Величина зерна металла это

Обновлено: 20.09.2024

Определение величины зерна. Общие требования

Non-ferrous metals. Determination of grain Size. General requirements

Дата введения 1976-07-01

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 15 августа 1975 г. N 2164 срок введения установлен с 01.07.76

Ограничение срока действия снято по протоколу N 2-92 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в декабре 1983 г. (ИУС 3-84).

1. Настоящий стандарт распространяется на цветные металлы и сплавы и устанавливает общие требования к металлографическим методам определения величины зерна:

методу сравнения с контрольной шкалой (ГОСТ 21073.1-75);

методу подсчета пересечений зерен (ГОСТ 21073.3-75);

Указанными методами определяют величину зерна отливок и прокатно-тянутых полуфабрикатов из цветных металлов и однофазных сплавов, а также многофазных сплавов, если количество основной фазы более 90%.

Методы, перечисленные в настоящем стандарте, не следует применять для определения величины зерна металлов и сплавов в сильно деформированном состоянии, в котором плохо видны границы зерен, а также в неполностью рекристаллизованном состоянии.

Применение указанных методов регламентируется соответствующими стандартами на металлопродукцию.

При отсутствии в стандарте на металлопродукцию указания на конкретный метод определения величины зерна применяют метод сравнения с контрольной шкалой (ГОСТ 21073.1-75).

Стандарт соответствует СТ СЭВ 1959-79 в части обозначения и определения, сущности метода, образцов и подготовки к проведению определения.

2. При определении величины зерна применяют следующие термины и определения:

зерно - единичный кристалл, поликристаллического конгломерата, отличающийся определенной кристаллографической ориентировкой и отделенный от других зерен границей зерна.

Кристалл с двойниковыми образованиями рассматривают как одно зерно;

величина зерна - размерная характеристика зерна на плоскости металлографического шлифа. Величину зерна характеризуют следующие показатели:

- число зерен, приходящихся на 1 мм площади шлифа (ГОСТ 21073.2-75 или ГОСТ 21073.4-75),

равномерность величины зерна - характеристика количества и размеров зерен, величина которых отличается от средней величины зерна. Равномерность величины зерна характеризуют следующие показатели:

- минимальный и максимальный диаметр зерен, из множества единичных измерений, мм,

, - минимальный и максимальный условный размер зерен из множества единичных измерений, мм,

, - минимальная и максимальная величина площади зерна на шлифе из множества единичных измерений, мм,

или - среднеквадратическое отклонение единичных измерений величины зерна, мм,

- среднеквадратическое отклонение единичных измерений величины площади зерна, мм.

Примечание. Рекомендуемая методика определения минимальных и максимальных величин и среднеквадратических отклонений приведена в приложении 1;

типичное место - место на поверхности шлифа, предназначенное для определения величины зерна; структура типичного места визуально не отличается от структуры большей части поверхности шлифа и является характерной для данного шлифа;

контрольная площадь подсчета - площадь, ограниченная кругом, квадратом или прямоугольником, предназначенная для определения величины зерна методом подсчета зерен по ГОСТ 21073.2-75;

единичное измерение (диаметра, условного размера, площади зерна) - результат одного подсчета по одной контрольной площади подсчета (ГОСТ 21073.2-75), по одной секущей (ГОСТ 21073.3-75) или по одной планиметрируемой площади (ГОСТ

3. При определении величины зерна применяют обозначения, указанные в табл.1.

Величина зерна металла это

Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно

Методы выявления и определения величины зерна

Steels and alloys. Methods for detection and detеrmination of grain size

Дата введения 1983-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.08.82 N 3394

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обознaчение НТД, на который дана ссылка

Номер подпункта, приложения

5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 2-92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

6. ИЗДАНИЕ (август 2003 г.) с Изменением N 1, утвержденным в марте 1987 г. (ИУС 6-87)

Настоящий стандарт устанавливает металлографические методы выявления и определения величины зерна сталей и сплавов.

Металлографическими методами определяют:

величину действительного зерна (после горячей деформации или любой термической обработки);

склонность зерна к росту - определением величины зерна аустенита после нагрева при температуре и времени выдержки, установленных нормативно-технической документацией на стали и сплавы;

кинетику роста зерен - определением величины зерна после нагрева в интервале температур и времени выдержки, установленных нормативно-технической документацией на стали и сплавы.

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

1.1. Место отбора и количество образцов для определения величины зерна устанавливаются нормативно-технической документацией на стали и сплавы.

