引言
本标准规定了金属材料平均晶粒度的基本方法。由于纯粹以晶粒几何图形为基础，与金属和合金本身无关。因此，这些基本方法也可以用来测量非金属材料中晶粒、晶体和晶胞的平均尺寸。如果材料的组织形貌非常接近某一个标准系列评级图，可以使用比较法。测定平均晶粒度常用比较法，也可以用截点法和面积法。但是，比较法不能用来测量单个晶粒。 1 范围
本标准规定了金属组织的平均晶粒度表示及评定的三种方法——比较法、面积法和截点法。这些方法也适用于晶粒组织形貌与标准系列评级图相似的非金属材料。这些方法主要适用于单相晶粒组织，但也适用于多相或多组元试样中特定类型组织的晶粒平均尺寸的测量。
本标准使用晶粒面积、晶粒直径、截线长度的单峰分布来测定式样的平均晶粒度。这些分布近似正态分布。本标准的测定方法不适用于双峰分布的晶粒度。双峰分布的晶粒度参见标准E1181。测定分布在细小晶粒基体上个别非常粗大的晶粒的方法参见E 930。
本标准的测量方法仅适用平面晶粒度的测量，也就是试样截面显示出的二维晶度；不适用于试样三维晶粒，即立体晶粒尺寸的测量。
试验可采用与一系列标准晶粒度图谱进行对比的方法或者在简单模板上进行计数的方法。利用半自动计数仪或自动图象分析仪测定晶粒尺寸的方法参见E 1382。
本标准仅作为推荐性试验方法，它不能确定受检材料是否接收或适合使用的范围。
测量数值应用SI单位表示。等同的英寸－英镑数值，如需标出，应在括号中列出近似值.
本标准没有列出所有的安全事项，只是一些使用的注意事项。本标准的使用者在使用前应掌握较合适的安全健康的操作规范和使用时限制的规章制度。
章节的顺序如下：
章节 | Number |
范围 | 1 |
参考文献 | 2 |
术语 | 3 |
重要性和应用 | 4 |
使用概述 | 5 |
制样 | 6 |
测试 | 7 |
校准 | 8 |
显微照相的准备 | 9 |
比较法 | 10 |
平面法（JEFFRIES） | 11 |
截点法 | 12 |
直线截点法 | 13 |
圆截点法 | 14 |
Hilliard 单环法 | 14．2 |
Abrams 三环法 | 14．3 |
统计分析 | 15 |
非等轴晶试样 | 16 |
含两相或多相及组元试样 | 17 晶粒度检测 |
| |
报告 | 18 |
精度和偏差 | 19 |
关键词 | 20 |
附件 | |
ASTM晶粒尺寸等级基础 | 附件A1 |
晶粒度测量值之间的换算式 | 附件A2 |
铁素体与奥氏体钢的奥氏体晶粒度 | 附件A3 |
断口晶粒度测定方法 | 附件A4 |
锻铜和铜基合金的要求 | 附件A5 |
特殊条件的应用 | 附件A6 |
附录 | |
多个实验室的晶粒尺寸判定结果 | 附录X1 |
参考附件 | 附录X2 |
| |
2、参考文献
标准
E3 金相试样的制备
E7 金相学相关术语
E407 金属和合金浅腐蚀的操作
E562计数法计算体积分数的方法
E691 通过多个实验室比较决定测试方法的精确度的方法
E883 反射光显微照相指南
E930 截面上最大晶粒的评估方法（ALA晶粒尺寸）
E1181双峰分布的晶粒度测试方法
E1382 半自动或全自动图像分析平均晶粒度方法
ASTM附件
参见附录X2
3 术语
定义－本标准采用的专业术语定义参照E7
本标准中特定术语的定义：
ASTM晶粒度——G，通常定义如公式（1）
NAE=2G-1 （1）
NAE为100倍下每平方英寸（）面积内包含的晶粒个数，相当于1倍下每平方毫米面积内包含的晶粒个数乘以倍。
晶粒——晶界所包围的整个区域，既是二维平面原始界面内的区域或是三维物体内的原始界面内所包含的体积。对于孪生晶界的材料，孪生晶界忽略不计，因为孪生晶界两侧的组织都属于晶粒范围内。
晶界截点法—— 通过计数测量线与晶界相交或相切的数目来测定晶粒度（3点相交定义为个交点）
晶粒截点法—— 通过计数测量线穿过光滑平面上晶粒的数目来测定晶粒度（相切定义为个截点，测量线端点在晶粒内部定义为个截点）
截线长度—— 测量线段通过晶粒时，与晶界相交的两个交点之间的距离。
符号
| 两相显微组织中的基体晶粒 |
| 测量面积 |
| 截面上的平均晶粒面积 |
| 晶粒伸长率和晶粒纵向伸长率 |
| 平均平面晶粒直径（评级图Ⅲ） |
