)過(guò)與規(guī)范圖片對(duì)比進(jìn)展評(píng)定。這種方法稱為比較法。 金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心(1) 利用物鏡測(cè)微尺寸出目鏡測(cè)微尺(或毛玻璃投影屏上的刻尺)每一刻度的實(shí)踐值。選定物鏡，并選用帶有目鏡測(cè)微尺的目鏡。將物鏡測(cè)微尺置于樣品臺(tái)上，調(diào)焦、調(diào)理樣品臺(tái)，使物鏡測(cè)微尺的刻度與目鏡測(cè)微尺(或投影屏上的刻度尺)良好吻合 。圖1目鏡和物鏡測(cè)微尺的校正 圖 目鏡測(cè)微尺的丈量顯示圖 金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心知物鏡測(cè)微尺的滿刻度為1mm，共分為100格，那么最小格為0.01mm。在這一物鏡的放大倍數(shù)下，物鏡測(cè)微尺的Y格與目鏡

3、測(cè)微尺的X格(或投影屏上的刻度)相重合，那么目鏡測(cè)微尺(或投影屏上)上的每一刻度格值即可求得：例一：物鏡測(cè)微尺的10格和目鏡測(cè)微尺上的20格重合，那么：目鏡測(cè)微尺的每一刻度格值例二：物鏡測(cè)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金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心(2) 利用知目鏡測(cè)微尺的格值(或投影屏格值)進(jìn)展晶粒尺寸或其它組織單元長(zhǎng)度的測(cè)定。在得知格值后，可取掉物鏡測(cè)微尺，放上被測(cè)樣品，利用帶有測(cè)微尺的目鏡(或?qū)@微圖象投影到毛玻璃屏上)進(jìn)展丈量。為了使丈量結(jié)果更具代表性，在數(shù)出測(cè)微尺刻尺線段上所交截的晶粒數(shù)后，可旋轉(zhuǎn)目鏡，測(cè)定幾個(gè)不可方向上的交截晶

4、粒數(shù)，最后求出晶粒的平均直徑(圖所示)。金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心式中：d晶粒平均直徑；x目鏡測(cè)微尺上所占格數(shù)；n刻尺線段交截的晶粒數(shù)。例：知運(yùn)用某一物鏡時(shí)，目鏡測(cè)微尺格值為0.01mm，在目鏡測(cè)微尺上60格內(nèi)占有的晶粒數(shù)為10個(gè)。那么： 金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心名詞解釋名詞解釋起始晶粒度起始晶粒度當(dāng)鋼加熱到臨界點(diǎn)當(dāng)鋼加熱到臨界點(diǎn)AC1時(shí)，時(shí)，晶粒的尺寸急劇減小，珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變剛一晶粒的尺寸急劇減小，珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變剛一終了時(shí)的細(xì)粘奧氏體晶粒，通常叫起始晶粒度。終了時(shí)的細(xì)粘奧氏體晶粒，通常叫起始晶粒度。奧氏體本質(zhì)晶粒度奧氏體本質(zhì)晶粒度當(dāng)鋼加熱至當(dāng)鋼加

5、熱至930和和保溫足夠的時(shí)間所個(gè)有的奧氏體晶粒大小。它表保溫足夠的時(shí)間所個(gè)有的奧氏體晶粒大小。它表示鋼的奧氏體晶粒在規(guī)定溫度下長(zhǎng)大的傾向。示鋼的奧氏體晶粒在規(guī)定溫度下長(zhǎng)大的傾向。實(shí)踐晶粒度實(shí)踐晶粒度在交貨形狀下鋼的實(shí)踐晶粒在交貨形狀下鋼的實(shí)踐晶粒大小，及經(jīng)不同熱處置后，鋼和零件所得到的實(shí)大小，及經(jīng)不同熱處置后，鋼和零件所得到的實(shí)踐晶粒大小。踐晶粒大小。 金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心(1) 用比較法測(cè)定鋼的奧氏體用比較法測(cè)定鋼的奧氏體(本質(zhì)本質(zhì))晶粒度晶粒度目前消費(fèi)中，普通都采用比較法測(cè)定晶粒度，在用目前消費(fèi)中，普通都采用比較法測(cè)定晶粒度，在用比較法測(cè)定時(shí)，應(yīng)遵照下面的評(píng)定原那么