1.1.1. При отсутствии указаний отбор образцов для определения действительного зерна проводят произвольно; для определения склонности зерна к росту и кинетики роста отбор образцов проводят в месте отбора для механических испытаний.

1.1.2. При отсутствии указаний в нормативно-технической документации испытания проводят на одном образце.

1.2. Площадь сечения шлифа на образце должна быть не менее 1 см.

Для металлопродукции толщиной менее 8 мм допускается изготовление шлифов площадью менее 1 см.

Для определения склонности зерна к росту и кинетики роста зерна допускается отбор образцов от кованой ковшевой пробы при условии сопоставимости результатов испытаний с результатами готовой металлопродукции.

2. МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ ГРАНИЦ ЗЕРЕН

2.1. Границы зерен выявляются методами:

сетки феррита или цементита,

сетки перлита (троостита),

вакуумного термического травления.

Метод выбирают в зависимости от химического состава стали и цели испытания.

2.1.1. Метод травления

2.1.1.1. Метод травления применяют для выявления границ действительного зерна, а также границ зерен аустенита в углеродистых и легированных сталях, закаливающихся на мартенсит или бейнит, и сталях, в которых затруднено получение ферритной или цементитной сетки.

2.1.1.2. Выявление границ действительного зерна проводят на образцах без дополнительной термической обработки.

2.1.1.3. Для выявления границ зерен аустенита температуру нагрева, время выдержки и скорость охлаждения устанавливают нормативно-технической документацией на стали и сплавы.

Если температура нагрева и время выдержки не оговорены нормативно-технической документацией, то для низкоуглеродистых сталей температура должна быть (930±10)°С.

Для других сталей температура нагрева должна быть равна или на 20°С-30°С выше температуры закалки, установленной нормативно-технической документацией.

Время выдержки должно быть не менее 1 ч и не более 3 ч.

Для более четкого выявления границ действительного и аустенитного зерна образцы подвергают отпуску: углеродистые и низколегированные стали - при 225°С-250°С, легированные стали и сплавы - при 500°С и выше в зависимости от химического состава.

2.1.1.4. С поверхности образца удаляют обезуглероженный слой, изготовляют микрошлиф и травят в реактивах, приведенных в приложении 1, или других, позволяющих четко выявить границы зерен.

Универсальный реактив для травления сталей - свежеприготовленный насыщенный при комнатной температуре водный раствор пикриновой кислоты с добавлением 1%-10% поверхностно-активных веществ (ПАВ) типа Синтонол или моющих веществ - "Прогресс", "Астра", шампунь "Лада" или других алкилсульфонатных соединений.

Для более четкого выявления границ зерен следует проводить переполировки с последующим травлением и подогревом реактива до 50°С-70°С.

2.1.2. Метод цементации

2.1.2.1. Метод цементации применяют для выявления зерен аустенита в сталях, предназначенных для цементации, и для углеродистых нецементируемых сталей с массовой долей углерода до 0,25%.

Границы зерен выявляются в цементированном слое в виде сетки вторичного цементита.

2.1.2.2. Образцы без следов окисления и обезуглероживания нагревают при температуре (930±10)°С в плотно закрытом ящике, наполненном свежим карбюризатором одного из составов:

60% древесного угля, 40% углекислого бария; 70% древесного угля, 30% углекислого натрия;

100% готового бондюжинского карбюризатора;

100% полукоксового карбюризатора по ГОСТ 5535.

Размер ящика выбирают в зависимости от количества образцов, расстояние между которыми в ящике должно быть не менее 20 мм.

Объем карбюризатора должен быть в 30 раз больше объема образцов.

Время выдержки после прогрева ящика - 8 ч.

Образцы после цементации охлаждают вместе с ящиком до 600°С с различной скоростью: углеродистую сталь не более 150°С в час, легированную - не более 50°С в час. Скорость охлаждения образцов ниже 600°С в час не регламентируется.

2.1.2.3. Образцы после цементации разрезают пополам или с одной стороны удаляют поверхностный слой на глубину 2-3 мм и изготовляют микрошлифы.

Для выявления сетки цементита шлифы рекомендуется травить в одном из реактивов:

3%-5%-ный раствор азотной кислоты в этиловом спирте;

5%-ный раствор пикриновой кислоты в этиловом спирте;

раствор пикрата натрия, состоящий из 2 г пикриновой кислоты, 25 г едкого натрия (каустической соды) и 100 см воды (травление электролитическое, напряжение на зажимах ванны - 6-10 В, продолжительность травления - несколько секунд);

кипящий раствор пикрата натрия (травление химическое, время травления 10-20 мин).

