摘要：本文主要介紹標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6394-2017《金屬平均晶粒度測(cè)定方法》，詳細(xì)介紹單相、等軸平均晶粒度的測(cè)定及測(cè)量平均晶粒度的基體方法：比較法、面積法和截點(diǎn)法。
關(guān)鍵詞：晶粒；晶粒度；比較法；面積法；截點(diǎn)法
前言：
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晶粒度表示晶粒大小的尺度。晶粒度的測(cè)定在一定程度上反映出金屬制品的機(jī)械性能。晶粒度的影響，實(shí)質(zhì)的晶界面積大小的影響。晶粒越細(xì)小則晶界面積越大。對(duì)于金屬的常溫力學(xué)性能來(lái)說(shuō)，一般是晶粒越細(xì)小，則強(qiáng)度和硬度越高，同時(shí)塑性和韌性也越好；但單晶體強(qiáng)度不遵循上述規(guī)律，單晶體的強(qiáng)度很強(qiáng)，并且在高溫時(shí)候仍能保持很強(qiáng)強(qiáng)度。因此，工業(yè)上常采用細(xì)化晶粒的方法來(lái)改善金屬制品的機(jī)械性能。
1.GB/T 6394-2017 簡(jiǎn)介
GB/T 6394-2017于2017-02-28正式發(fā)布，代替GB/T 6394-2002，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了比較法、面積法和截點(diǎn)法三種基本方法測(cè)定金屬平均晶粒度，列出了相應(yīng)比較評(píng)級(jí)圖。本標(biāo)準(zhǔn)適用于金屬單相組織，但經(jīng)具體規(guī)定后也適用于多想或多組元試樣中特定類型的晶粒平均尺寸測(cè)定。非金屬材料如組織形貌與比較評(píng)級(jí)圖中金屬組織相似也可參照使用。
2.基本定義和符號(hào)
3. 試樣制備
測(cè)定晶粒度用的試樣應(yīng)在交貨狀態(tài)材料上切取，試樣切取應(yīng)避開因切割產(chǎn)生的熱影響區(qū)，且試樣切取不能采用使晶粒結(jié)構(gòu)有改變的的方法。晶粒度試樣不允許重復(fù)熱處理，對(duì)于滲碳處理的試樣應(yīng)去除脫碳層和氧化皮。 對(duì)于加工變形晶粒的試樣選取平行于加工方向的檢驗(yàn)面，等軸晶?？梢噪S機(jī)選取試驗(yàn)面。
切取好的試樣先磨平，經(jīng)磨平、洗凈、吹干后的試樣，在不同粒度的砂紙上由粗到細(xì)依次磨制，每換一次砂紙時(shí)，試樣須轉(zhuǎn)90o與舊磨痕成垂直方向，在此方向磨至舊磨痕完全消失，新磨痕均勻一致時(shí)為止。經(jīng)磨光的試樣可移到拋光機(jī)上粗拋光-精拋光，拋光后的試樣表面應(yīng)完全沒(méi)有劃痕，呈鏡面為止。
顯微組織的顯示多種多樣，但每種方法都應(yīng)使大部分晶界完全顯示出來(lái)，能清楚地反映出組織特征，方便晶粒度的計(jì)算。
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| 清洗的界面 |
4.1 比較法
比較法是通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖對(duì)比來(lái)評(píng)定平均晶粒度。適用于評(píng)定具有等軸晶粒的再結(jié)晶材料。
4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)有下列四個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖：
1) 評(píng)級(jí)圖Ⅰ：無(wú)孿晶晶粒（淺腐蝕）100倍；
2) 評(píng)級(jí)圖Ⅱ：有孿晶晶粒（淺腐蝕）100倍；
3) 評(píng)級(jí)圖Ⅲ：有孿晶晶粒（深腐蝕）75倍；
4) 評(píng)級(jí)圖Ⅳ：鋼中奧氏體晶粒（滲碳法）100倍。
表1. 常用材料推薦使用的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖片
| 標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖 |
適用范圍 |
| 圖I |
1) 鐵素體鋼的奧氏體晶粒即采用氧化法、直接淬硬法、鐵素體網(wǎng)法、及其他方法顯示的奧氏體晶粒；
2) 鐵素體鋼的鐵素體晶粒；
3) 鋁、鎂和鎂合金、鋅和鋅合金、高強(qiáng)合金
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| 圖II |
