一、晶粒尺寸概述

當(dāng)我們考慮一種多晶材料的性能時，總會去測定其晶粒尺寸。就這一點而言，存在一些通過平均晶粒體積、直徑或面積進行晶粒尺寸測定的方法。晶粒尺寸可通過如下所述的截距法進行估算。在幾張不同的顯示處晶粒結(jié)構(gòu)的顯微照片上畫出具有相同長度的直線段。統(tǒng)計出被每條直線橫穿的晶粒的數(shù)量并計算出被所有線段穿過的晶粒平均數(shù)，然后用線段的長度除以該平均數(shù)。將上述步驟獲得的結(jié)果除以顯微照片的線性放大率，即可估算得到的平均的晶粒直徑。然而，也許最常用的方法是由美國材料與試驗協(xié)會所涉及的方法，該ASTM提供了幾種具有不同平均晶粒尺寸的標(biāo)準(zhǔn)對比圖。每個晶粒尺寸均被分配了一個1~10的號碼，我們稱為晶粒度。為了顯示出晶粒結(jié)構(gòu)，材料樣品必須經(jīng)過合理的處理，并在100×的放大倍數(shù)下進行拍照。晶粒尺寸則由于標(biāo)準(zhǔn)圖中最為相近的晶粒所對應(yīng)的晶粒度進行表示。因此，我們可以對晶粒度進行一個相對簡單和方便的視覺測定。晶粒度廣泛定義鋼的規(guī)格。對這些不同的晶粒圖制定相應(yīng)的晶粒度，其背后是有一定基本原理的。現(xiàn)在讓我們用n表示晶粒度，N表示放大100×后沒平方英寸的平均晶粒數(shù)。這兩個參數(shù)之間的關(guān)系可通過以下表達(dá)式進行描述：

N=2^n-1

二、晶粒尺寸測定

通過截距法測量晶粒大小時，先在顯微照片上畫出一系列直線度。然后用線段長度除以與每條線段穿過晶粒的平均數(shù)。該計算結(jié)果除以顯微照片的放大倍數(shù)即得平均晶粒尺寸。通過將顯微照片與ASTM標(biāo)準(zhǔn)圖進行比對可得到晶粒度并用以表征晶粒大小。放大倍數(shù)100×的顯微照片上每平方英寸的晶粒平均數(shù)與晶粒度間的關(guān)系N=2n-1。

三、晶粒尺寸測試標(biāo)準(zhǔn)

1 GB/T 3488.2-2018 硬質(zhì)合金 顯微組織的金相測定 第2部分：WC晶粒尺寸的測量

2 GB/T 31568-2015 熱噴涂熱障ZrO2涂層晶粒尺寸的測定 謝樂公式法

3 GB/T 23413-2009 納米材料晶粒尺寸及微觀應(yīng)變的測定X射線衍射線寬化法