1. 金属精密和:金属晶粒度和金属探伤有关系吗
晶粒度—用于描述晶粒大小的参数。
晶粒度大小对材料性能的影响很大,影响主要表现在塑性和蠕变等方面。特别是在高温使用情况下,为了降低高温蠕变,一般需要采用大晶粒;而在低温下,为了提高金属塑性和韧性,一般要求采用细晶粒。还有很多其它方面的影响,这里只举上面的一个方面,因此晶粒大小是根据材料的应用环境制定的。一般情况下晶粒越细小力学性能也很好,因为晶粒越小,晶界越多。晶界处的晶体排列是非常不规则的,晶面犬牙交错,互相咬合,因而加强了金属间的结合力。 控制晶粒大小方法有:
1、细晶强化
2、增大金属结晶时的过冷度:过冷度越大,产生的晶核越多,导致晶粒越细小。
利用探伤器检验金属制件内部缺陷(如隐蔽的裂纹、砂眼、杂质等)的一种方法。通过一定装置、利用磁性、X射线、伽玛射线、超声波等检查和探测金属材料内部的缺陷。对产品质量检验的要求越来越高,需要对越来越多的关键、复杂零部件甚至产品内部缺陷进行严格探伤和内部结构尺寸精确测量。传统的无损检测方法如超声波检测、射线照相检测等测量方法已不能满足要求。
而晶粒度自动检测系统.由于频率选择适当且电子仪器具有对数变换能力,在电子仪器输出端得到了与样品晶粒度成线性关系的指示位.根据实验结果得到了金相测量晶粒度倚超声指示值的回归方程.晶粒度超声自动检测装置通过鉴定. 该装置采用超声穿透方式.超声频率5兆赫,线聚焦换能器发出钟形包络的高频声脉冲.经接收通道的对数转换后,仪器输出与被测棒材的晶粒度成线性测定平均晶粒度的基本方法
一般情况下测定平均晶粒度有三种基本方法:比较法、面积法、截点法。具体如下
1、比较法:比较法不需计算晶粒、截矩。与标准系列评级图进行比较,用比较法评估晶粒度时一般存在一定的偏差(±0.5级)。评估值的重现性与再现性通常为±1级。
2、面积法:面积法是计算已知面积内晶粒个数,利用单位面积晶粒数来确定晶粒度级别数。该方法的精确度中所计算晶粒度的函数,通过合理计数可实现±0.25级的精确度。面积法的测定结果是无偏差的,重现性小于±0.
5级。面积法的晶粒度关键在于晶粒界面明显划分晶粒的计数
3、截点法:截点数是计算已知长度的试验线段(或网格)与晶粒界面相交截部分的截点数,利用单位长度截点数
来确定晶粒度级别数。截点法的精确度是计算的截点数或截距的函数,通过有效的统计结果可达到
±0.25级的精确度。截点法的测量结果是无偏差的,重现性和再现性小于±0.5级。对同一精度水平,截点法由于不需要精确标计截点或截距数,因而较面积法测量快。
2. 晶粒度评级时,实验室通常选择什么方法,使用场合有什么区别
实验室进行晶粒度评级一般采用比较法和截点法,比较法是与标准系列评级图进行比较,一般存在一定的偏差(±0.5级)。评级值的重复性与再现性通常为±1级。截点法是计数已知长度的试验线段(或网格)与晶粒截线或者与晶界截点的个数,计算单位长度截线数或者截点数来确定晶粒度级别数G。截点法的测量结果可达到优于±0.25级的精度,重现性和再现性小于±0.5级。
对于等轴晶组成的试样,使用比较法评定晶粒度既方便又实用。对于批量生产的检验,其精度已足够。对于要求较高精度的晶粒度测定,可以使用截点法。截点法对于拉长的晶粒组成试样更为有效。
3. 晶粒度与球化等级的有关系吗
