2. Методы определения величины зерна

2.1. Зерна металлов - это отдельные кристаллы поликристаллического конгломерата, разделенные между собой смежными поверхностями, называемыми границами зерен. Зерна могут быть равноосными и неравноосными. При наличии двойников зернами считают кристаллы вместе с двойниками.

2.2. Величина зерна - средняя величина случайных сечений зерен в плоскости металлографического шлифа - определяется методами:

визуального сравнения видимых под микроскопом зерен с эталонами шкал, приведенных приложении 2 ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна, с определением номера зерна;

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

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

измерения длин хорд под микроскопом или с использованием микрофотографий с определением относительной доли зерен определенного размера;

ультразвуковым.

Указанные методы применяют для оценки величины зерна, имеющего форму, близкую к равноосной.

Метод подсчета пересечений границ зерен применяется для оценки величины зерна удлиненной формы.

В случае определения величины зерна в разнозернистой структуре средние размеры (диаметр, площадь зерна) не являются характеристиками оценки структуры.

2.3. Метод определения величины зерна сравнением с эталонными шкалами

2.3.1. Величину зерна методом сравнения определяют при увеличении 100x. Допускается применение увеличения 90-105x .

После просмотра всей площади шлифа выбирают несколько типичных мест и сравнивают с эталонами, приведенными в шкалах приложения 2 ГОСТ 5639-82 . Сравнение можно проводить, наблюдая изображение в окуляре микроскопа, на матовом стекле или фотоснимке.

2.3.2. Шкалы 1-3 представлены десятью эталонами в виде схематизированной сетки, ограничивающей размеры зерен. Эталоны приведены в виде круга диаметром 79,8 мм, что соответствует площади 5000 мм или натуральной площади на шлифе 0,5 мм.

Эталоны составлены так, что при увеличении 100 номера зерен G соответствуют числовым показателям величины зерна по уравнению = 8 х 2 , где - количество зерен на 1 мм площади шлифа.

2.3.3. Средние численные значения площади зерна, числа зерен в 1 мм , диаметра и условного диаметра, а также числа зерен на площади в 1 мм , соответствующие эталонам шкалы G (-3) - 14, приведены в табл. 1.

Таблица 1

Номер зерна G	Средняя площадь сечения зерна, ,	Число зерен на площади 1 мм			Среднее число зерен в 1 мм	Средний диаметр зерна , мм	Средний условный диаметр зерна ,
	мм	минимальное	среднее	максимальное			мм
-3	1	0,75	1	1,5	1	1,0	0,875
-2	0,5	1,5	2	3	2,8	0,707	0,650
-1	0,25	3	4	6	8	0,5	0,444
0	0,125	6	8	12	22,6	0,353	0,313
1	0,0625	12	16	24	64	0,250	0,222
2	0,0312	24	32	48	181	0,177	0,157
3	0,0156	48	64	96	512	0,125	0,111
4	0,00781	96	128	192	1448	0,088	0,0783
5	0 00390	192	256	384	4096	0,062	0,0553
6	0,00195	384	512	768	11585	0,044	0,0391
7	0,00098	768	1024	1536	32768	0,031	0,0267
8	0,00049	1536	2048	3072	92682	0,022	0,0196
9	0,000244	3072	4096	6144	262144	0,015	0,0138
10	0,000122	6144	8192	12288	741485	0,011	0,0099
11	0,000061	12288	16384	24576	2097152	0,0079	0,0069
12	0,000030	24576	32768	49152	5931008	0,0056	0,0049
13	0,000015	49152	65536	98304	16777216	0,0039	0,0032
14	0,000008	98304	131072	96608	47449064	0,0027	0,0027

2.3.4. Шкалы 1 и 2 используют для оценки величины зерна во всех сталях и сплавах, шкалу 3 - для аустенитных, в которых после травления выявились двойники.

2.3.5. Если размер зерна в образце выходит за пределы эталонов шкал с номерами 1-10, пользуются другими увеличениями. Для перевода номера эталона при увеличении 100x пользуются табл. 2 или дополнительными шкалами 1, 2.

Таблица 2

Увели- чение	Номера зерен при 100
	-3	-2	-1	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
25	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	-	-	-	-	-	-	-	-
50	-	-	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	-	-	-	-	-	-
200	-	-	-	-	-	-	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	-	-
400	-	-	-	-	-	-	-	-	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
800	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1	2	3	4	5	6	7	8

Если при оценке величины зерна применяют увеличение, отличающееся от указанных в табл. 2 и дополнительных шкалах 1, 2, то следует пользоваться графиком, приведенным на чертеже, позволяющим определить значение поправочного коэффициента для пересчета увеличения микроскопа на увеличение 100

.

Номер зерна находят по формуле

,

где  - номер зерна при увеличении микроскопа .

2.3.6. За однородную структуру принимают структуру, соответствующую одному из эталонов шкалы. Такая структура оценивается одним номером.

Разнозернистой структурой считают структуру, в которой имеются зерна, отличающиеся от основного (преобладающего) номера, соответствующего определенному эталону шкалы, более чем на 1 номер и занимающую на шлифе площадь более 10%. Такая структура оценивается двумя или более номерами, которые записываются в порядке уменьшения занимаемых ими площадей, например: , .

При необходимости указывают относительную площадь в процентах, занимаемую зернами каждого из этих номеров, например: (65%), (35%).

2.3.7. Расхождение оценок величины зерна методом сравнения должно быть не более одного номера.