| 平均空间（体积）晶粒直径 |
| 面积法的JEFFRIES乘数 |
| 显微晶粒度级别数 |
| 平均截距 |
| 在两相显微组织中的基体(α)晶粒上的平均截距 |
| 非等轴晶粒纵向面上平行变形方向的平均线截距 |
| 非等轴晶粒横向面上垂直变形方向的平均线截距 |
| 非等轴晶粒法向面上垂直变形方向的平均线截距 |
| 基本长度32mm，用于在微观和宏观截线法说明G与之间关系 |
| 测试线长度 |
| 观测所用的放大倍数 |
| 标准评级图基准放大倍数 |
| 视场个数 |
| 测量线与基相(α)晶粒相交截的晶粒个数 |
| 放大1倍时每平方毫米面积内的晶粒个数 |
| |
| 放大1倍时每平方毫米面积内的基相(α)晶粒个数 |
| 放大100时每平方英寸面积内的晶粒个数 |
| 非等轴晶纵向面上 |
| 非等轴晶横向面上 |
| 非等轴晶法向面上 |
| 测试线上截线的数目 |
| 完全在测试环中晶粒数 |
| 与测试环相截的晶粒数 |
| 测试线上单位长度上截线数目 |
| 非等轴晶纵向面上的 |
| 非等轴晶横向面上的 |
| 非等轴晶法向面上的 |
| 测试线与晶界相交数 |
| 单位长度测试线与晶界相交数 |
| 非等轴晶纵向面上的 |
| 非等轴晶横向面上的 |
| 非等轴晶法向面上的 |
| |
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| 标准偏差 |
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| 单相结构中晶界表面积的体积比 |
| 两相结构中晶界表面积的体积比 |
| 学生的t乘数，确定置信区间 |
| 基相（）晶粒体积分数 |
95%CI | 95%置信区间 |
%RA | 相对准确率 |
| |
4 使用概述
本标准规定了金属单相组织的平均晶粒度表示及评定方法。这些方法也适用于晶粒组织形貌与本标准系列评级图相似的金属材料。晶粒度的测定方法有如下三种：
比较法
比较法不需计算晶粒、截点和截距。与标准系列评级图进行比较，评级图有的是标准挂图、有的是目镜插片。用比较法评估晶粒度时一般存在一定的偏差(±级)（详见）。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晶粒个数，利用单位面积晶粒数来确定晶粒度级别数G。该方法的精确度是所计算晶粒度的函数。通过合理计数可实现±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。
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PL来确定晶粒度级别数 G。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±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±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。
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，其精度已足够了。对于要求较高精度的平均晶粒度的测定，可以使用面积法和截点法。截点法对于拉长的晶粒组成试样更为有效。
如有争议时,截点法是所有情况下仲裁的方法
不能测定重度冷加工材和平均晶粒度。如有需要，对于部分再结晶合金和轻度的冷加工材料可视作非等轴晶组成
不能以标准评级图为依据测定单个晶粒。因为标准评级图的构成考虑到截面与晶粒三维排列关系，显示出晶粒从最小到最大排列分布所反映出有代表性的正态分析结果。所以不能用评级图来测定单个晶粒。
5.运用性
测定晶粒度时，首先应认识到晶粒度的测定并不是一种十分精确的测量。因为金属组织是由不同尺寸和形状的三维晶粒堆积而成，即使这些晶粒的尺寸和形状相同，通过该组织的任一截面（检验面）上分布的晶粒大小，将从最大值到零之间变化。因此，在检测面上不可能有绝对尺寸均匀的晶粒分布，也不能有两个完全相同的晶粒面。
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