晶粒度表征了晶粒尺寸的大小,晶粒尺寸越小,晶粒度越大。通常情况下,在稳态下晶粒尺寸大小与材料的屈服强度符合hell-pitch关系,即晶粒尺寸越小,强度、硬度也越大。此外,晶粒尺寸对金属材料的耐腐蚀性能也有影响。 钢的晶粒度按其奥氏体化条件与长大倾向又分成起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度三种。 起始晶粒度 起始晶粒度指钢在临界温度以上加热,奥氏体化过程中最初形成的奥氏体晶粒的晶粒度,即奥氏体转变刚刚完成,其晶粒边界开始接触时的晶粒大小称起始晶粒度。
实际晶粒度
实际晶粒度指某一实际条件下所得到的实际晶粒大小。
本质晶粒度
本质晶粒度只代表在某一条件下,奥氏体 的长大倾向,通常采用标准实验的方法,即将钢加热到(930+-10)摄氏度,保温3-5小时后,测定其奥氏体晶粒大小。
晶粒度分析方法
GB/T 6394-2002 金属平均晶粒度测定法 ASTM E112-2013测定平均晶粒度的标准试验方法 GB/T 4335-2013 低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法 JB/T 7946.4-1999 铸造铝合金金相.铸造铝铜合金晶粒度 YS/T449-2002_铜及铜合金铸造和加工制品显微组织检验方法 GB/T 4296-2004 变形镁合金显微组织检验方法。
晶粒度测试方法
比较法 比较法不需要计算任何晶粒、截点、截距。与标准评级图(标准挂图,目镜插片)进行比较。 用比较法评估晶粒度时一般存在一定的偏差 +- 0.5 级,评估值的重现性与再现性通常为±1级。 面积法 面积法是计算已知面积内的晶粒个数,利用单位面积内晶粒数来确定晶粒度级别。面积法测定结果是无偏差的,精确度 +-0.25级 ,评估值的重现性与再现性小于0.5级。 截点法 截点法是计算已知长度的试验线段(或网格)与晶粒界面相交截部分的截点数,利用单位长度截点数来确定晶粒度级别。 截点法的精确度是计算的截点或截矩的函数,通过有效的统计结果精确度可达到 +-0.25级, 评估值的重现性与再现性小于0.5级。
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4. 金相组织对性能的影响
金相组织检查判断依据与要求
金相组织是产品质量检查的重要内容,是产品性能的决定性因素。
(1)金相组织的高、低倍检查
A.低倍检查:在目视或30倍以下的放大镜下观察,根据试样低倍组织或相应要求的图谱进行评定。
B.高倍检查:用显微镜进行观察,观察倍数根据相应要求而定。原则上从低倍(一般取100倍)到高倍(一般取400或500倍)顺序进行。
(2) 脱碳、渗碳检查
从脱碳、渗碳层表面测量至与表面组织有明显差异的内部组织(1/2过度区)处,深度测量,由表面测量至内部组织过度区的1/2处 。
(3)过热、过烧组织检查
过热是晶粒粗大超过标准要求;如果抛光试样上出现晶界加粗、烧熔和沿晶界出现大小不一的孔洞时,判为过烧。过热、过烧有两种情况产生,一种是热镦过程产生,一种是热处理固溶或淬火过程产生,都是由于加热温度过高造成,金相检查已完全能够进行判断。
A. 过热检查
钛合金热处理后出现针状、条状组织,无初生α相、该组织为过热组织。对结构钢、不锈钢、高温合金产品,当晶粒粗大,超过标准要求时等可判为过热。
B. 过烧检查
高温合金、不锈钢抛光或腐蚀状态下如出现烧溶孔洞、晶界熔化、溶融物质;结构钢出现晶界氧(熔)化、魏氏组织,晶粒粗大;铝合金过烧则出现晶界加粗、三角晶界、复熔球等情况判为过烧。
(4)晶粒度检查