2.1.3. Метод окисления

2.1.3.1. Метод окисления применяют для конструкционных и инструментальных (углеродистых и легированных) сталей.

Границы зерен аустенита выявляются по сетке окислов.

2.1.3.2. Образцы с полированной поверхностью подвергают нагреву до определенной температуры и выдерживают в течение времени согласно п.2.1.1.3. Нагрев проводят в вакууме или в защитной атмосфере.

Для окисления шлифов после выдержки, не снижая температуры, в печь подают воздух в течение 30-60 с.

Допускается применять для защиты от окисления в процессе нагрева шлифов стружку из серого чугуна, древесно-угольный порошок, водный раствор тетраборнокислого натрия и др. при условии получения результатов по величине зерна, соответствующих полученным при методе травления.

2.1.3.3. После охлаждения в воде и полировки образцы травят в одном из реактивов состава:

15 см соляной кислоты, 75 см этилового спирта; 1 г пикриновой кислоты, 5 см соляной кислоты, 100 см этилового спирта; 5 см метанитробензолсульфокислоты, 10 см этилового спирта.

2.1.3.2, 2.1.3.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.1.3.4. Перед охлаждением в воде шлиф допускается обработать в расплавленном водном растворе тетраборнокислого натрия (нагретом до температуры аустенизации) в течение 30-40 с. Границы зерен после обработки в водном растворе тетраборнокислого натрия выявляются без дополнительного травления.

2.1.4. Метод сетки феррита или цементита

2.1.4.1. Метод сетки феррита или цементита применяют для выявления границ зерен в доэвтектоидных (с массовой долей углерода до 0,6%) и заэвтектоидных сталях соответственно.

2.1.4.2. Образцы с любым состоянием поверхности подвергают нагреву до определенной температуры и времени согласно п.2.1.1.3.

Для образования ферритной или цементитной сетки по границам зерен образцы охлаждают до температуры 650°С с различной скоростью в зависимости от марки стали.

Для углеродистых сталей с массовой долей углерода 0,5%-0,6% скорость охлаждения 50°С-100°С в час, для легированных и углеродистых заэвтектоидных - 20°С-30°С в час, для сталей с массовой долей углерода 0,25%-0,5% - охлаждение на воздухе.

2.1.4.3. После термической обработки образец разрезают пополам или шлифовкой удаляют поверхностный слой (обезуглероженный), полируют и травят. Зерно аустенита по сетке феррита выявляют травлением в 4%-ном растворе азотной кислоты в этиловом спирте, по сетке цементита - травлением в реактивах, указанных в п.2.1.2.3.

2.1.5. Метод сетки перлита (троостита)

2.1.5.1. Метод выявления границ зерен по сетке перлита (троостита) применяют для углеродистых и низколегированных сталей, близких по составу к эвтектоидным. Границы зерен выявляются темнотравящейся сеткой перлита в переходной зоне образца.

2.1.5.2. Образцы с любым состоянием поверхности подвергают нагреву при определенной температуре и времени выдержки согласно п.2.1.1.3.

Для образования сетки перлита образцы охлаждают погружением в воду половины образца; вторая половина охлаждается на воздухе.

2.1.5.3. После термической обработки плоскость образца, перпендикулярную к переходной зоне на высоте уровня воды, шлифуют до удаления обезуглероженного слоя, полируют и травят в реактивах (3%-5%-ном растворе азотной кислоты в этиловом спирте или 5%-ном растворе пикриновой кислоты в этиловом спирте).

ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна (с Изменением N 1)

Тип документа: Нормативно-технический документ
Дата начала действия:
Опубликован:

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Методы выявления и определения величины зерна

Steels and alloys. Methods for detection and detеrmination of grain size

МКС 77.080.20
ОКСТУ 0909

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

3. ВЗАМЕН ГОСТ 5639-65

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обознaчение НТД, на который дана ссылка

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

1.2. Площадь сечения шлифа на образце должна быть не менее 1 см Для металлопродукции толщиной менее 8 мм допускается изготовление шлифов площадью менее 1 см

2. МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ ГРАНИЦ ЗЕРЕН

раствор пикрата натрия, состоящий из 2 г пикриновой кислоты, 25 г едкого натрия (каустической соды) и 100 см

15 см этилового спирта; 1 г пикриновой кислоты, 5 см этилового спирта; 5 см этилового спирта.

