Лента новостей RSSRSS КалькуляторыКалькуляторы Вопросы экспертуВопросы эксперту Перейти в видео разделВидео

ГОСТ 5639-82

Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна

Заменяет ГОСТ 5639-65

Предлагаем прочесть документ: Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. Если у Вас есть информация, что документ «ГОСТ 5639-82» не является актуальным, просим написать об этом в редакцию сайта.

Скрыть дополнительную информацию

Дата введения: 01.01.1983
26.08.1982 Утвержден Госстандарт СССР
Издан ИПК Издательство стандартов
Издан Издательство стандартов
Издан Издательство стандартов
Издан Издательство стандартов
Разработан Министерство черной металлургии СССР
Статус документа на 2016: Актуальный

Страница 1

Страница 2

Страница 3

Страница 4

Страница 5

Страница 6

Страница 7

Страница 8

Страница 9

Страница 10

Страница 11

Страница 12

Страница 13

Страница 14

Страница 15

Страница 16

Страница 17

Страница 18

Страница 19

Страница 20

Страница 21

государственный стандарт

СОЮЗА ССР

КОИ т pnj' ЬН Ы k



СТАЛИ И СПЛАВЫ

МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ

ЗЕРНА

ГОСТ 5639-82

Издание официальное

ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва

УДК 669.01.539.215.2:006.354    Группа    В09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СТАЛИ И СПЛАВЫ

Методы выявления и определения Величины зерна    ГОСТ

Steels and alloys. Methods for detection    ** ^

and determination of grain size

ОКСТУ 0909_

Дата введения 01.01.83

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 нормативнотехнической документацией на стали и сплавы.

1, ОТБОР ОБРАЗЦОВ

1.1.    Место отбора и количество образцов для определения величины зерна устанавливаются нормативно-технической документацией на стали и сплавы.

1.1.1.    При отсутствии указаний отбор образцов для определения действительного зерна проводят произвольно; для определения склонности зерна к росту и кинетики роста отбор образцов проводят в месте отбора для механических испытаний.

1.1.2.    При отсутствии указаний в нормативно-технической до-кументаци испытания проводят на одном образце.

1.2.    Площадь сечения шлифа на образце должна быть не менее 1 см2.

Для металлопродукции толщиной менее 8 мм допускается изготовление шлифов площадью менее 1 см2.

Для определения склонности зерна к росту и кинетики роста зерна допускается отбор образцов от кованой ковшевой пробы при условии сопоставимости результатов испытаний с результатами готовой металлопродукции.

2. МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ ГРАНИН ЗЕРЕН

2.1.    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.

2.1.1.    Метод травления

2.1.1.1.    Метод травления применяют для выявления границ действительного зерна, а также границ зерен аустенита в углеро дистых и легированных сталях, закаливающихся на мартенсит или бейнит, и сталях, в которых затруднено получение ферритной или цементитной сетки.

2.1.1.2.    Выявление границ действительного зерна проводят на образцах без дополнительной термической обработки.

2.1.1.3.    Для выявления границ зерен аустенита температуру нагрева, время выдержки и скорость охлаждения устанавливают нормативно-технической документацией на стали и сплавы.

Если температура нагрева и время выдержки не оговорены нормативнотехнической Документацией, то для низкоуглеродистых сталей температура должна быть (93 0± 10) °С.

Для других сталей температура нагрева должна быть равна или на 20—30 °С выше температуры закалки, установленной нормативнотехнической документацией.

Время выдержки должно быть не менее 1 ч и не более 3 ч.

Для более четкого выявления границ действительного и аусте-нитного зерна образцы подвергают отпуску: углеродистые и низколегированные стали

— при 225—250 °С, легированные стали и сплавы — при 500 ° С и выше в зависимости от химического состава.

2.1.1.4. С поверхности образца удаляют обезуглероженный слой, изготовляют микрошлиф и травят в реактивах, приведенных в приложении

1, или других, позволяющих четко выявить границы зерен.

Универсальный реактив для травления сталей — свежеприготовленный насыщенный при комнатной температуре водный раствор пикриновой кислоты с добавлением 1—10% поверхностно-активных веществ (ПАВ) типа Синтонол или моющих веществ — «Прогресс», «Астра», шампунь «Лада» или других алкилсульфо-натных соединений.

Для более четкого выявления границ зерен следует проводить перёполировки с последующим травлением и подогревом реактива до 50— 70°С.

2.1.2. Метод цементации

2.1.2.1.    Метод цементации применяют для выявления зерен аустенита в сталях, предназначенных для цементации, и для угле родистых нецементируемых сталей с массовой долей углерода до 0,25%.

Границы зерен выявляются в цементированном слое в виде сетки вторичного цементита.

