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這些試驗(yàn)方法是金屬材料平均晶粒度的基本測量方法。由于純粹以晶粒幾何圖形為基礎(chǔ)，與金屬或合金本身無關(guān)。因此，這些基本方法也可用來測量非金屬材料中平均晶粒、晶體和晶胞的尺寸。如果材料的組織形貌接近于某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的系列評級圖，可使用比較法。測定平均晶粒度常用截距法和面積法。但是，評級圖不能用來測量單個(gè)晶粒。

1、適用范圍

1.1 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了金屬組織的平均晶粒度測最的三種方法—比較法、面積法(或 Jefhries法)和截距法。這些方法也適用于晶粒組織形貌與標(biāo)準(zhǔn)系列評級圖相似的非金屬材料。這些方法主要適用于單相晶粒組織，但也適用于多相或多組元試樣中特定類型組織的晶粒平均尺寸的測量。

1.2 本標(biāo)準(zhǔn)使用晶粒面積、晶粒直徑、截線長度的單峰分布來測定試樣的平均晶粒度。這些分布近似正態(tài)分布。本標(biāo)準(zhǔn)的測定方法并不包含表示這些分布性質(zhì)的方法。表示試樣雙峰分布的晶粒度參見試驗(yàn)方法E1181。測定分布在細(xì)小晶粒基體上個(gè)別非常粗大的晶粒的方法。

1.3 本標(biāo)準(zhǔn)的測量方法僅適用平面晶粒度的測量，也就是試樣截面顯示出的二維晶粒；不適用于試樣三維晶粒，即立體晶粒尺寸的測量。

1.4 試驗(yàn)可采用與一系列標(biāo)準(zhǔn)評級圖進(jìn)行比較的方法或者在簡單模板上進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。利用半自動(dòng)計(jì)數(shù)儀或自動(dòng)圖象分析儀測定晶粒度的方法。

1.5 這些試驗(yàn)方法僅僅為推薦方法，不能確定受檢材料是否接收或適用的范圍。

1.6 以國際單位制SI表示的數(shù)值視為標(biāo)準(zhǔn)值，括號內(nèi)列出的等效英寸—磅數(shù)值是近似值。

1.7 本標(biāo)準(zhǔn)無意論述與其使用有關(guān)的所有安全問題，如果有的話，也只涉及本標(biāo)準(zhǔn)的使用，用戶有責(zé)任在使用之前，制定適當(dāng)?shù)陌踩徒】禍?zhǔn)則，并確定其規(guī)定界限的適用性。

2、意義和應(yīng)用

2.1 本標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法規(guī)定了評估并表示所有純單相或主要為單相的金屬平均晶粒度的方法。擁有雙相、單向和組元的試樣晶粒度可采用兩種方法結(jié)合測量，分別為相體積分?jǐn)?shù)的測量、截距或面積法。這些方法也適用于任何結(jié)構(gòu)形貌與本標(biāo)準(zhǔn)系列評級圖中金屬材料結(jié)構(gòu)相似的材料。晶粒度評估的三個(gè)基本方法是：

2.1.1 比較法

比較法不需要計(jì)算晶粒、截點(diǎn)或截距。但是顧名思義，它是將晶粒結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)系列評級圖進(jìn)行比較，評級圖有的是清晰塑料覆蓋的掛圖，有的是目鏡插片。在對比晶粒度評級時(shí)出現(xiàn)的大致誤差說明，晶粒度比實(shí)際值略粗(低0.5~1G)。比較晶粒度評級的重復(fù)性和再現(xiàn)性通常為士1級。

2.1.2 面積法

面積法是計(jì)算已知面積內(nèi)實(shí)際晶粒數(shù)，利用單位面積內(nèi)晶粒數(shù) N 來確定 ASTM 晶粒度級別數(shù) G。該方法的精確度是所計(jì)算晶粒數(shù)的函數(shù)。通過合理計(jì)數(shù)可實(shí)現(xiàn)士0.25晶粒度單位的精確度。面積法的測定結(jié)果是無偏差的，且重復(fù)性和再現(xiàn)性小于士05晶粒度單位。準(zhǔn)計(jì)數(shù)關(guān)鍵需要在對晶粒計(jì)數(shù)時(shí)進(jìn)行劃分。