2.1.5.3. После термической обработки плоскость образца, перпендикулярную переходной зоне на высоте уровня воды, шлифуют до удаления обезуглероженного слоя, полируют и травят в реактивах (3%-5%-ном растворе азотной кислоты в этиловом спирте или 5%-ном растворе пикриновой кислоты в этиловом спирте).

2.1.6. Метод вакуумного термического травления

2.1.6.1. Метод термического травления в вакууме с использованием высокотемпературных микроскопов рекомендуется для определения кинетики роста аустенитного зерна.

Метод основан на избирательном испарении металла по границам зерен при высоких температурах.

2.1.6.2. Образцы определенной формы и размеров (в зависимости от типа установки) с полированной поверхностью помещают в высокотемпературную камеру, создают вакуум 0,0133-0,00133 Па (10 мм рт. ст.) и нагревают до определенной температуры.

Для подавления испарения металла с поверхности шлифа при высоких температурах (выше 900°С) в камеру подают инертный газ (аргон, при избыточном давлении 0,03-0,05 МПа (0,3-0,5 атм.)), предварительно очищенный от кислорода и влаги.

При определении зерна аустенита в сталях с повышенным содержанием легкоокисляющихся элементов (Аl, Сr и др.) рекомендуется использовать защитные экраны - геттеры из металлов, обладающих большим сродством к кислороду (Та, Ti, Cd, Zr и др.).

2.1.6.3. Время выдержки должно быть не менее 20 мин, температура нагрева - не ниже 800°С.

2.1.6.4. Оценка величины зерна проводится под микроскопом или на микрофотографиях.

3. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ЗЕРНА

3.1. Зерна металлов - это отдельные кристаллы поликристаллического конгломерата, разделенные между собой смежными поверхностями, называемыми границами зерен. Зерна могут быть равноосными и неравноосными. При наличии двойников зернами считают кристаллы вместе с двойниками.

3.2. Величина зерна - средняя величина случайных сечений зерен в плоскости металлографического шлифа - определяется методами:

визуального сравнения видимых под микроскопом зерен с эталонами шкал, приведенных в обязательном приложении 2, с определением номера зерна;

подсчета количества зерен, приходящихся на единицу поверхности шлифа, с определением среднего диаметра и средней площади зерна;

подсчета пересечений границ зерен отрезками прямых с определением среднего условного диаметра в случае равноосных зерен, количества зерен в 1 мм

измерения длин хорд под микроскопом или с использованием микрофотографий с определением относительной доли зерен определенного размера;

Указанные методы применяют для оценки величины зерна, имеющего форму, близкую к равноосной.

Метод подсчета пересечений границ зерен применяется для оценки величины зерна удлиненной формы.

В случае определения величины зерна в разнозернистой структуре средние размеры (диаметр, площадь зерна) не являются характеристиками оценки структуры.

3.3. Метод определения величины зерна сравнением с эталонными шкалами

3.3.1. Величину зерна методом сравнения определяют при увеличении 100 . Допускается применение увеличения 90-105 .

После просмотра всей площади шлифа выбирают несколько типичных мест и сравнивают с эталонами, приведенными в шкалах приложения 2. Сравнение можно проводить, наблюдая изображение в окуляре микроскопа, на матовом стекле или фотоснимке.

3.3.2. Шкалы 1-3 представлены десятью эталонами в виде схематизированной сетки, ограничивающей размеры зерен. Эталоны приведены в виде круга диаметром 79,8 мм, что соответствует площади 5000 мм или натуральной площади на шлифе 0,5 мм .

Эталоны составлены так, что при увеличении 100 G соответствуют числовым показателям величины зерна по уравнению , где площади шлифа.

3.3.3. Средние численные значения площади зерна, числа зерен в 1 мм , соответствующие эталонам шкалы G (-3) - 14, приведены в табл.1.

Номер зерна
G

Средняя площадь сечения зерна,

Число зерен на площади 1 мм

Среднее число зерен в 1 мм

Средний
диаметр зерна мм

Средний условный диаметр зерна

3.3.4. Шкалы 1 и 2 используют для оценки величины зерна во всех сталях и сплавах, шкалу 3 - для аустенитных, в которых после травления выявились двойники.