6、：比較法測(cè)定時(shí)，應(yīng)遵照下面的評(píng)定原那么：a. 試樣制好后，在試樣制好后，在100倍的顯微鏡下測(cè)定。其視場(chǎng)直倍的顯微鏡下測(cè)定。其視場(chǎng)直徑為徑為0.80mm。b. 測(cè)定時(shí)，首先在顯微鏡上作全面察看，然后選擇測(cè)定時(shí)，首先在顯微鏡上作全面察看，然后選擇晶粒度具有代表性的視場(chǎng)與規(guī)范中的晶粒度具有代表性的視場(chǎng)與規(guī)范中的1-8級(jí)級(jí)別圖相比較級(jí)級(jí)別圖相比較，確定試樣晶粒度的級(jí)別。，確定試樣晶粒度的級(jí)別。c. 假設(shè)顯微鏡的放大倍數(shù)不是假設(shè)顯微鏡的放大倍數(shù)不是100倍時(shí)，仍可按規(guī)范倍時(shí)，仍可按規(guī)范晶粒度級(jí)別圖測(cè)定其晶粒度，隨后根據(jù)所選用的倍數(shù)按晶粒度級(jí)別圖測(cè)定其晶粒度，隨后根據(jù)所選用的倍數(shù)按表表1換算成換算成10

7、0倍時(shí)的規(guī)范晶粒度級(jí)別。倍時(shí)的規(guī)范晶粒度級(jí)別。d. 規(guī)范圖可用帶規(guī)范圖可用帶8級(jí)晶粒度刻度毛玻璃屏為準(zhǔn)。級(jí)晶粒度刻度毛玻璃屏為準(zhǔn)。 金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心放大倍數(shù)粒度級(jí)數(shù)100-101234567891011125012345678-200-12345678-300-12345678-400-12345678表1金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心(2) 用弦計(jì)算法測(cè)定鋼的晶粒度用弦計(jì)算法測(cè)定鋼的晶粒度當(dāng)丈量精度要求較高或當(dāng)晶粒為橢園形時(shí)，可采用弦計(jì)算法測(cè)當(dāng)丈量精度要求較高或當(dāng)晶粒為橢園形時(shí)，可采用弦計(jì)算法測(cè)定，此時(shí)應(yīng)遵守以下原那么：定，此時(shí)應(yīng)遵守以下原那么：a.

8、 先進(jìn)展初步察看，以選擇具有代表性的部位和適宜的倍數(shù)，先進(jìn)展初步察看，以選擇具有代表性的部位和適宜的倍數(shù)，選擇倍數(shù)時(shí)，先用選擇倍數(shù)時(shí)，先用100倍，當(dāng)晶粒過(guò)大或過(guò)小時(shí)，可適當(dāng)調(diào)定顯微倍，當(dāng)晶粒過(guò)大或過(guò)小時(shí)，可適當(dāng)調(diào)定顯微鏡的倍數(shù)，以在鏡的倍數(shù)，以在80mm直徑的視場(chǎng)內(nèi)不少于直徑的視場(chǎng)內(nèi)不少于50個(gè)晶粒為宜。個(gè)晶粒為宜。b. 將顯微圖象投影到毛玻璃屏上，計(jì)算被一條直線相交的晶粒將顯微圖象投影到毛玻璃屏上，計(jì)算被一條直線相交的晶粒數(shù)目，直線要有足夠的長(zhǎng)度，以便使被一條直線相交截的晶粒數(shù)不數(shù)目，直線要有足夠的長(zhǎng)度，以便使被一條直線相交截的晶粒數(shù)不少于少于10個(gè)。個(gè)。c. 計(jì)算時(shí)，直線端部未被完全交截