2.1.2.2.    Образцы без следов окисления и обезуглероживания нагревают при температуре (930±Ю)°С в плотно закрытом ящи ке, наполненном свежим карбюризатором одного из составов:

60% древесного угля, 40% углекислого бария; 70% древесного угля, 30 % углекислого натрия;

100 % готового бондюжинского карбюризатора;

100 % полукоксового карбюризатора по ГОСТ 5535-76.

Размер ящика выбирают в зависимости от количества образцов, расстояние между которыми в ящике должно быть не менее 20 мм.

Объем карбюризатора должен быть в 30 раз больше объема образцов.

Время выдержки после прогрева ящика 8 ч.

Образцы после цементации охлаждают вместе с ящиком до 600 °С с различной скоростью: углеродистую сталь не более 150 °С в час, легированную — не более 50 °С в час. Скорость охлаждения образцов ниже 600 °С в час не регламентируется.

2.1.2.3.    Образцы после цементации разрезают пополам или с одной стороны удаляют поверхностный слой на глубину 2—3 мм

и изготовляют микрошлифы.

Для выявления сетки цементита шлифы рекомендуется травить в одном из реактивов:

3—5 %-ный раствор азотной кислоты в этиловом спирте;

5%-ный раствор пикриновой кислоты в этиловом спирте;

раствор пикрата натрия, состоящий из 2 г пикриновой кислоты, 25 F едкого натрия (каустической соды) и 100 см3 воды (травление электролитическое, напряжение на зажимах ванны —    6—    10    В,

продолжительность травления — несколько секунд);

кипящий раствор пикрата натрия (травление химическое, время травления 10—20 мин).

2.1.3. Метод о к и с л е н и я

2.1.3.1.    Метод окисления применяют для конструкционных и инструментальных (углеродистых и легированных) сталей.

Границы зерен аустенита выявляются по сетке окислов.

2.1.3.2.    Образцы с полированной поверхностью подвергают на греву до определенной температуры и выдерживают в течение времени согласно п. 2.1.1.3. Нагрев проводят в вакууме или в за щитной атмосфере.

Для окисления шлифов после выдержки, не снижая температуры, в печь подают воздух в течение 30—60 с.

Допускается применять для защиты от окисления в процессе нагрева шлифов стружку из серого чугуна, древесно-угольный порошок, водный раствор тетраборнокислого натрия и др. при условии получения результатов по величине зерна, соответствующих полученным при методе травления.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.1.3.3.    После охлаждения в воде и полировки образца травят в одном из реактивов состава:

15 см3 соляной кислоты, 75 см3 этилового спирта; 1 г пикриновой кислоты, 5 см3 соляной кислоты, 100 см3 этилового спирта; 5 см3 метанитробензолсульфокислоты, 10 см3 этилового спирта.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.1.3.4.    Перед охлаждением в воде шлиф допускается обрабо тать в расплавленном водном растворе тетраборнокислого натрия (нагретом до температуры аустенизации) в течение 30—40 с. Гра ницы зерен после обработки в водном растворе тетраборнокислого натрия выявляются без дополнительного травления.

2.1.4.    Метод сетки феррита или цементита

2.1.4.1.    Метод сетки феррита или цементита применяют для выявления границ зерен в доэвтектоидных (с массовой долей уг лерода до 0,6 °/о) и заэвтектоидных сталях соответственно.

2.1.4.2.    Образцы с любым состоянием поверхности подвергают нагреву до определенной температуры и времени согласно п. 2.1.1.3.

2 Зак. 837

Для образования ферритной или цементитной сетки по границам зерен образцы охлаждают до температуры 650°С с различной скоростью в зависимости от марки стали.

Для углеродистых сталей с массовой долей углерода 0,5—0,6% скорость охлаждения 50—100 °С в час, для легированных и углеродистых заэвтектоидных — 20—30 ° С в час, для сталей с массовой долей углерода 0,25—0,5 % — охлаждение на воздухе.

2.1.4.3. После термической обработки образец разрезают пополам или шлифовкой удаляют поверхностный слой (обезуглеро-женный), полируют и травят. Зерно аустенита по сетке феррита выявляют травлением в 4%-ном растворе азотной кислоты в этиловом спирте, по сетке цементита — травлением в реактивах, указанных в п. 2.1.2.3.

2.1.5.    Метод сетки перлита (троостита)

2.1.5.1.    Метод выявления границ зерен по сетке перлита (тро остита) применяют для углеродистых и низколегированных ста лей, близких по составу к эвтектоидным. Границы зерен выявля ются темнотравящейся сеткой перлита в переходной зоне образца.