3.3.5. Если размер зерна в образце выходит за пределы эталонов шкал с номерами 1-10, пользуются другими увеличениями. Для перевода номера эталона при увеличении 100 Номера зерен при 100 25 50 200 400 800 Если при оценке величины зерна применяют увеличение, отличающееся от указанных в табл.2 и дополнительных шкалах 1, 2, то следует пользоваться графиком, приведенным на чертеже, позволяющим определить значение поправочного коэффициента на увеличение 100

Номер зерна находят по формуле

где .

3.3.6. За однородную структуру принимают структуру, соответствующую одному из эталонов шкалы. Такая структура оценивается одним номером.

Разнозернистой структурой считают структуру, в которой имеются зерна, отличающиеся от основного (преобладающего) номера, соответствующего определенному эталону шкалы, более чем на 1 номер и занимающую на шлифе площадь более 10%. Такая структура оценивается двумя или более номерами, которые записываются в порядке уменьшения занимаемых ими площадей, например: .

При необходимости указывают относительную площадь в процентах, занимаемую зернами каждого из этих номеров, например: (35%).

3.3.7. Расхождение оценок величины зерна методом сравнения должно быть не более одного номера.

3.4. Метод подсчета зерен

3.4.1. Метод заключается в определении количества зерен на единице поверхности шлифа (1 мм

3.4.2. Подсчет зерен проводят на матовом стекле камеры микроскопа или на микрофотографиях, в которых поле зрения ограничивают одной из плоских фигур: окружностью диаметром 79,8 мм или квадратом со стороной 70,7 мм, или прямоугольником с размерами сторон 65х77, 60х83, 55х91 или 50х100 мм, что соответствует 0,5 мм .

3.4.2.1. Подсчитывают число зерен, попавших внутрь выбранной фигуры ( ) (см. приложение 3).

Общее количество зерен ( шлифа при увеличении 100 Количество зерен площади шлифа, определяют по формуле 3.4.2.2. При использовании другого увеличения, отличающегося от 100 , приходящихся на 1 мм

Увеличение подбирают из расчета, чтобы на поверхности было не менее 50 зерен.

3.4.2.3. Подсчет зерен проводят не менее чем в трех характерных местах шлифа и по полученным результатам рассчитывают среднее арифметическое значение.

3.4.2.4. Среднюю площадь сечения зерна ( определяют по формуле

3.4.2.5. Средний диаметр зерна (

3.4.2.6. Сравнением полученных значений и G .

Пример подсчета количества зерен на единицу поверхности шлифа приведен в приложении 3.

3.4.2.7. Допускаемые расхождения результатов трех определений при подсчете количества зерен не должны превышать 50%.

3.5. Методы подсчета пересечений границ зерен

3.5.1. Метод состоит в подсчете зерен, пересеченных отрезком прямой, и определении среднего условного диаметра - в случае равноосных зерен или количества зерен в 1 мм 3.5.2. Подсчет пересечений зерен в обоих случаях проводят на матовом стекле микроскопа или микрофотографиях, на которых проводят несколько отрезков произвольной длины (например, 80 или 100 мм при увеличении 100

Определяют суммарную длину отрезков .

Измерения проводят не менее чем в пяти характерных местах шлифа.

Допускаемые расхождения результатов пяти определений при подсчете пересечений должны быть не более 50%.

3.5.3. Подсчет количества пересечений равноосных зерен проводят на двух взаимно перпендикулярных отрезках прямых, проведенных в каждом из пяти мест шлифа (см. приложение 4).

Средний условный диаметр зерна (
где

3.5.4. Число неравноосных зерен в 1 мм

Среднее число неравноосных зерен ( объема шлифа вычисляют по формуле

где 0,7 - коэффициент, учитывающий неравноосность зерен;

3.5.5. Метод подсчета пересечений границ зерен в быстрорежущей стали (метод Снейдер-Графа) состоит в подсчете пересечений зерен и определении среднего их числа на отрезке 63,5 мм при увеличении 500 и на отрезке 127 мм при увеличении 1000 .

Определение величины зерен обычно проводят на закаленных образцах не менее чем в 5 местах шлифа.

Результатом определения является среднее количество пересеченных зерен.

Зависимость между средним числом пересеченных зерен на отрезке 63,5 мм при увеличении 500 или на отрезке 127 мм при увеличении 1000 , соответствующим номером зерна по шкале и условной классификацией величины зерна приведена в табл.3.