9、的晶粒應(yīng)以一個(gè)晶粒計(jì)算。計(jì)算時(shí)，直線端部未被完全交截的晶粒應(yīng)以一個(gè)晶粒計(jì)算。d. 最少應(yīng)選擇三個(gè)不同部位的三條直線來(lái)計(jì)算相截的晶粒數(shù)。最少應(yīng)選擇三個(gè)不同部位的三條直線來(lái)計(jì)算相截的晶粒數(shù)。用相截的晶粒總數(shù)除以選用直線的總長(zhǎng)度用相截的晶?？倲?shù)除以選用直線的總長(zhǎng)度(實(shí)踐長(zhǎng)度以毫米計(jì)實(shí)踐長(zhǎng)度以毫米計(jì))，得，得出弦的平均長(zhǎng)度出弦的平均長(zhǎng)度(mm)。e. 用弦的平均長(zhǎng)度查表用弦的平均長(zhǎng)度查表2確定鋼的晶粒度。確定鋼的晶粒度。f. 計(jì)算也可以在帶有刻度的目鏡上直接進(jìn)展。計(jì)算也可以在帶有刻度的目鏡上直接進(jìn)展。金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心表粒度號(hào)計(jì)算的晶粒平均直徑(mm)弦的平均長(zhǎng)度(mm)一個(gè)

10、晶粒的平均面積(mm2)在1mm3內(nèi)晶粒的平均數(shù)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

11、.01100.00980.000122741458110.00780.00680.0000612107263120.00550.00480.0001316010518金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心(3) 測(cè)定非等軸晶粒時(shí)(扁園或伸長(zhǎng)的)，沿試樣的三軸線分別計(jì)算出各軸線方向每一毫米長(zhǎng)度的平均晶粒數(shù)目。每一軸線方向的平均晶粒靈敏，必需在不少于三條直線上求得。由試樣三個(gè)軸線方向得出的每一毫米長(zhǎng)度的平均晶粒數(shù)量值之積乘以晶粒扁園系數(shù)0.7，即可求出每1mm3內(nèi)的平均晶粒數(shù)。再查表2確定其晶粒度。 式中：n每1mm3內(nèi)平均晶粒數(shù)。 n1a軸方向每一毫米長(zhǎng)度平均晶粒數(shù)。 n2b軸方向每一毫米

12、長(zhǎng)度平均晶粒數(shù)。 n3c軸方向每一毫米長(zhǎng)度平均晶粒數(shù)。 0.7晶粒扁園度系數(shù)。 金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心單相銅合金晶粒度的測(cè)定，通常用比較法，在有疑議時(shí)，可用直測(cè)計(jì)算法或面積計(jì)算法校準(zhǔn)。(1) 比較法a. 試樣制備好后，在放在100倍顯微鏡下進(jìn)展全面察看，選好有代表性的視場(chǎng)與規(guī)范級(jí)別圖比較，確定晶粒度，并且晶粒平均直徑(mm)表示。b. 假設(shè)晶粒度超越規(guī)范級(jí)別范圍時(shí)，可在適當(dāng)倍數(shù)下進(jìn)展察看，再與規(guī)范級(jí)別圖比較，然后再資料表12-3換算成規(guī)范晶粒度。c. 假設(shè)晶粒不均勻，如有一種晶粒在視場(chǎng)內(nèi)約占90%以上面積，那么僅指出此種晶粒的晶粒度即可。否那么，應(yīng)計(jì)算不同大小晶粒各占的面