晶粒度的大小主要与热处理固溶温度和保温时间有关,控制热处理固溶温度和保温时间,防止晶粒长大。
A. 钛合金低倍晶粒度采用相应要求的图谱目视进行评定。
B. 高温合金、不锈钢晶粒度根据相应要求的图谱进行,需要仲裁时,采用面积法、截点法进行评定。
C. 晶粒度级别要求
不同材料的紧固件对晶粒度的要求也不同,例如,五种高温合金紧固件的晶粒度不一样,晶粒度级别要求如下:
优质GH2132 晶粒度 5级或更细。
GH4169 晶粒度 等于或细5级,允许个别3级。
GH738 晶粒度 2-6级不允许粗于1级和细于7级晶粒度存在。
GH141 晶粒度 等于或细于2级,允许个别1级。
GH159 晶粒度 等于或细4级,允许个别2级。
(5) 晶间腐蚀、氧化渗透检查
A. 晶界腐蚀(高温晶界氧化)是一种高温表面氧化的形式,加工面不允许有晶界腐蚀。如采用氩气保护,氩气不纯;真空热处理真空度不够等情况都会产生晶界腐蚀和表面氧化。在热处理固溶及热镦过程,应避免由于温度高产生晶界腐蚀。采用氩气保护炉热处理时,必须控制氩气的纯度;采用真空炉热处理时,必须控制真空度达到标准要求。
B. 在抛光、腐蚀状态下检查晶间腐蚀与氧化渗透,试样腐蚀时要适度,让组织轻微显示。
(6) 表面污染、氧污染检查
钛合金表面污染检查时,如表层组织与内部组织有较明显差异,表层α相增多,则表面存在污染,氧污染的产生主要来自热镦和热处理,根据钛合金的特性,其在500℃以上就容易被氧化,在热镦时或非真空热处理过程中,零件表面的温度高于500℃以后,零件表面被氧化。组织检查时表面α相增多,出现一层富α层,富α层的深度即为表面氧污染的深度。
(7) 螺纹折迭检查
螺纹折迭是一种在滚压螺纹过程中造成的缺陷,制造技术条件规定不允许中径以下有折迭缺陷。螺纹滚压过程操作不当,造成螺纹折叠,有螺纹折迭的产品整批报废,高温合金紧固件应无螺纹折迭。在成品零件螺纹检查过程中,出现螺纹折迭的现象有两种情况,一种是滚压螺纹过程中造成的,折迭在螺纹某一个位置有规律出现;另一种是制样过程中产生的,螺纹折迭无规律出现。
(8) 金属流线检查
产品经镦制后,金属流线沿零件外形分布。金属流线检查是考核产品是否经过镦制,热镦或冷镦工艺是否满足紧固件成型的要求。对流线的检查,不同高温合金产品的金属流线腐蚀剂不同,采用目测或10倍以下放大镜或低倍数的显微镜观察。流线试样的腐蚀有化学法和电解法,大多数采用化学法,高温合金紧固件采用电解腐蚀法,高温合金紧固件流线的电解腐蚀方法很多,常用有以下几种:
a.10%草酸水溶液 ,2~10v。
b.10ml硝酸+5ml冰醋酸+85ml水,1~2v。
c.50ml硫酸+10ml磷酸+40ml硝酸,2~5v。
d.25g铬酐+10ml水+130ml冰醋酸,0.2~0.4v。
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5. 粒度分析方法
粒度分析方法视碎屑岩颗粒大小和岩石致密程度而异。
1.砾岩的粒度分析方法
砾岩的粒度分析主要在野外进行,一般采用筛析和直接测量两种方法。对胶结不太坚固的砾石和疏松的砾石层,先用孔径为10 mm和1 mm的筛子过筛,小于1 mm的基质和胶结物,可带回室内进行再细分;10~1 mm的细砾部分若是含量多且差异大者,要用筛析方法进行细分;10 mm以上的砾石,一般在野外用尺子直接测量,然后将各粒级的砾石分别称重,记录于粒度分析表中。采样过程中应选择有代表性的取样地点,而且样品质量不少于25~30 kg,否则误差就会相当大。对于胶结坚固的砾岩,可在风化带上进行粒度测量;或采标本回室内,先进行胶结处理,将砾石分开,再进行粒度测量。