2.1.5.2.    Образцы с любым состоянием поверхности подвергают нагреву при определенной температуре и времени выдержки со гласно п. 2.1.1.3.

Для образования сетки перлита образцы охлаждают погружением в воду половины образца; вторая половина охлаждается на воздухе.

2.1    5.3. После термической обработки плоскость образца, пер

пендикулярную переходной зоне на высоте уровня воды, шлифуют до удаления обезуглероженного слоя, полируют и травят в реактивах (3—5 %-ном растворе азотной кислоты в этиловом спирте или 5 %-ном растворе пикриновой кислоты в этиловом спирте)

2.1.6.    Метод вакуумного термического травле ния

2.1.6.1.    Метод термического травления в вакууме с использо ванием высокотемпературных микроскопов рекомендуется для оп ределения кинетики роста аустенитного зерна.

Метод основан на избирательном испарении металла по границам зерен при высоких температурах.

2.1.6.2.    Образцы определенной формы и размеров (в зависимо сти от типа установки) с полированной поверхностью помещают' в высокотемпературную камеру, создают вакуум 0,0133—

0,00133 Па (10 4—10" мм рт. ст.) и нагревают до определенной, температуры.

Для подавления испарения металла с поверхности шлифа при высоких температурах (выше 900 °С) в камеру подают инертный

газ (аргон, при избыточном давлении 0,03—0,05 МПа (0,3— 0,5 атм.), предварительно очищенный от кислорода и влаги.

При определении зерна аустенита в сталях с повышенным содержанием легкоокисляющихся элементов (А1, Сг и др.) рекомендуется использовать защитные экраны — геттеры из металлов, обладающих большим средством к кислороду (Та, Ti, Cd, Zr и др.).

2.1.6.3.    Время выдержки должно быть не менее 20 мин, темпе ратура нагрева — не ниже 800 °С.

2.1.6.4.    Оценка величины зерна проводится под микроскопом или на микрофотографиях.

3. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ЗЕРНА

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

3.2.    Величина зерна — средняя величина случайных сечений зерен в плоскости металлографического шлифа — определяется методами:

визуального сравнения видимых под микроскопом зерен с эталонами шкал, приведенных в обязательном приложении 2, 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 мм3 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 ведичины зерна в разНозернистой структуре средние размеры (диаметр, площадь зерна) не являются характеристиками оценки структуры.

3.3. Метод определения величины зерна срав нением с эталонными шкалами

3.3.1.    Величину зерна методом сравнения определяют при уве личении 100х. Допускается применение увеличения 90—105х.

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

3.3.2. Шкалы 1—3 представлены десятью эталонами в виде схематизированной сетки, ограничивающей размеры зерен. Эта лоны приведены в виде круга диаметром 79,8 мм, что соответст вует площади 5000 мм2 или натуральной площади на шлифе

0,5 мм2.

Эталоны составлены так, что при увеличении 100х номера зерен G соответствуют числовым показателям величины зерна по уравнению m = 8x2°, где т — количество зерен на 1 мм2 площади шлифа.

3.3.3.    Средние численные значения площади зерна, числа зе рен в 1 мм3, диаметра и условного диаметра, а также числа зерен ка площади в 1 мм2, соответствующие эталонам шкалы G (—3)

— 14, приведены в табл. 1.

Таблица 1

Номер

аерна

а

Средняя площадь сечения зерна, а, тР

Число

зерен на площади 1 мм2 т

Среднее число зерен в 1 мм* ",

Среди в it диаметр зерна

dm-

мм

Средний условный диаметр зерна ,

мм1

мини

мальное

среднее

макси

мальное

—3

1

0,75

1

1,5

1

1.0

0,875

—2

0,6

1,5

2

3

Й,8

0,707

0,650

-1

0,25

3

4

6

8

0,5

0 444

0

0,125

6

S

12

22,6

0,353

0,313

I

0,0625

12

16

24

€4

0,250

0.222

2

0,0312

24

32

4S

Ш

0., 177

0,157

3

0.0166

48

64

96

512

0,125

0,111

4

0,00781

96

Ш

192

1448

0.088

0,0783

5

0.00390

192

256

384

4096

0,06,2

0,0553

6

0,00195

384

512

768

11585

0,044

0,0391

7

0.00098 •

768

1024

1536

32768

0,001

0,0267

8

0,00049

1536

2048

3072

92682

0,022

0,0196

9

0,000244

3072

4096

6144

232144

0,015

0 0138

10

0,000122

6144

8192

12283

7414^5

0,011

0,0090

• 11

0,000061

12288

16384

24576

2097152

0,0079

0,0069

12

0,000000

24576

32768

49152

5931008

0,0056

0,0049

13

0,000015

49152

65636

98304

16777216

0,0039

0.0032

14

0,000008

98304

131072

96606

47449364

0,0027

0,0027

3.3.4.    Шкалы 1 и 2 используют для оценки величины зерна во всех сталях и сплавах, шкалу 3 — для аустенитных, в которых по еле травления выявились двойники.

