【材料课堂】晶粒度分析

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金属晶粒的尺寸(或晶粒度)对其在室温及高温下的机械性质有决定性的影响，晶粒尺寸的细化也被作为钢的热处理中最重要的强化途径之一。因此，在金属性能分析中，晶粒尺寸的估算显得十分重要。那么根据一张金相照片我们能从中得到哪些信息呢？

首先依旧是一段小视频

视频：晶粒度分析

一、晶粒度概述

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。

二、测定平均晶粒度的基本方法

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。具体如下

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。该方法的精确度中所计算晶粒度的函数，通过合理计数可实现±0.25级的精确度。面积法的测定结果是无偏差的，重现性小于±0. 5级。面积法的晶粒度关键在于晶粒界面明显划分晶粒的计数

图：面积法

3、截点法：截点数是计算已知长度的试验线段（或网格）与晶粒界面相交截部分的截点数，利用单位长度截点数  来确定晶粒度级别数。截点法的精确度是计算的截点数或截距的函数，通过有效的统计结果可达到 ±0.25级的精确度。截点法的测量结果是无偏差的，重现性和再现性小于±0.5级。对同一精度水平，截点法由于不需要精确标计截点或截距数，因而较面积法测量快。

同心圆测量线（截点法）

三、金相图具体案例分析

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。

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。最后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

来源：国际金属在线

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