2.砂岩和粉砂岩的粒度分析方法
砂岩和粉砂岩的粒度分析常采用筛析法、沉速法和薄片法,常用的沉速法有阿兹尼法、沙巴宁法和罗宾逊法等。筛析法和沉速法适用于未固结的疏松岩石,如粗碎屑岩一般只用筛析法;而中—细粒碎屑岩由于常常含有较多的粉砂和黏土,常将沉速法与筛析法结合使用。薄片法主要用于固结坚硬的岩石。一般来说,筛析法适用于大于0.25 mm的颗粒,亦可用于大于0.1 mm的颗粒,而沉速法适用于小于0.25 mm的颗粒。
3.颗粒粒级的划分
一般采用伍登-温德华标准,它是以毫米为单位的一种分类方案,后来克鲁宾(1934)提出了一种对数换算(表3-1),称其为Φ值:
沉积学原理
其中,D为颗粒直径。
表3-1 粒级划分标准对比表
4.薄片粒度分析
筛析法只适用于现代沉积的沙和古代固结疏松的砂岩,对不能松解的砂岩不再适用。固结的岩石,特别是硅质胶结岩石的粒度分析,只能在薄片内进行。薄片粒度分析的精度较筛析法差,因薄片内计算的颗粒比筛析的量少得多,同时分析速度慢,分析结果不能与筛析法直接对比。下面简单介绍一下薄片粒度分析的方法,薄片的制备与普通岩石薄片的制备方法相同,疏松的砂岩用胶浸煮后磨片。用作粒度分析的薄片要稍大些(3.0 cm×2.0 cm),尤其是粗粒砂岩,以便在薄片内可测量到足够的颗粒数。用作磨制薄片的标本,必须在所采集的岩层内是有代表性的。
(1)在薄片上测定粒度的方法
在薄片上采用什么方法选择欲测量的颗粒称为抽样方法,一般常用的系统抽样方法为点计法和线计法,此外,还有一种方法为带记法。
点计法 常用有网格的目镜进行测量,每一方格的边长应大于薄片中颗粒的最大视直径,应用机械台使薄片通过显微镜视域,测量网格结点所触遇的颗粒粒径(图3-1)。
线计法 用机械台在垂直目镜微尺的方向移动薄片,凡为十字丝竖丝触遇的颗粒都要测量。量完一行,平行横丝将薄片移动一定距离,再按上述方法测量,一直测到足够的颗粒为止。测线间隔要大于薄片内颗粒的最大视直径(图3-2)。
不同抽样方法所得出的结果不同,线计法测量时,与测线相交的颗粒的概率与测线垂直方向上的颗粒直
图3-1 薄片粒度分析的点计法
径成比例;点计法测量时,与点相遇的颗粒的概率与颗粒的可见表面积成比例。
带计法 将薄片放在机械台上,固定横坐标,使薄片垂直目镜微尺慢慢移动,凡是颗粒中心在目镜微尺一定读数之间的颗粒,都要按大小分类计数(图3-3)。这个带的宽度应等于或大于样品内颗粒的最大视直径。有人通过实验证明,带计法测得的结果最近似于样品内真正的粒度分布。
图3-2 薄片粒度分析的线计法
图3-3 薄片粒度分析的带计法
由于不同抽样方法所得的结果不能直接对比,因而不同的样品要用统计方法比较的话,必须在每个细节上使用同样的抽样方法和测定方法。最后,将测得结果填入薄片粒度统计表(表3-2)。
表3-2 薄片粒度统计表
(2)各种测定直径的对比与换算
用粒度资料解释沉积环境的工作开始于对现代沉积物的研究。对于古代岩石的沉积环境分析,也可借助于岩石粒度分析同现代沉积物粒度分析加以比较。
现代沉积物的粒度分析一般采用常规筛析法,所得结果为不同粒度的颗粒质量百分比。而古代岩石目前大部分只能用薄片分析法,所得结果为不同粒度的颗粒数百分比。两者不能直接对比,如果需要对比则必须进行换算。即使在同一方法中,也只能进行统计对比,绝不能进行单颗粒对比。
