ICS77.040.99Determinationoftheaveragegrainsizeofcastaluminiumsiliconalloys1 II 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14取樣與試樣制備 25測(cè)定方法 3 47精度與偏差 5附錄A（資料性）鑄造鋁硅系合金晶粒度標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖 6參考文獻(xiàn) 9圖A.1鑄造鋁硅系合金晶粒度標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖 8表1本文件采用的字母符號(hào)匯總表 2表2鑄造鋁硅系合金晶粒度分級(jí)說明 4T/CFA0106024—2021本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì)提出。本文件由中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)歸口。本文件起草單位：山東呂美熔體技術(shù)有限公司、山東大學(xué)、山東邁奧晶新材料有限公司、深圳鑫申新材料科技有限公司、威海萬豐鎂業(yè)科技發(fā)展有限公司、廣州致遠(yuǎn)新材料科技有限公司、中國(guó)重型汽車集團(tuán)有限公司。本文件主要起草人：劉相法、武玉英、韓夢(mèng)霞、孫謙謙、劉桂亮、高通、賈玉波、朱訓(xùn)明、劉旦、張逸智、陳蘇堅(jiān)、楊磊。1T/CFA0106024—2021鑄造鋁硅系合金平均晶粒度測(cè)定方法本文件規(guī)定了用于鑄造鋁硅系合金平均晶粒度測(cè)定的取樣與試樣制備，測(cè)定方法，晶粒度報(bào)告，精度與偏差。本文件適用于采用重力鑄造、壓鑄、低壓鑄造、擠壓鑄造、半連續(xù)鑄造等工藝生產(chǎn)的鋁硅系合金鑄件或鑄錠（棒）的平均晶粒度測(cè)定，不適用于三維晶粒（即立體晶粒尺寸）的測(cè)定。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T6394金屬平均晶粒度測(cè)定方法GB/T13298金屬顯微組織檢驗(yàn)方法GB/T24177雙重晶粒度表征與測(cè)定方法GB/T30067金相學(xué)術(shù)語YB/T4290金相檢測(cè)面上最大晶粒尺寸級(jí)別（ALA晶粒度）測(cè)定方法3術(shù)語和定義GB/T30067、GB/T6394及YB/T4290界定的以下術(shù)語和定義適用于本文件。3.1晶界grainboundary不同晶粒之間的界面。[來源：GB/T30067，2.2.148及GB/T56394，3.1，有修改]3.2晶粒grain晶界所包圍的整個(gè)區(qū)域。[來源：GB/T6394，3.2，有修改]3.3晶粒度grainsize晶粒尺寸的度量。[來源：GB/T6394，3.3，有修改]3.4ALA晶粒ALA(aslargeas)grainT/CFA0106024—20212在隨機(jī)分散分布的孤立粗大晶粒中觀測(cè)到的最大晶粒。這些粗晶晶粒所占面積分?jǐn)?shù)不大于試樣檢測(cè)面面積的5%。試樣檢測(cè)面上這些粗大晶粒與基體晶粒的晶粒度等級(jí)差不小于3級(jí)。[來源：YB/T4290，3.1]3.5鑄造鋁硅系合金castaluminiumsiliconalloys以硅為主要合金元素的鑄造鋁合金。3.6截線長(zhǎng)度（l）interceptlength測(cè)量線段通過晶粒時(shí)，與晶界相交的兩個(gè)交點(diǎn)之間的距離。[來源：GB/T6394-2017，3.8]3.7字母符號(hào)本文件采用的字母符號(hào)匯總見表1。表1本文件采用的字母符號(hào)匯總表GAMN放大M倍時(shí)，測(cè)量網(wǎng)格內(nèi)的晶粒數(shù)N內(nèi)N外NA實(shí)際檢測(cè)面上（1倍）的每平方毫米內(nèi)晶粒數(shù)LNLPLNi放大M倍時(shí)，測(cè)量試驗(yàn)線上的截線數(shù)Pi放大M倍時(shí)，測(cè)量試驗(yàn)線與晶界相交的截點(diǎn)數(shù)l4取樣與試樣制備4.1測(cè)定晶粒度用試樣應(yīng)在交貨狀態(tài)鑄件或鑄錠（棒）上切取，取樣部位與數(shù)量按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或計(jì)數(shù)條件規(guī)定。如果產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或計(jì)數(shù)條件未規(guī)定，則應(yīng)在鋁硅合金鑄件本體半徑或邊長(zhǎng)1/2處截取。推薦微觀試樣的截面尺寸為：圓形Φ10mm~Φ12mm；正方形10mm×10mm。若采用比較法，試樣的截面尺寸還可為：圓形Φ80mm~Φ600mm。