3.3.5.    Если размер зерна в образце выходит за пределы эта лонов шкал с номерами 1—10, пользуются другими увеличениями. Для перевода номера эталона при увеличении 100х пользуются табл. 2 или дополнительными шкалами 1; 2.

Таблица 2

Увели

Номера зерен при 100*

-

чение

-3

-2

—I

0

I

2

3

4

6

в

7

а

9

10

11

12

13

14

26х

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

_

__

_

_

.

.

_

__

50 х

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Ю

-

-

200х

1

2

3

4

5

G

7

8

9

10

-

401х

--

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

800 х

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 К для пересчета увеличения микроскопа g на увеличение 100х

*=6,641п -4- .

Номер зерна находят по формуле

G=M±K,

где М— номер зерна при увеличении микроскопа g.

3.3.6. 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, боле 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, на-пример: G6, G4.

При необходимости указывают относительную площадь в процентах, занимаемую зернами каждого из этих номеров, например:    G,,

(65%),G4(35%).

С 9 ГОСТ 5639-82

—    г    3    5    В    789100    2    3    b 567 8    -

Увеличение, д

3.3.7. Расхождение оценок величины зерна методом сравнения должно быть не более одного номера. 3.4. Метод подсчета зерен

3.4.1.    Метод заключается в определении количества зерен на единице поверхности шлифа (1 мм2) и расчете средней площади зерна и среднего диаметра зерен.

3.4.2.    Подсчет зерен проводят на матовом стекле камеры мик

роскопа или на микрофотографиях, в которых поле зрения огра ничивают одной из плоских фигур:    окружностью    диаметром

79,8 мм или квадратом со стороной 70,7 мм, или прямоугольником

с размерами сторон 65X77, 60X83, 55X91 или 50X100 мм, что соответствует 0,5 мм2 поверхности шлифа при увеличении 100х.

3.4.2.1. Подсчитывают число зерен, попавших внутрь выбранной фигуры (п\), и число зерен, пересеченных ее границами (пт) (см. приложение 3).

Общее количество зерен (пК1о) на площади 0,5 мм2 шлифа при увеличении 100х подсчитывают по формуле

nioo=n»+~52--Для круга;

ni»o=«j+ —у--1—для прямоугольника или квадрата.

Количество зерен т, приходящихся на 1 мм2 площади шлифа, определяют по формуле т = 2nVM.

3.4.2.2. При использовании другого увеличения, отличающегося от 100х, число зерен т, приходящихся на 1 мм2 поверхности шлифа, определяют по формуле

где п.,    —    общее количество зерен, находящихся внутри фигуры,

ограничивающей поле зрения на шлифе или фотографии при увеличении g.

Увеличение подбирают из расчета, чтобы на поверхности было не менее 50 зерен.

3.4.2.3.    Подсчет зерен проводят не менее чем в трех характер ных местах шлифа и по полученным результатам рассчитывают среднее арифметическое значение.

3.4.2.4.    Среднюю площадь сечения зерна (а) в мм2 определяют по формуле

*=4'.

т

3.4.2.5.    Средний диаметр зерна (d„) в мм определяют по формуле

У til

3.4.2.6.    Сравнением полученных значений т, а и с!„, со значе ниями соответствующих параметров в табл. 1 определяют номер величины зерна G.

Пример подсчета количества зерен на единицу поверхности шлифа приведен в приложении 3.

3.4.2.7.    Допускаемые расхождения результатов трех определе ний при подсчете количества зерен не должны превышать 50%.

3.5. Методы подсчета пересечений границ зерен

3.5.1.    Метод состоит в подсчете зерен, пересеченных отрезком прямой, и определении среднего условного диаметра — в случае равноосных зерен или количества зерен в 1 мм3 — в случае не равноосных зерен.

3.5.2.    Подсчет пересечений зерен в обоих случаях проводят на матовом стекле микроскопа «ли микрофотографиях, на которых проводят несколько отрезков произвольной длины (например, 80 или 100 мм при увеличении 100х, что соответствует длине 0,8 или

1 мм на шлифе). Длину отрезков выбирают с таким расчетом, чтобы каждый из них пересекал не менее 10 зерен, при этом увеличение подбирают так, чтобы на исследуемой поверхности было-не менее 50 зерен. Подсчитывают точки пересечений отрезков прямых линий с границами зерен. Зерна на концах прямой, не пересеченные ею целиком, принимают за одно зерно.