筛析直径与沉速分析直径之间,平均值偏差<0.1Φ,两种方法一般不经换算可以互相使用,但在精确研究工作中则必须换算。薄片分析视直径与筛析直径之间的偏差可达到0.25Φ或更大,在任何情况下均不可互用或直接对比。将视直径换算为筛析直径的方法很多,其中G.M.Friedman通过统计分析进行的线性回归换算较为简便、准确,任意粒度的回归换算方程为
沉积学原理
式中:D是换算后的筛析直径;d是薄片中测定的视长直径,均以Φ值计。经换算后,换算值同实际筛析值的平均直径最大偏差一般不超过0.25Φ,这个精度高于0.25Φ分组间隔,可满足一般沉积学研究。
对于切片视直径与真直径的对比,根据实验可知,等直径的球状集合体的切面上所测得的视直径平均值为真直径的0.765倍,即在颗粒集合体的切片中,颗粒视直径平均值小于真直径,这种现象称为切片效应。
(3)薄片粒度测量的要求
粒度测量是粒度分析的基础,故对其测量要求很高,而测量工作却非常烦琐、效率很低。薄片粒度分析是研究固结样品的唯一方法,可使用偏光显微镜和扫描电子显微镜。近年来出现的图像分析仪使薄片粒度分析基本实现自动化,效率大为提高。薄片统计数据为颗粒数。
在沉积环境研究中使用薄片粒度分析时,对岩石样品的基本要求是:砂岩中石英碎屑含量应大于70%,至少石英和长石含量要大于70%,溶蚀交代与次生加大现象越弱越好,切片方向可垂直层面或平行层面,随研究目的和要求的精度而定。在碳酸盐岩研究中,取样密度可达1 点/cm,可平行纹层切片。测定时一般采用线计法抽取颗粒,凡在线上的颗粒都要测量,不能有任何主观取舍,每个薄片计200~500颗粒即可,碳酸盐岩需测1000颗粒以上。
在薄片内,需要测定多少颗粒才能代表全薄片的粒度分布,这在开始分析之前必须确定。测定的颗粒太少,不能代表薄片内的粒度分布;测定的颗粒太多,又会浪费时间,而且对精确度无所增益。根据砂岩样品的实验,分别测量100、200、300、400、500颗粒,绘制粒度累积频率曲线,从计数400颗粒起,粒度累积曲线的形状基本保持不变,因而可确定薄片内计数400~500颗粒是达到精度要求的最小计数。
薄片分析视直径换算成筛析直径时,还要考虑“杂基”的存在。薄片分析若不做杂基校正,往往无悬浮总体尾端,而是跳跃总体直接穿过3~4Φ的截点呈直线延伸,不出现转折,在平均值小于2Φ的中细砂岩、粉砂岩中经常出现这种情况,这是因为4~7Φ的颗粒细小,被测机会增多,或者全被归并到4.5Φ或5Φ的颗粒而造成细粒数增加,实质上是一种统计截尾效应(截尾点不同,其分布也不同)(图3-4)。
图3-4 截尾效应
杂基校正的方法是将显微镜调至6Φ后测定或估计出杂基含量。薄片杂基量由于切片效应和成岩后生作用,值一般偏高,取其2/3~1/2为校正值,假定为Δ,将各累积频率乘以(100—Δ),重新绘一曲线。对于弱固结岩石,可用同一标本既做筛析,又做薄片分析,通过实验求出校正系数(100—Δ)的数值。
6. 靶材晶粒测试有多种,常用的基本方式是什么
通常靶材为多晶结构,晶粒大小可由微米到毫米量级.晶粒越细小则晶界面积越大,对性能的影响也越大.对于同一种靶材,晶粒细小的靶的溅射速率比晶粒粗大的靶的溅射速率快;而晶粒尺寸相差较小(分布均匀)的靶溅射沉积的薄膜的厚度分布更均匀.据研究发现,若将钛靶的晶粒尺寸控制在100um以下,且晶粒大小的变化保持在20%以内,其溅射所得的薄膜的质量可得到大幅度的改善.
