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从微观到宏观:如何通过晶粒度评估金属材料的品质?

作者:北京中翰仪器有限公司 浏览: 发表时间:2024-01-05 14:14:59


什么是晶粒度?

晶粒度表示晶粒大小的尺度。金属的晶粒大小对金属的许多性能有很大影响。晶粒度的影响,实质是晶界面积大小的影响。晶粒越细小则晶界面积越大,对性能的影响也越大。对于金属的常温力学性能来说,一般是晶粒越细小,则强度和硬度越高,同时塑性和韧性也越好。



平均晶粒度的测定方法?

一般情况下测定平均晶粒度有三种基本方法:比较法、面积法、截点法。


1.比较法

比较法不需计算晶粒、截矩。与标准系列评级图进行比较,用比较法评估晶粒度时一般存在一定的偏差(±0.5级)。评估值的重现性与再现性通常为±1级。


2.面积法

面积法是计算已知面积内晶粒个数,利用单位面积晶粒数来确定晶粒度级别数G。



面积法的晶粒度关键在于晶粒界面明显划分晶粒的计数。

面积法在显微图片或毛玻璃屏幕上显示的金相图片上刻画一个已知面积的圆或矩形。(一般5000mm2的面积比较方便计算)。选择一个至少能截获50个晶粒的放大倍数

但测量环中晶粒的数目不能超过100。


3.截点法



通过计算一条或更多条至少能获得50个截点长度的直线与晶粒的截点数获得的。

为了获得合理的平均值,应任意选择3~5个视场进行测量。


三圆截点法是测定工业用钢的平均晶粒度级别的特定方法。试验表明,每个试样截点计数达500时,常获得可靠的***度。

测量网格由三个同心等距,总周长为500mm的圆组成。将此网格用于测量任意选择的至少五个不同视场上。

测量网格通过三个晶粒汇合点时,截点计数为2个,产生的误差较小。



以上只是大致的测定方法太过笼统,如果真的拿到一个具体的微观照片,我们该怎么做呢?下面我们来看一下具体操作与计算方法。



金相图具体案例分析

1、确定照片的放大率

先测量微观照片的尺寸,长度或宽度选择其一,然后测量出试样的实际长度或者宽度

放大率=图片距离/实际距离


2、找出晶粒度级别数

计算出放大率之后就可以确定晶粒度级别数。首先要计算出试样中的晶粒数。

晶粒数=完整的晶粒数+0.5倍的部分晶粒。完整晶粒的晶界都是可观察到的。

其次计算出实际面积,实际面积=图片长/放大率 x 宽/放大率

根据ASTM标准中的计算公式:N=2(n-1)其中N是指放大100倍下每平方英寸的晶粒数,n是指晶粒级别数。进行单位换算之后可得到N的值。***可计算出晶粒级别数n。


3、计算出平均晶粒直径

平均晶粒直径=试样的实际长度/截取部分的晶粒数

实际长度=截线长度/放大率




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