13、積百分比。 金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心例：(1) 如在放大50倍時(shí)，晶粒度為0.040mm，那么規(guī)范晶粒度為0.020mm。 (2) 又如放大倍數(shù)為200時(shí)，粒度為0.013mm，那么規(guī)范晶粒度為0.025mm。晶粒度數(shù)值(晶粒平均直徑，mm)放大倍數(shù)1234567891011121314152000.0050.0080.0100.0130.0150.0200.0250.0300.0350.0400.0450.0550.0650.0750.090100(標(biāo)準(zhǔn))0.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0450.0550.0650.0750.0900.11

14、00.1300.1500.180500.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0900.1100.3300.1500.1800.2200.2600.3000.360表3金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心(2) 直接計(jì)算法將制備好的試樣，在適當(dāng)放大倍數(shù)下，進(jìn)展全面察看，選好具有代表性的視場(chǎng)，投影到毛玻璃上或攝成照片。在其上沿三軸方向劃三條線段，并量出此線段總長(zhǎng)L(實(shí)踐長(zhǎng)度，mm)再仔細(xì)數(shù)出被此線段所交截的晶粒(假設(shè)線段兩端有未被完全截取的晶粒，那么應(yīng)以一個(gè)晶粒計(jì)算)的總數(shù)目N(不應(yīng)少于100個(gè))。那么得晶粒平均直徑： 式中：V放大倍數(shù) 金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析

15、技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心(3) 面積計(jì)算法在保證計(jì)算面積內(nèi)不少于50個(gè)晶粒的條件下，選好有代表性的視場(chǎng)，投影到毛玻璃上或攝成照片，在其上劃5000平方毫米的圓(也可小些)，然后數(shù)出在此圓內(nèi)晶粒數(shù)z，再數(shù)出被圓周所交截的晶粒度n。按下式計(jì)算出一個(gè)晶粒的平均面積a(mm)。 式中：FK圓的面積。 V放大倍數(shù)。根據(jù)a值查表確定晶粒度。金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心編號(hào)晶粒平均直徑d(mm)一個(gè)晶粒的平均面積a(mm)編號(hào)晶粒平均直徑d(mm)一個(gè)晶粒的平均面積a(mm)10.0100.0000785490.0650.00331820.0150.0001767100.0750.00441830.

16、0200.0003142110.0900.00636240.0250.0004909120.1100.00950350.0300.0007069130.1300.0132760.0350.0009621140.1500.0176770.0450.001590150.1800.0254580.0550.002376金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)晶粒尺寸及其它組織單元長(zhǎng)度的根本丈量方法。學(xué)習(xí)晶粒尺寸及其它組織單元長(zhǎng)度的根本丈量方法。2了解鋼和單相銅合金晶粒度測(cè)定方法規(guī)范。了解鋼和單相銅合金晶粒度測(cè)定方法規(guī)范。二、實(shí)驗(yàn)器材二、實(shí)驗(yàn)器材帶毛玻璃投影屏的金相顯微鏡；物鏡測(cè)微尺；目鏡測(cè)微尺帶毛玻璃投影屏的金相顯微鏡；物鏡測(cè)微尺；目鏡測(cè)微尺；供丈量晶粒度用的單相銅合金和鋼樣品；供比較法評(píng)定；供丈量晶粒度用的單相銅合金和鋼樣品；供比較法評(píng)定用的單相銅合金和鋼的奧氏體晶粒度評(píng)定規(guī)范圖片。用的單相銅合金和鋼的奧氏體晶粒度評(píng)定規(guī)范圖片。 金相顯微分析技術(shù)金相顯微分析技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)中心三、實(shí)驗(yàn)義務(wù)和步驟三、實(shí)驗(yàn)義務(wù)和步驟1學(xué)習(xí)利用物鏡測(cè)微尺標(biāo)定目鏡測(cè)微尺和毛玻璃投影屏刻度學(xué)習(xí)利用物鏡測(cè)微尺標(biāo)定目鏡測(cè)微尺和毛玻璃投影屏刻度格值。經(jīng)過(guò)它