靶材晶粒大小测试三种基本方法
1、比较法:比较法不需计算晶粒、截矩.与标准系列评级图进行比较,用比较法评估晶粒度时一般存在一定的偏差(±0.5级).评估值的重现性与再现性通常为±1级.
2、面积法:面积法是计算已知面积内晶粒个数,利用单位面积晶粒数来确定晶粒度级别数.该方法的精确度中所计算晶粒度的函数,通过合理计数可实现±0.25级的精确度.面积法的测定结果是无偏差的,重现性小于±0. 5级.面积法的晶粒度关键在于晶粒界面明显划分晶粒的计数.
3、截点法:截点数是计算已知长度的试验线段(或网格)与晶粒界面相交截部分的截点数,利用单位长度截点数 来确定晶粒度级别数.截点法的精确度是计算的截点数或截距的函数,通过有效的统计结果可达到 ±0.25级的精确度.截点法的测量结果是无偏差的,重现性和再现性小于±0.5级.对同一精度水平,截点法由于不需要精确标计截点或截距数,因而较面积法测量快.
7. 汽车安全构件晶粒度要求
一、晶粒度概述
晶粒度表示晶粒尺寸大小的尺度。金属的晶粒大小对金属的许多性能有很大的影响。晶粒度的影响,实质是晶界面积大小的影响。晶粒越细小则晶界面积越大,对性能的影响也越大。对金属的常温力学性能来说,一般是晶粒越细小,则强度和硬度越高,同时塑性和韧性也越好。
二、测定平均晶粒度的基本方法
一般情况下测定平均晶粒度有三种基本方法:比较法、面积法、截点法。具体如下:
1、比较法:比较法不需要计算晶粒、截距。与标准系列评级图进行比较,用比较法评估晶粒度一般存在一定的偏差(±0.5级)。评估值的重现性与再现性通常为±1级。
2、面积法:面积法是计算已知面积内的晶粒个数,利用单位面积晶粒数来确定晶粒度级别数。该方法的精确度在于计算晶粒度的函数,通过合理计数可实现±0.25级的精确度。面积法的测定结果是无偏差的,重现性小于±0.5级。面积法的晶粒度关键在于晶粒界面明显划分晶粒的计数
3、截点法:截点数是计算已知长度的试验线段(或网格)与晶粒界面相交截部分的截点数,利用单位长度截点数来确定晶粒度级别数。截点法的精确度在于计算截点数和截距的函数,通过有效的统计结果可达到±0.25级的精确度。截点法的测量结果是无偏差的,重现性和再现性小于±0.5级。对于同一精度水平,截点法由于不需要精确标记截点和截距数,因而较面积法测量快。
望采纳
8. 做金属材料的检测,采用金相分析的截点法进行晶粒度评级时,有哪些注意事项
针对不同的工序检测项目不同:
原材料入厂检验:低倍组织、脱碳层深度、非金属夹杂物
退火(球化)工序:脱碳层深度、球化体评级
冷镦工序:头部金属流线,头下圆角表面缺陷
搓丝工序:螺纹表面缺陷
热处理(调质)工序:显微组织、索氏体评级、晶粒度、螺纹脱碳、増碳试验
表面处理工序:镀层厚度、镀层重量