2.1.3 截距法

截距法是利用測量線截取的實(shí)際晶粒數(shù)或測量線單位長度內(nèi)與晶界相交截部分的截點(diǎn)數(shù)來計(jì)算平均線性截距L，用L來確定 ASTM晶粒度級別數(shù)G。截距法的精確度是計(jì)算的截點(diǎn)或截距的函數(shù)。通過合理計(jì)數(shù)可獲得優(yōu)于士0.25晶粒度單位的精確度。截距法的測定結(jié)果是無偏差的，且重復(fù)性和再現(xiàn)性小于士05晶粒度單位。對于同一精度水平，由于截距法不需要?jiǎng)澐纸攸c(diǎn)數(shù)或截距數(shù)，因而較面積法測量快。

2.2 對于等軸晶粒組成的試樣，將試樣與標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行比較的方法是最方便的，且對大多數(shù)商業(yè)目的的檢驗(yàn)，其具備足夠的精度。對于要求較高精度的平均晶粒數(shù)的測定，可以使用面積法和截距法。截距法對于拉長晶粒組成的結(jié)構(gòu)更為有用。

2.3 如有爭議，面積法是所有情況下的仲裁方法。

2.4 不能測定重度冷加工材的平均晶粒度。如需要測量晶粒度，部分再結(jié)品鍛造合金和輕度冷加工材料可視為由非等軸晶粒組成。

2.5 不能以標(biāo)準(zhǔn)評級圖為依據(jù)測定單個(gè)晶粒。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)評級圖的構(gòu)成考慮到截面與晶粒三維排列關(guān)系，顯示出品粒從最小到最大排列分布所反映出有代表性的正態(tài)分析結(jié)果。所以不能用評級圖來測定單個(gè)晶粒。

3、應(yīng)用概述

3.1使用這些方法重要的是應(yīng)認(rèn)識到晶粒度的評估并不是一種精確的測量。因?yàn)榻饘俳M織是由不同尺寸和形狀的三維晶體堆積而成。即使這些晶體的尺寸和形狀相同，通過該組織由任一平面(觀察面)產(chǎn)生的晶粒截面上分布的晶粒將從最大值到零之間變化，則依賴于平面所切單個(gè)晶體的位置。顯然，沒有兩個(gè)觀察視場是完全相同的。

3.2 在顯微組織中晶粒尺寸和位置都是隨機(jī)分布的。沒有名義的定位測量網(wǎng)格的隨機(jī)方法能改善這種隨機(jī)性，但是通過對試樣一部分集中測量，隨機(jī)方法可得出少數(shù)幾個(gè)具有代表性的結(jié)果。所謂“代表性”即體現(xiàn)試樣所有部分都對檢測結(jié)果有所貢獻(xiàn)，而不是帶有想地去選擇平均晶粒度的視場。由公正的專家進(jìn)行肉眼視場選擇或會去極端測量結(jié)果，雖不會誤導(dǎo)平均結(jié)果，但會在所有情況下給出錯(cuò)誤的高精度印象。對有代表性的取樣，試樣的面被主觀地分為幾個(gè)相等且連貫的子區(qū)和預(yù)先規(guī)定的臺面位置，這些臺面大約在每個(gè)子區(qū)的中心。臺面陸續(xù)調(diào)到每個(gè)這些位置上并隨意使用測試網(wǎng)格，即當(dāng)光輸出時(shí)，快門關(guān)閉或移開視線。不允許對選定的位置進(jìn)行修整。只有通過這種方法對選定的視場進(jìn)行測量，測定結(jié)果的精密度和偏差才是有效的。

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