Определяют суммарную длину отрезков L, выраженную в миллиметрах натуральной величины на шлифе, и суммарное число пересеченных зерен N.

Измерения проводят не менее чем в пяти характерных местах шлифа.

Допускаемые расхождения результатов пяти определений при подсчете пересечений должны быть не более 50%.

3.5.3. Подсчет количества пересечений равноосных зерен проводят на двух взаимно перпендикулярных отрезках прямых, проведенных в каждом из пяти мест шлифа (см. приложение 4).

Средний условный диаметр зерна (dL) в мм вычисляют по формуле

где L — суммарная длина отрезков, мм;

N— общее число зерен, пересеченных отрезками длиной L.

3.5.4.    Число неравноосных зерен в 1 мм3 шлифа определяют на шлифах, изготовленных вдоль и поперек главной оси симметрии. В этом случае отрезки прямых проводят параллельно осям симметрии (см. приложение 4).

Среднее число неравноосных зерен (Nv) в 1 мм3 объема шлифа вычисляют по формуле

N.=0,7NX-N,-Na,

где 0,7 — коэффициент, учитывающий неравноосность зерен; Nx — количество пересечений границ зерен на 1 мм длины в

продольном направлении (вдоль оси вытянутых зерен); Nv — количество пересечений границ зерен на 1 мм длины в

поперечном направлении; N. — количество пересечений границ зерен на 1 мм длины в

перпендикулярном направлении.

3.5.5.    Метод подсчета пересечений границ зерен в быстрорежущей стали (метод Снейдер-Графа) состоит в подсчете пересечений зерен и определении среднего их числа на отрезке 63,5 мм при увеличении 500х и на отрезке 127 мм при увеличении 1000х

Определение величины зерен обычно проводят на закаленных образцах не менее чем в 5 местах шлифа.

Результатом определения является среднее количество пересеченных зерен.

Зависимость между средним числом пересеченных зерен на отрезке 63,5 мм при увеличении 500х или на отрезке 127 мм при увеличении 1000х, соответствующим номером зерна по шкале и условной классификацией величины зерна, приведена в табл. 3.

Таблица 3

среднее число пересеченных зерен

Номер зерна

Величина зерна

15 и выше

11—13 и выше

Очень мелкие

12-15

10

Мелкие

9—11

9

Средние

1—8

8—3

Крупные

3.6. Метод измерения длин хорд

3.6.1.    Метод основан на замере линейных размеров отрезков— хорд, отсекаемых в зернах прямыми линиями, и применяется для определения величины зерна в разнозернистой структуре.

3.6.2.    Замер длин хорд проводят:

непосредственно под микроскопом при помощи окуляра с линейкой (метод подвижного шлифа) по одной или нескольким линиям в произвольном направлении на шлифе;

на микрофотографии, при этом соблюдают условия п. 3.5.2.

Замер проводят не менее чем в пяти наиболее типичных полях зрения, при этом в каждом поле зрения проводят не менее трех прямых в произвольном направлении.

Общее количество измерений зависит от однородности величины зерна, требуемой точности и достоверности результатов.

Так, например, при принятой достоверности 90 % и ошибке 10 % общее количество пересеченных зерен должно быть не менее 250, при достоверности 90 % и ошибке 5 % — не менее 1000.

3.6.3.    Значения длин хорд относят к определенной размерной группе. Рекомендуется величину линейных размеров в группах представлять в виде геометрического ряда с коэффициентом 1,45.

В этом случае размерные группы соответствуют размерам зерен

— номерам (G) по среднему условному диаметру.

Подсчитывают количество длин хорд каждого размера по всем линиям.

Определяют относительную долю зерен в процентах с опреде ленной длиной хорды по формуле

где I — длина хорды, мм;

п — количество зерен с длиной хорды /;

2/, Л/ —общая длина хорд, мм.

^ll-nl=ll-nl-^-lJnt-\-l3n3... .

В соответствии с законами математической статистики могут быть также подсчитаны следующее параметры: средний условный диаметр (средний размер хорды I), среднеквадратическое отклонение от среднего (S), коэффициент вариации (6) и др. При этом средний условный диаметр не является характеристикой разнозернистой структуры (см. п. 3.3.6).

Пример определения величины зерна в разнозернистой структуре приведен в приложении 5.

3.7.    Для определения величины зерна готовых изделий приме няется ультразвуковой метод. Сущность метода, способ подготов ки эталонных образцов, оборудование и методика контроля при ведены в приложении 6.

3.8.    Результаты выявления и определения величины зерна за писывают в протокол, форма которого приведена в приложении 7.

