晶粒度的概念

晶粒：

所謂晶粒就是內部原子排列方向一致，而外形不規則的晶體。在物質結晶過程中，通過晶核（結晶中心）生成和晶體成長而發展起來的小晶體，由于在成長中相鄰晶體互相抵觸，因而獲得不規則的外形。

晶粒的平均直徑通常在0.015-0.25mm范圍內，而亞晶粒的平均直徑通常為0.001mm數量級。

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。通常用長度、面積、體積或晶粒度級別數等不同方法評定或測定晶粒的大小。

鋼的晶粒度按其奧氏體化條件與長大傾向又分成起始晶粒度、實際晶粒度、本質晶粒度三種。

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，即奧氏體轉變剛剛完成，其晶粒邊界開始接觸時的晶粒大小稱起始晶粒度。

實際晶粒度：

實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，基本上反映鋼件實際熱處理時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物的組織和性能。

本質晶粒度：

本質晶粒度只代表在某一條件下，奧氏體的長大傾向，是一種性能并非指具體的晶粒，通常采用標準實驗的方法，即將鋼加熱到（930+-10）攝氏度，保溫3-5小時后，測定其奧氏體晶粒大小。

根據奧氏體晶粒長大傾向的不同，可將鋼分為本質粗晶粒鋼和本質細晶粒鋼兩類，晶粒度在1級-4級者為本質粗晶粒鋼，晶粒度在5級-8級者為本質細晶粒鋼。

平均晶粒度和雙重晶粒度：

實際情況金屬基體內的晶粒不一定是完全一樣的，晶粒大小分布大多數情況下近似呈單一對數正態分布，常規采用“平均晶粒度”表示。

• 測定可用：

GB/T6394-2017《金屬平均晶粒度測定方法》

YB/T 4290-2012

ASTM E930-1999（2015）《金相檢測面上最大晶粒尺寸級別(ALA晶粒度)測定方法》

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其他形態分布的現象，就得采用雙重晶粒度來表示，但這并不代表僅存在兩種晶粒度的分布。

• 測定可用：

GB/T 24177-2009《雙重晶粒度表征與測定方法》

ASTM E1181-2002（2015）

幾種晶粒度級別的區分

• 顯微晶粒度級別數G

在100倍下645.16mm2面積內包含的晶粒個數N與晶粒度級別G有如下關系：

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

Mb為基準放大倍數，G'為與基準放大倍數的系列評級圖片比較評出的晶粒度級別。

• 宏觀晶粒度級別數Gm

在1倍下645.16mm2面積內包含的晶粒個數N與晶粒度級別數Gm有如下關系：

• 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可以根據晶粒平均截面面積計算得到：

• 單位面積平均晶粒數

鋁及鋁合金的晶粒度通常采用單位面積平均晶粒數na表示，其與晶粒度級別數G的關系：

實際測量時可根據下表直接查出G對應的單位面積平均晶粒數。

• Snyder-Graff（S-G）晶粒號

S-G晶粒號適用于高速工具鋼奧氏體晶粒度的測定。