4.2試樣的制備參照GB/T13298規(guī)定進(jìn)行，試樣經(jīng)金相砂紙粗磨、細(xì)磨后進(jìn)行機(jī)械拋光，然后進(jìn)行浸蝕使晶界顯示出來，必要時(shí)可進(jìn)行電解拋光。對(duì)于Φ80mm~Φ600mm的圓形樣品，推薦使用車床對(duì)檢測(cè)表面進(jìn)行機(jī)械加工，然后浸蝕使晶界顯示出來。T/CFA0106024—202134.3為保證試樣切取和制備過程中晶粒結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變，切取及制備試樣時(shí)，不應(yīng)使用改變晶粒結(jié)構(gòu)的切取試樣方法，且應(yīng)避開因剪切或加熱影響的區(qū)域。5測(cè)定方法5.1比較法5.1.1比較法是通過與標(biāo)準(zhǔn)系列評(píng)級(jí)圖對(duì)比來評(píng)定晶粒度等級(jí)。當(dāng)晶粒形貌與標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖的形貌類似時(shí)，評(píng)級(jí)誤差最小。5.1.2用數(shù)碼顯微鏡評(píng)定鑄造鋁硅系合金的晶粒度。觀測(cè)者應(yīng)正確判斷需要選擇使用的放大倍數(shù)、合適的檢驗(yàn)面的尺寸（晶粒數(shù)）、試樣代表性截面的數(shù)量與位置和測(cè)定特征或平均晶粒度用的視場(chǎng)，不能憑視覺選擇出似乎是平均晶粒度的區(qū)域評(píng)定。5.1.3用數(shù)碼顯微鏡檢驗(yàn)時(shí)，首先通觀整個(gè)檢測(cè)平面，晶粒度的評(píng)定應(yīng)在試樣截面上隨機(jī)選取三個(gè)或三個(gè)以上具有代表性的視場(chǎng)測(cè)量平均晶粒度，然后按照大多數(shù)視場(chǎng)對(duì)應(yīng)級(jí)別圖進(jìn)行評(píng)定。5.1.4若試樣中發(fā)現(xiàn)晶粒不均勻現(xiàn)象，經(jīng)全面觀察后，如屬偶然或個(gè)別現(xiàn)象，可不予計(jì)算。如屬較為普遍現(xiàn)象，則應(yīng)計(jì)算出不同級(jí)別晶粒在視場(chǎng)中各占面積百分比。若占優(yōu)勢(shì)晶粒所占的面積不少于視場(chǎng)面積的90%，則只記錄此種晶粒的級(jí)別數(shù)，否則，應(yīng)用不同級(jí)別數(shù)來表示該試樣的晶粒度，其中第一個(gè)級(jí)別數(shù)代表占優(yōu)勢(shì)的晶粒的級(jí)別。如出現(xiàn)雙重晶粒度，按GB/T24177評(píng)定，出現(xiàn)個(gè)別粗大晶?？砂凑誝B/T4290評(píng)定。5.1.5使用比較法時(shí)，如需復(fù)驗(yàn)，可改變放大倍數(shù)。5.1.6鑄造鋁硅系合金晶粒度級(jí)別G分為七級(jí)，分級(jí)說明見表2。標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖見附錄A。5.2面積法5.2.1面積法是通過計(jì)算給定面積網(wǎng)格內(nèi)的晶粒數(shù)來測(cè)定晶粒度。5.2.2晶粒數(shù)N的計(jì)算是將面積為A（mm2）的圓形測(cè)量網(wǎng)格置于晶粒圖形上，選擇一個(gè)至少能截獲50個(gè)晶粒的放大倍數(shù)M，然后計(jì)算完全落在測(cè)量網(wǎng)格內(nèi)的晶粒數(shù)N內(nèi)和被圓圈所切割的晶粒數(shù)N交。則該面積范圍內(nèi)的晶粒數(shù)N為N=N內(nèi)＋0.5·N交－1(1)5.2.3如果測(cè)量圓內(nèi)的晶粒數(shù)N降至50以下，則使用面積法評(píng)估出的晶粒度會(huì)有偏差，分散性較大。應(yīng)選擇合適的放大倍數(shù)，且隨機(jī)選擇多個(gè)視場(chǎng)，使N大于或等于50；同時(shí)N應(yīng)小于100，否則計(jì)數(shù)時(shí)間會(huì)變得冗長(zhǎng)，增加計(jì)數(shù)誤差。5.2.4通過測(cè)量網(wǎng)格內(nèi)晶粒數(shù)N和觀察放大倍數(shù)M，可按式(2)計(jì)算出實(shí)際檢測(cè)面上（1倍）的單位面積內(nèi)晶粒數(shù)NA，NA與晶粒度級(jí)別G的對(duì)應(yīng)關(guān)系說明見表2。5.3截點(diǎn)法5.3.1截點(diǎn)法是通過給定長(zhǎng)度L的測(cè)量線段（mm）與晶粒邊界相交截?cái)?shù)來測(cè)定晶粒度。T/CFA0106024—202145.3.2對(duì)于非均勻等軸晶粒應(yīng)使用截點(diǎn)法。對(duì)于非等軸晶粒，截點(diǎn)法既可用于分別測(cè)定三個(gè)相互垂直方向的晶粒度，也可用于計(jì)算總體平均晶粒度。5.3.3截點(diǎn)法分直線截點(diǎn)法和圓截點(diǎn)法，推薦使用圓截點(diǎn)法。