ГОСТ 5639-82 С. 14

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Рекомендуемое

Реактивы для выявления границ зерен в сталях и сплавах методом травления

Область применения

Состав реактива

Способ травления

Насыщенный при комнатной температуре раствор пикриновой квелоты с добавками 1—5 % поверхностно-активных веществ типа «синтонол», шампунь «Лада» и ДР

100 см3 насыщенного водного раствора пикриновой кислоты,' 6 капель соляной кислоты (конц.) влн 3 капли азотнвй кислоты (конц.) 2 см3 ПАВ (раствор отфильтровать)

100 см5 насыщенного водного раствора пикриновой кислоты, 0,6 г хлористой меди, 0,1 % ПАВ 100 ом5 насыщенного водного раствора пикриновой кислоты, 1,6 г хлористой меди, 0,5 %ПАВ

1—5    см5 азотной кислоты, до 100 см* этилового спирта

2—5    г пикриновой кислоты, 100 см* этилового спирта

5 г пикриновой кислоты, 100 см3 этилового спирта, 0,5 % ПАВ 2 г пикриновой кислоты, 2— —4 см3 азотной кислоты,    до

100 см3 этилового спирта 0.005—0,01 % поваренной соли, 5—в % сиитола, 2—4 % сульфо-аиндопаряфина, остальное—насы шейный водный раствор пикриновой кислоты

10—15 см3 азотной кислоты, до 100 см3 этилового спирта

20 см5 соляной кислоты, 1 г хлористой меди, 65 см3 этилового спирта, 15 см3 дистиллированной воды

Универсальный

У ниверсальны й

Универсальный

Универсальный

Углеродистые стали Углеродистые стали Углеродистые стали Углеродистые стали

Низко-, средне- и высокоуглеродистые стали

Высоколегированные, мартенситные и быстрорежущие стали

Быстрорежущие и высоколегированные стали

Химическое травление

Химическое травление

Химическое травление

Химическое травление

Химическое травление

Химическое травление Химическое травление

Химическое травление

Химическое травление

Химическое травление от нескольких секунд до 10—30 мин Химическое травление 2—10 мин


с: 15 ГОСТ 5639-82

Продолжение

Состав реактива

Область применения

Способ травления

1,5 СМ3 СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ, 1 г

Углеродистые, низ

Химическое трав

хлорного железа, 100 см3 этило

колегированные и

ление

вого спирта

быстрорежущие

стали

50 см3 соляной кислоты, 25 ом3

Стали аустемитно-

Химическое трав

серной кислоты, 10 г сернокислой

го и мартенсито-

ление. Омачивание

меди, 50 см3 воды

аустенитного класса

поверхности шлифа ватНым тампоном

10 см3 соляной кислоты 3 см3

Аустенитные, мар

Электролитическое

азотной кислоты, 87 см3 метило

тенситные и мартен-

травление:

вого спирта

сито-ферритные и

т= 10 с.

быстрорежущие ста

И=5—12 В

ли, сплавы на Шмелевой основе

Химическое трав

ление 2—10 мин

10 г щавелевой кислоты, 90 ом3

Мартенситные и

Электр олити ческое

воды

нержавеющие стали

травление:

Q = 0,4—0,8 до 1,5 а/см2; т=0,5—1 мин. <=20 °С

Нержавеющие

Электр олиническое

Концентрированная азотная

стали

травление: V 20 В прв

кислота

обратной полярности

,1

Мартенситные

Q =0,6—0,7 а/см»:

15 г сернокислого железа,

стали

т=2 мин.

85 см3 воды

/=20 °С

Аустенитные стали

Химическое

3 г хлористого железа, 10 см3

травление

соляной кислоты, 90 см3 этилово

* - .

го спирта

То же

Электролитичес

60—90 см3 азотной кислоты,

кое травление:

40—10 ом3 воды

т= 16—30 с. У=20-30 В

20 г медного купороса, 100 см3

Сплавы на никеле

Химическое трав

соляной кислоты, 100 см3 этило

вой и железо-кике-

ление, электролити

вого спирта или воды (раствор

левой основе

ческое травление:

Марбле)

т= 10—15 с. V= 12—16 В

ПРИМЕР ПОДСЧЕТА КОЛИЧЕСТВА ЗЕРЕН НА ЕДИНИЦУ ПОВЕРХНОСТИ ШЛИФА И РАСЧЕТА СРЕДНЕЙ ПЛОЩАДИ И СРЕДНЕГО ДИАМЕТРА ЗЕРНА

На чертеже приведено одно из трех наиболее характерных участков шлифа при увеличении 100Х.

Диаметр окружности 79,8 мм. Площадь на шлифе 0,5 мм2.

