晶粒度的概念

晶粒：

所謂晶粒就是內(nèi)部原子排列方向一致，而外形不規(guī)則的晶體。在物質(zhì)結(jié)晶過程中，通過晶核（結(jié)晶中心）生成和晶體成長(zhǎng)而發(fā)展起來(lái)的小晶體，由于在成長(zhǎng)中相鄰晶體互相抵觸，因而獲得不規(guī)則的外形。

晶粒的平均直徑通常在0.015-0.25mm范圍內(nèi)，而亞晶粒的平均直徑通常為0.001mm數(shù)量級(jí)。

晶粒度：

晶粒度是晶粒尺寸大小的量度，是金屬材料的重要纖維組織參量。通常用長(zhǎng)度、面積、體積或晶粒度級(jí)別數(shù)等不同方法評(píng)定或測(cè)定晶粒的大小。

鋼的晶粒度按其奧氏體化條件與長(zhǎng)大傾向又分成起始晶粒度、實(shí)際晶粒度、本質(zhì)晶粒度三種。

起始晶粒度：

起始晶粒度指鋼在臨界溫度以上加熱，奧氏體化過程中最初形成的奧氏體晶粒的晶粒度，即奧氏體轉(zhuǎn)變剛剛完成，其晶粒邊界開始接觸時(shí)的晶粒大小稱起始晶粒度。

實(shí)際晶粒度：

實(shí)際晶粒度是指鋼在具體的熱處理或熱加工條件下所得到的奧氏體晶粒度，基本上反映鋼件實(shí)際熱處理時(shí)或熱加工條件下所得到的晶粒大小，直接影響鋼冷卻后所獲得的產(chǎn)物的組織和性能。

本質(zhì)晶粒度：

本質(zhì)晶粒度只代表在某一條件下，奧氏體的長(zhǎng)大傾向，是一種性能并非指具體的晶粒，通常采用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)的方法，即將鋼加熱到（930+-10）攝氏度，保溫3-5小時(shí)后，測(cè)定其奧氏體晶粒大小。

根據(jù)奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向的不同，可將鋼分為本質(zhì)粗晶粒鋼和本質(zhì)細(xì)晶粒鋼兩類，晶粒度在1級(jí)-4級(jí)者為本質(zhì)粗晶粒鋼，晶粒度在5級(jí)-8級(jí)者為本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。

平均晶粒度和雙重晶粒度：

實(shí)際情況金屬基體內(nèi)的晶粒不一定是完全一樣的，晶粒大小分布大多數(shù)情況下近似呈單一對(duì)數(shù)正態(tài)分布，常規(guī)采用“平均晶粒度”表示。

• 測(cè)定可用：

GB/T6394-2017《金屬平均晶粒度測(cè)定方法》

YB/T 4290-2012

ASTM E930-1999（2015）《金相檢測(cè)面上最大晶粒尺寸級(jí)別(ALA晶粒度)測(cè)定方法》

還有一些金屬在一定的熱加工條件下晶粒大小的分布也可能出現(xiàn)其他形態(tài)分布的現(xiàn)象，就得采用雙重晶粒度來(lái)表示，但這并不代表僅存在兩種晶粒度的分布。

• 測(cè)定可用：

GB/T 24177-2009《雙重晶粒度表征與測(cè)定方法》

ASTM E1181-2002（2015）

幾種晶粒度級(jí)別的區(qū)分

• 顯微晶粒度級(jí)別數(shù)G

在100倍下645.16mm2面積內(nèi)包含的晶粒個(gè)數(shù)N與晶粒度級(jí)別G有如下關(guān)系：

在其他倍率下可按以下公式得出修正系數(shù)Q，評(píng)出顯微晶粒度級(jí)別G（G=G'+Q）。

Mb為基準(zhǔn)放大倍數(shù)，G'為與基準(zhǔn)放大倍數(shù)的系列評(píng)級(jí)圖片比較評(píng)出的晶粒度級(jí)別。

• 宏觀晶粒度級(jí)別數(shù)Gm

在1倍下645.16mm2面積內(nèi)包含的晶粒個(gè)數(shù)N與晶粒度級(jí)別數(shù)Gm有如下關(guān)系：

• 平均晶粒直徑晶粒度

銅及銅合金的晶粒度一般采用平均晶粒直徑dn表述，dn可以根據(jù)晶粒平均截面面積計(jì)算得到：

• 單位面積平均晶粒數(shù)

鋁及鋁合金的晶粒度通常采用單位面積平均晶粒數(shù)na表示，其與晶粒度級(jí)別數(shù)G的關(guān)系：

實(shí)際測(cè)量時(shí)可根據(jù)下表直接查出G對(duì)應(yīng)的單位面積平均晶粒數(shù)。

• Snyder-Graff（S-G）晶粒號(hào)

S-G晶粒號(hào)適用于高速工具鋼奧氏體晶粒度的測(cè)定。