5.3.4對(duì)于每個(gè)視場(chǎng)的計(jì)數(shù)，按式(3)或式(4)計(jì)算單位長(zhǎng)度（mm）上的截線數(shù)NL或截點(diǎn)數(shù)PL：5.3.5對(duì)于每個(gè)視場(chǎng)，按照式(5)計(jì)算平均截線長(zhǎng)度，l-與晶粒度級(jí)別G的對(duì)應(yīng)關(guān)系說明見表2。5.4鑄造鋁硅系合金晶粒度分級(jí)說明鑄造鋁硅系合金晶粒度分級(jí)說明見表2。表2鑄造鋁硅系合金晶粒度分級(jí)說明個(gè)/cm2（NAO）-123465676晶粒度報(bào)告6.1晶粒度的數(shù)值表示6.1.1通常以平均截距及晶粒度級(jí)別數(shù)G等量來表示。6.1.2晶粒度的各種數(shù)值表示均由初測(cè)量值NA和PL通過對(duì)數(shù)或倒數(shù)關(guān)系而算出。如取樣數(shù)量少，可取該組數(shù)值的中位數(shù)表示試樣的晶粒度。如取樣數(shù)量多，其測(cè)量值服從正態(tài)分布，可先求出NA、NL和PL平均值后，再計(jì)算出相對(duì)誤差和平均晶粒度級(jí)別。6.1.3對(duì)于比較法，只報(bào)出晶粒度級(jí)別數(shù)G。6.1.4對(duì)于截點(diǎn)法和面積法，列出被測(cè)量視場(chǎng)的數(shù)量、放大倍數(shù)及視場(chǎng)面積、計(jì)數(shù)晶粒的數(shù)目或計(jì)數(shù)截線及截點(diǎn)數(shù)目，報(bào)告出平均測(cè)量值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對(duì)誤差和晶粒度級(jí)別數(shù)。6.1.5對(duì)非等軸晶組織，列出評(píng)定方法、檢驗(yàn)面、檢測(cè)取向（如有測(cè)量）、每一個(gè)檢測(cè)面或取向上估算的晶粒度、測(cè)量面總平均值，計(jì)算或者評(píng)估的晶粒度級(jí)別數(shù)。6.1.6對(duì)于雙重晶粒度時(shí)，按GB/T24177報(bào)告兩類有代表性的晶粒度級(jí)別評(píng)定，對(duì)于ALA晶粒度，按YB/T4290評(píng)定。T/CFA0106024—202156.2報(bào)告內(nèi)容鑄造鋁硅系合金的晶粒度檢驗(yàn)報(bào)告應(yīng)至少包括：（1）執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號(hào)；（2）鋁硅合金鑄件或鑄錠（棒）的牌號(hào)和爐號(hào)；（3）鑄件或鑄錠（棒）規(guī)格和尺寸；（4）試樣的熱處理方法；（5）晶粒度顯示方法；（6）晶粒度測(cè)定方法；（7）晶粒度的數(shù)值（見6.1.3~6.1.6規(guī)定報(bào)告相關(guān)內(nèi)容)；（8）檢驗(yàn)報(bào)告編號(hào)和日期；（9）檢驗(yàn)者姓名。7精度與偏差7.1晶粒度測(cè)量精度及偏差取決于試樣的代表性及選擇測(cè)量的拋光面。如果晶粒度在鑄件或鑄錠（棒）內(nèi)有變化，試樣及視場(chǎng)的選擇應(yīng)考慮到這種變化。7.2鑄件或鑄錠（棒）晶粒度測(cè)量的相對(duì)精度隨著從鑄件或鑄錠（棒）中取樣數(shù)量的增加而提高。每個(gè)試樣晶粒度測(cè)量的相對(duì)精度隨著抽取的視場(chǎng)數(shù)、晶粒數(shù)或截線及截點(diǎn)計(jì)數(shù)的增加而提高。7.3如果試樣制備不適當(dāng)，將會(huì)產(chǎn)生測(cè)量偏差。為了提高測(cè)量精度，應(yīng)真實(shí)地顯示出晶界。如果未清晰顯示的晶界數(shù)量增多，會(huì)導(dǎo)致偏差增大，精度降低。7.4使用錯(cuò)誤放大倍數(shù)來觀測(cè)晶粒組織也會(huì)產(chǎn)生偏差。7.5使用比較法時(shí)，為了獲得最佳的精度，應(yīng)選取與晶粒特征及腐蝕方法一致的評(píng)級(jí)系列圖譜。7.6晶粒度測(cè)量的相對(duì)誤差隨晶?；蚪鼐€的計(jì)數(shù)增多而變小。在計(jì)數(shù)相同時(shí)，截點(diǎn)法測(cè)量晶粒度的相對(duì)精度比面積法高。T/CFA0106024—20216鑄造鋁硅系合金晶粒度標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖鑄造鋁硅系合金晶粒度標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖見圖A.1。T/CFA0106024—202174級(jí)5級(jí)T/CFA0106024—20218圖A.1鑄造鋁硅系合金晶粒度標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖T/CFA0106024—20219參考文獻(xiàn)[1]ASTMB85/B85m—2018,Standar