1) 奧氏體鋼的奧氏體晶粒（帶孿晶的）；
2) 不秀鋼的奧氏體晶粒（帶晶粒的）；
3) 鋁、鎂和鎂合金、鎳和鎳合金、鋅和鋅合金、高強(qiáng)合金
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| 圖III |
銅和銅合金
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| 圖IV |
1) 滲碳鋼的奧氏體晶粒；
2) 滲碳體網(wǎng)顯示的晶粒；
3) 奧氏體鋼的奧氏體晶粒（無(wú)孿晶的）
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4.1.2 觀測(cè)者需要正確的判斷需要選擇所使用的放大倍數(shù)、合適的檢驗(yàn)面的尺寸（晶粒數(shù)）試樣代表性截面的數(shù)量與位置和測(cè)定特征或平均晶粒度用的視場(chǎng)。
晶粒度的評(píng)定應(yīng)在試樣截面上隨機(jī)選取三個(gè)或三個(gè)以上的代表性視場(chǎng)測(cè)量平均晶粒度，以最能代表試樣晶粒大小分布的級(jí)數(shù)報(bào)出。
4.2 面積法
1 面積法是通過(guò)計(jì)數(shù)給定面積網(wǎng)格內(nèi)的晶粒數(shù)N來(lái)測(cè)定晶粒度。將已知面積（通常取5000mm2）的圓形或矩形測(cè)量網(wǎng)格置于晶粒圖像上，選用合適的放大倍數(shù)M，然后計(jì)算完全落在測(cè)量網(wǎng)格內(nèi)的晶粒數(shù)N內(nèi)和被網(wǎng)格所切割的晶粒數(shù)N交，該面積內(nèi)的晶粒數(shù)N按式（1）或式（2）計(jì)算：
4.2. 2 為了取得的晶粒個(gè)數(shù)的精確計(jì)數(shù)，應(yīng)將已計(jì)數(shù)的晶粒區(qū)分開，例如用筆勾劃，在試驗(yàn)圓內(nèi)的晶粒個(gè)數(shù)N不應(yīng)超過(guò)100個(gè)。采用的放大倍數(shù)以使試驗(yàn)圓內(nèi)產(chǎn)生約有50個(gè)晶粒的計(jì)數(shù)是每一個(gè)視場(chǎng)精確計(jì)數(shù)的最佳選擇。
通過(guò)測(cè)量網(wǎng)格內(nèi)晶粒數(shù)N和觀察用的放大倍數(shù)M,可按式（3）計(jì)算出實(shí)際試樣實(shí)際檢測(cè)面的每平方毫米內(nèi)晶粒數(shù)NA：
4.3 截點(diǎn)法
截點(diǎn)法是通過(guò)計(jì)數(shù)給定長(zhǎng)度的測(cè)量線段（或網(wǎng)格）與晶粒邊界相交截?cái)?shù)琰測(cè)定晶粒度。截點(diǎn)法比面積法簡(jiǎn)便，建議使用手動(dòng)計(jì)數(shù)器，以避免計(jì)數(shù)時(shí)常規(guī)的錯(cuò)誤和消除出現(xiàn)高于或者低于預(yù)期計(jì)數(shù)時(shí)可能產(chǎn)生的偏差。截點(diǎn)法一般應(yīng)使截點(diǎn)數(shù)高于50個(gè)，以得到準(zhǔn)確可靠的結(jié)果。在對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生爭(zhēng)議時(shí)，應(yīng)以截點(diǎn)法作為仲裁的方法。
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| 鐵素體晶粒 |
5.1對(duì)于比較法，只報(bào)出晶粒度級(jí)別數(shù)G。
5.2 對(duì)不超過(guò)截點(diǎn)法和面積法，列出被測(cè)量視場(chǎng)的數(shù)量、放大倍數(shù)及視場(chǎng)面積、計(jì)數(shù)晶粒的數(shù)目或計(jì)數(shù)截線及截點(diǎn)數(shù)目，報(bào)告出平均測(cè)量值、晶粒度級(jí)別數(shù)G。
6. 報(bào)告內(nèi)容
a）標(biāo)準(zhǔn)號(hào)；
b）鋼的牌號(hào)和爐號(hào)；
c）產(chǎn)品規(guī)格和尺寸；
d）試樣的熱處理方法；
e）晶粒度顯示方法及晶粒度評(píng)定方法；
f）晶粒度數(shù)值；
g）試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)和日期；
h）試驗(yàn)員姓名。
參考文獻(xiàn)：
[1] GB/T 6394-2017金屬平均晶粒度測(cè)定方法
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