Метод определения величины зерна.

Зерна металлов - это отдельные кристаллы поликристаллического конгломерата, разделенные между собой смежными поверхностями, называемыми границами зерен. Зерна могут быть равноосными и неравноосными.

Величина зерна - средняя величина случайных сечений зерен в плоскости металлографи-ческого шлифа - определяется методами:
1. визуального сравнения видимых под микроскопом зерен с эталонами шкал, приведенных в обязательном приложении 2, с определением номера зерна;

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

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

4. измерения длин хорд под микроскопом или с использованием микрофотографий с определе-нием относительной доли зерен определенного размера;

5. ультразвуковым.

В ЛМ используют метод определения величины зерна сравнением с эталонными шкалами по ГОСТ 5639-82.

ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определеня величины зерна.

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.

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

Границы зерен выявляются методами:
травления,
цементации,
окисления,
сетки феррита или цементита,
сетки перлита (троостита),
вакуумного термического травления.
Метод выбирают в зависимости от химического состава стали и цели испытания.

Метод травления
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.
Выявление границ действительного зерна проводят на образцах без дополнительной термической обработки.
Для выявления границ зерен аустенита температуру нагрева, время выдержки и скорость охлаждения устанавливают нормативно-технической документацией на стали и сплавы.
На образцах, предназначенных для выявления зерна методом травления, готовят микрошлифы. Микрошлиф с шлифованной поверхностью помещают в электропечь.

Температура нагрева должна быть равна или на 20-30⁰С выше температуры закалки:

- 870⁰С + (20-30) ⁰С для кремнистой стали время выдержки 3 часа;

- 850⁰С + (20-30) ⁰С для хромистой стали время выдержки 3 часа.

Образцы охлаждают в воде. После охлаждения образцы шлифуют, полируют, затем производят травление образцов раствором соляной кислоты в этиловом спирте в течение 4-5 мин согласно ГОСТ 5639-82.

Величину зерна определяют методом визуального сравнения видимых под микроскопом зерен с эталонами шкал, приведенными в обязательном приложении 2 ГОСТ 5639 с определением номера зерна при увеличении 100^х.

После просмотра всей площади шлифа выбирают 3-5 полей зрения сравнивают с приведенными шкалами приложения 2 ГОСТ 5639. Шкалы 1 и 2 используют для оценки величины зерна всех сталей и сплавов. Шкалу 3 – для аустенитной стали.

Определение величины зерна с помощью системы анализа изображения Thixomet Pro ведется по заданной прикладной программе.