ГОСТ 5639–82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна (с Изменением N 1)

склонность зерна к росту — определением величины зерна аустенита после нагрева при температуре и времени выдержки, установленных нормативно-технической документацией на стали и сплавы;

кинетику роста зерен — определением величины зерна после нагрева в интервале температур и времени выдержки, установленных нормативно-технической документацией на стали и сплавы.

1. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

1.2. Площадь сечения шлифа на образце должна быть не менее 1 см воды (травление электролитическое, напряжение на зажимах ванны — 6−10 В, продолжительность травления — несколько секунд);

кипящий раствор пикрата натрия (травление химическое, время травления 10−20 мин).

2.1.3.2. Образцы с полированной поверхностью подвергают нагреву до определенной температуры и выдерживают в течение времени согласно п. . Нагрев проводят в вакууме или в защитной атмосфере.

Для окисления шлифов после выдержки, не снижая температуры, в печь подают воздух в течение 30−60 с.

, . (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.1.3.4. Перед охлаждением в воде шлиф допускается обработать в расплавленном водном растворе тетраборнокислого натрия (нагретом до температуры аустенизации) в течение 30−40 с. Границы зерен после обработки в водном растворе тетраборнокислого натрия выявляются без дополнительного травления.

2.1.4.2. Образцы с любым состоянием поверхности подвергают нагреву до определенной температуры и времени согласно п. .

Для образования ферритной или цементитной сетки по границам зерен образцы охлаждают до температуры 650 °C с различной скоростью в зависимости от марки стали.

Для углеродистых сталей с массовой долей углерода 0,5%-0,6% скорость охлаждения 50°С-100°С в час, для легированных и углеродистых заэвтектоидных — 20°С-30°С в час, для сталей с массовой долей углерода 0,25%-0,5% — охлаждение на воздухе.

2.1.4.3. После термической обработки образец разрезают пополам или шлифовкой удаляют поверхностный слой (обезуглероженный), полируют и травят. Зерно аустенита по сетке феррита выявляют травлением в 4%-ном растворе азотной кислоты в этиловом спирте, по сетке цементита — травлением в реактивах, указанных в п. .

2.1.5.2. Образцы с любым состоянием поверхности подвергают нагреву при определенной температуре и времени выдержки согласно п. .

2.1.6.2. Образцы определенной формы и размеров (в зависимости от типа установки) с полированной поверхностью помещают в высокотемпературную камеру, создают вакуум 0,0133−0,00133 Па (10 в случае неравноосных зерен;

3.3. Метод определения величины зерна сравнением с эталонными шкалами

3.3.1. Величину зерна методом сравнения определяют при увеличении 100 . Допускается применение увеличения 90−105 .

Средняя площадь сечения зерна, , мм

Число зерен на площади 1 мм , мм пользуются табл.2 или дополнительными шкалами 1, 2.

Номера зерен при 100

200

400

800

Если при оценке величины зерна применяют увеличение, отличающееся от указанных в табл.2 и дополнительных шкалах 1, 2, то следует пользоваться графиком, приведенным на чертеже, позволяющим определить значение поправочного коэффициента

где — номер зерна при увеличении микроскопа

3.4. Метод подсчета зерен

3.4.1. Метод заключается в определении количества зерен на единице поверхности шлифа (1 мм .

Общее количество зерен ( ) на площади 0,5 мм подсчитывают по формуле

— для прямоугольника или квадрата.

Количество зерен .

3.4.2.2. При использовании другого увеличения, отличающегося от 100 , число зерен ,

где ) в мм .

3.4.2.5. Средний диаметр зерна ( .

3.4.2.6. Сравнением полученных значений и — в случае неравноосных зерен.

3.5.2. Подсчет пересечений зерен в обоих случаях проводят на матовом стекле микроскопа или микрофотографиях, на которых проводят несколько отрезков произвольной длины (например, 80 или 100 мм при увеличении 100 , что соответствует длине 0,8 или 1 мм на шлифе). Длину отрезков выбирают с таким расчетом, чтобы каждый из них пересекал не менее 10 зерен, при этом увеличение подбирают так, чтобы на исследуемой поверхности было не менее 50 зерен. Подсчитывают точки пересечений отрезков прямых линий с границами зерен. Зерна на концах прямой, не пересеченные ею целиком, принимают за одно зерно.