Запись результатов подсчета количества зерен в трех наиболее характерных участках шлифа при увеличении 100Х.

Количество

зерен

Номер

поля

зрения

внут

ри

окруж

ности

П\

пересеченных окружностью лт

Общее количество зерен на площади 0.5 ми2.

Л|00

Количество зерен ка 1 мм3. т

Средняя площадь зерна в, мм1

Среди» й диаметр

dm-

8*

31

31

2-99,5=199

755=0,0050

1*

=0,071

1

84 4" —99,5

У 199

2

83

32

32

2-102=204

254=0-0049

1

= 0,039

8С+ ^ — 11W

/Г04

3

79

31

31

2-94,5 = 189

r^g=Cf,0052'

1

—0,073

79 т—— — •А .5

у 18J

/л=197

в=0,0051

dm =

0,071

ПРИЛОЖЕНИЯ 4 Справочное:

ПРИМЕРЫ ПОДСЧЕТА ПЕРЕСЕЧЕНИИ ЗЕРЕН

Расчет среднего условного диаметра (равноосные зерна) представлен в виде табл. 1.

Таблица 1

Количе

ство

полей

зрения

Общая длина отрезков при /—0,6 мм

Число пересечений в каждом поле зрения иа двух прямых

Общее

число

пересече

ний

Средний условный диаметр dL. мм

Номер зеряа по шкале О

1

2

3

ч

5

5

5-2-0,6=6,0

35

37

39

37

41

188

6,0

щ-0,0319

Т

На чертеже представлена схема проведения прямых ллний по трем направлениям на двух шлифах.

Расчет количества зерен в 1 мм3 шлифа (неравноосные зерна)


Запись результатов подсчета числа пересечений зерен в пяти наиболее характерных участках шлифа при увеличении 1©0'Х (длина линий 50 мм, что соответствует длине на шлифе 0,5 мм) приведена в табл. 2.

Т аблица 2

Номер

поля

зреиия

Число пересечений границ на 1 мм

*

Количество зерен в t мк1

W„

Номер

зерна

О

N,

1

16

30

24

8064

2

14

28

22

6036,8

3

'16

30

22

7392

4

14

26

20

509(6

5

16

32

24

8601,6

Среднее из 5

15,2

29,2

22,4

6959,41

5

Примечание. Если подсчет ведется при увеличении, отличающемся от 100Х то длину отрезков делят на применяемое увеличение, остальной расчет ведется, как и при увеличении 100Х.

ПРИМЕР ОЦЕНКИ ВЕЛИЧИНЫ ЗЕРЕН В РАЗНОЗЕРНИСТОЙ СТРУКТУРЕ МЕТОДОМ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИН ХОРД

На чертеже при увеличении 400 X представлена одна из пяти микрофотографий с проведенными на ней произвольно тремя отрезками прямых, каждый длиной приблизительно 60 мм, так, чтобы концы отрезков заканчивались на -границах зерен. Всего на пяти фотографиях проведено 15 отразков суммарной длиной приблизительно 900 мм.

Протяженность и число линий в пяти полях зрения выбрано с учетом пересечений -250 зерен.

Результаты измерений представлены в таблице.

Из приведенных данных следует, что в структуре исследуемого металла присутствуют зерна с размером хорд от 0,0036 до 0,0232 мм. При этом наибольшее количество зерен (с учетом соседних групп) приходится на две размерные группы: 0,0110—0,0160 мм (G9) и

0,0052—0,0076 мм (G11).

Полученные результаты используются для определения среднеквадратичес-кого отклонения (S) от размера средней хорды и коэффициента вариации (б), которые вычисляют по формуле

s= / fir ('-7 >*■

Номер

раннерной

группы

Предельные размеры в группа^

400 ^ , мм

Истинные размеры, мм

Длина чэмеренпы* хорд ММ

Количество хорд данного размера /rt

1

1,00—1,45

0,0025—0,0036 !

'L0

25

2

] ,45—2,10

0,0036—0,0062

23

2,0

35

3

.2,10—3,05

0,0052—0,0076

2,5

21

3.0

42

4

3,05—4,42

0,0076-0,0110

3.5

15

4,0

14

5

4,42—5,40

0,01 [0—0,0100

4,5

б

5,0

22

5,5

1

6.0

13

6

6,40 9,28

0,0160—0,0232

6,5

2

7,0

4

7,5

3

й,0

4

8,5

1

4

9,0

5

7

9,28- 13,46

0,0232—0,0336

9.5

-

10,0

2

10,5

—,

п.о

1

11,5

1

12

2

12,5

-—

13

1

ft

13.46—19;52

£$336—0,0488

14,5

1

18

i

19

1

246

по каждому размеру, мм

h ni -по каждой размерной группе, мм

Относитесьлян доля длин хорд, занимаемых данной размерной rpyrmoi

я<

у t (Ч>

ш

2S

25

2,73

34,5

104,5

11,40

70,0

52,5

178,5

19,47

126

52,5

108,5

56

11,83

27

110

5,5

220.5

24,05

78

13

28

22,5

149

16,25

32

8,5

45

20

! 1

79,5

8,67

П,5

24

13

14,5

51,5

5.60

13

19

917

917

100

ГОСТ 5639-82 С. 20

ПРИЛОЖЕНИЕ б Рекомендуемое

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ЗЕРНА

где п — общее количество всех измеренных хорд, равное Гя I — средняя длина хорды, вычисляемая по формуле

Г    ^‘ 'л

' 1 ~ Хп{

Коэффициент вариации вычисляется по формуле



1.    Ультразвуковой метод, применяемый для определения средней величины зерна, основан на зависимости затухания ультразвуковых колебаний в поли кристаллическом материале от размеров зерна.

2.    Определение величины зерна проводится в рэлеевской области рассеяния ультразвука.

3.    Частота ультразвуковых колебаний выбирается в соответствии с у слови

Л

4< j ^ 15»

где К — длина волны ультразвуковых колебаний в материале, км;

d — средний диаметр зерна, мм.

4.    Для определения величины зерна используют ультразвуковые структурные анализаторы, а также ультразвуковые дефектоскопы.

5.    Величину зерна определяют по коэффициенту затухания эхоимпульсным-методом по ГОСТ 21120-75 или относительным методом.

6. Для определения величины зерна ультразвуковым методом предварительно устанавливают зависимость затухания ультразвуковых колебаний от величины зерна на испытательных образцах.

7.    Испытательные образцы должны быть изготовлены на предельно допу стимые номера зерна в соответствии с обязательным приложением 2 и табл. 1 настоящего стандарта.

Испытательные образцы должны быть изготовлены на каждую марку стали или сплава, которые подвергают контролю ультразвуковым методом. Они должны иметь ту же толщину (или диаметр) и ту же чистоту поверхности, что и контролируемый металл.

8.    Шероховатость Ra контактной поверхности должна быть не более 2,5 мкм-по ГОСТ 2789-73.

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ

В протоколе испытания указывают: марку стали или сплава;

метод выявления и определения величины зерна;

номер величины зерна;

средний диаметр, мм;

средний условный диаметр, мм;

среднюю площадь сечения зерна, мм2;

количество зерен в 1 мм3.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1.    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлур гии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Е. А. Клыпин, Г. Г. Гулей, А. Е. Смирнова, В. С. Урусов, О. А. Глебова

2.    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Го сударственного комитета СССР по стандартам от 26.08.82 № 3394

3.    ВЗАМЕН ГОСТ 5639-65

4.    ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕН ТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер подпункта, приложения

ГОСТ 2789-73

Приложение 6

ГОСТ 5536-76

2.1.2.2

Г9СТ21 130—75

Приложение 6

5.    Ограничение срока действия снято по решению Межгосударст венного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол 3—93 от 17.02.93).

6.    ПЕРЕИЗДАНИЕ (январь 1994 г.) с Изменением № 1, утверж денным в марте 1987 г. (ИУС 6-87)

Редактор И. В. Виноградская Технический редактор О. Н. Никитина Корректор Т. А. Васильева

Сдано в наб 07.04.94. Подп в печ. 25.05.94. Уел. п. л. 1,40+ 4 вкл. 2,33. Уел. кр.-отт. 3,73. Уч.-изд. л. 1,38+ 4 вкл. 2,23. Тир. 323 экз. С 1347.

Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов, 107076. Москва, Колодезный пер., 14. Калужская типография стандартов, ул. Московская, 256. Зак. 837

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ВЕЛИЧИНЫ ЗЕРНА    Обязательное

ШКАЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕН!

Увеличение II

Шкала 1 (ном)


зерен I—6)

Шкала 2 (ном

Шкала 3 (homi

4    5    6


ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ШКАЛА 2 ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ КРУПНОГО ЗЕРНА

ГОСТ 5639-82


Продолжение приложения 2

Шкала 1 (

омера зерен 7—10)

Шкала 2 (номера зерен 7—I и зерен 7—10)

Увеличение 100, 200, 400. 800 *

10 11

12

1

Приложение 2 - см. бандероль.

Сохраните страницу в соцсетях:
Другие документы раздела "Прочие"
РАЗДЕЛЫ САЙТА

НОРМАТИВНЫЕ
ДОКУМЕНТЫ

ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