Средний условный диаметр зерна ( ) в мм вычисляют по формуле

где — общее число зерен, пересеченных отрезками длиной шлифа определяют на шлифах, изготовленных вдоль и поперек главной оси симметрии. В этом случае отрезки прямых проводят параллельно осям симметрии (см. приложение 4).

где 0,7 — коэффициент, учитывающий неравноосность зерен;

— количество пересечений границ зерен на 1 мм длины в продольном направлении (вдоль оси вытянутых зерен);

и на отрезке 127 мм при увеличении 1000 .

Среднее число пересеченных зерен	Номер зерна	Величина зерна
15 и выше	11−13 и выше	Очень мелкие
12−15	10	Мелкие
9−11	9	Средние
1−8	8−3	Крупные

3.6. Метод измерения длин хорд

3.6.1. Метод основан на замере линейных размеров отрезков — хорд, отсекаемых в зернах прямыми линиями, и применяется для определения величины зерна в разнозернистой структуре.

3.6.2. Измерения длин хорд проводят:

непосредственно под микроскопом при помощи окуляра с линейкой (метод подвижного шлифа) по одной или нескольким линиям в произвольном направлении на шлифе;

на микрофотографии, при этом соблюдают условия п.

Измерения проводят не менее чем в пяти наиболее типичных полях зрения, при этом в каждом поле зрения проводят не менее трех прямых в произвольном направлении.

Общее количество измерений зависит от однородности величины зерна, требуемой точности и достоверности результатов.

Так, например, при принятой достоверности 90% и ошибке 10% общее количество пересеченных зерен должно быть не менее 250, при достоверности 90% и ошибке 5% — не менее 1000.

3.6.3. Значения длин хорд относят к определенной размерной группе. Рекомендуется величину линейных размеров в группах представлять в виде геометрического ряда с коэффициентом 1,45. В этом случае размерные группы соответствуют размерам зерен — номерам (G) по среднему условному диаметру.

Подсчитывают количество длин хорд каждого размера по всем линиям.

Определяют относительную долю зерен в процентах с определенной длиной хорды по формуле

где — количество зерен с длиной хорды — общая длина хорд, мм.

В соответствии с законами математической статистики могут быть также подсчитаны следующие параметры: средний условный диаметр (средний размер хорды Состав реактива
Область применения Способ травления Насыщенный при комнатной температуре раствор пикриновой кислоты с добавками 1%-5% поверхностно-активных веществ типа «синтонол», шампунь «Лада» и др.
Универсальный Химическое травление

100 см насыщенного водного раствора пикриновой кислоты, 6 капель соляной кислоты (конц.) или 3 капли азотной кислоты (конц.) 2 см ПАВ (раствор отфильтровать)

100 см насыщенного водного раствора пикриновой кислоты, 0,6 г хлористой меди, 0,1% ПАВ

100 см насыщенного водного раствора пикриновой кислоты, 1,6 г хлористой меди, 0,5% ПАВ

1−5 см азотной кислоты, до 100 см этилового спирта

2−5 г пикриновой кислоты, 100 см этилового спирта

5 г пикриновой кислоты, 100 см этилового спирта, 0,5% ПАВ

2 г пикриновой кислоты, 2−4 см азотной кислоты, до 100 см этилового спирта

10−15 см азотной кислоты, до 100 см этилового спирта

20 см соляной кислоты, 1 г хлористой меди, 65 см этилового спирта, 15 см дистиллированной воды

1,5 см соляной кислоты, 1 г хлорного железа, 100 см этилового спирта

50 см соляной кислоты, 25 см серной кислоты, 10 г сернокислой меди, 50 см воды

10 см соляной кислоты, 3 см азотной кислоты, 87 см метилового спирта

Аустенитные, мартенситные и мартенсито-ферритные и быстрорежущие стали, сплавы на никелевой основе

Электролитическое травление:
воды

Электролитическое травление:
/см веды

/см соляной кислоты, 90 см этилового спирта

60−90 см азотной кислоты, 40−10 см воды

Электролитическое травление:
соляной кислоты, 100 см этилового спирта или воды (раствор Марбле)

Химическое травление, электролитическое травление:

Шкала 1 (номера зерен 1−6)

Шкала 1 (номера зерен 7−10)

Шкала 2 (номера зерен 1−6)

Шкала 2 (номера зерен 7−10)

Шкала 3 (номера зерен 1−6)

Шкала 3 (номера зерен 7−10)

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ШКАЛА 1 ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ МЕЛКОГО ЗЕРНА

Читайте также: