标准号：美国国家标准测定平均晶粒度的标准试验方法1本标准用固定的标准号E112发布。

紧跟在标准号后面的数字表示最初采用的年份，或者在修订时为最后修订的年份。

括号中的数字表示最后一次重新审定的年份。

上标表示自最后一次修订或重新审定以来的编辑修改。

本标准已被批准供国防部的机构使用。

注—方程A1.4、A1.5和A1.6于2000年4月作了编辑修改。

注— 2003年2月对附件给予了新的编号。

前言这些测定金属材料中平均晶粒度的试验方法主要是测量程序，由于它们纯粹以晶粒几何图形为基础，因此与涉及的金属或合金无关。

实际上，基本程序也可用于评估非金属材料中的晶粒、晶体或晶胞的平均尺寸。

如果材料的组织形貌接近某一标准评级图，可使用比较法。

截点法和面积法始终适用于测定平均晶粒度。

但比较法不能用于测量单个晶体。

1. 范围1.1本试验方法涉及平均晶粒度的测量，包括比较法、面积法（或Jeffrics法）和截点法。

本试验方法也可应用于组织形貌与评级图中所示金属组织的形貌相似的非金属材料。

本试验方法主要适用于单相晶粒组织，但也可应用于多相或多组元的试样中特定类型晶粒组织的平均尺寸的测定。

1.2本试验方法使用晶粒面积、晶粒直径、或截线长度的单峰分布来测定试样的平均晶粒度。

这些分布近似正态分布。

本试验方法不涉及表征这些分布的性质的方法。

试样中双峰分布的晶粒度的表征在试验方法E1181中叙述。

细晶粒基体中单个非常粗晶粒的测量在试验方法E930中叙述。

1.3本试验方法仅适用于平面晶粒度的测量，也就是试样截面显示出的二维晶粒。

立体晶粒尺寸的测量，即试样体积中三维晶粒尺寸的测量不在本试验方法的范围以内。

________1本试验方法受ASTM关于金相学的E04委员会管辖，并由关于晶粒度的E04.08分委员会直接负责。

现行版本于1996年5月10日审定，1996年7月发布。

最初发布号为E112-55T，前一个版本为E112-95。

1.4本试验方法叙述使用比较法的标准系列评级图或人工计数法的简单模板人工地进行的方法。

使用半自动数字化图形输入板或自动图象分析仪测量晶粒度在试验方法E1382中叙述。

1.5本试验方法仅为推荐性试验方法，不应用来确定是否接收或规定可接收的极限，或确定试验的材料是否适合于它的目的。

1.6测量值用SI单位表示并作为标准。

与其相当的英寸-磅值在列出时放在括号内并且可能是近似值。

1.7本标准不涉及这些方法使用时的任何安全问题（如果有的话）。

在使用前规定适当的安全和卫生的做法和确定规章限制的适用性是本标准使用者的责任。

1.8本标准的章节按以下次序：章节编号范围 1引用文件 2术语 3意义和使用 4应用通则 5取样 6试样7标定8显微照片制备9比较法10面积法（Jeffries法）11一般截点法12 Heyn直线截点法13圆截点法14 Hilliard单圆截点法14.2 Abrams三圆截点法14.3 统计分析15非等轴晶试样16含两相或多相或组元的试样17报告18精度和偏差19关键词20规范性附录ASTM晶粒度级别数基础附录A1 各种晶粒度测量值的换算公式附录A2 铁素体与奥氏体钢的奥氏体晶粒度附录A3 断口晶粒度法附录A4 锻铜和铜基合金的要求附录A5 特殊情况的应用附录A6 资料性附录多实验室晶粒度测定的结果附录X1 涉及的附件附录X22. 引用文件2.1 ASTM标准：E3 金相试样的制备方法2E7 关于金相学的术语2E407 金属和合金的显微腐蚀方法2E562 用系统人工点计数测定体积分数的方法2E691 进行多实验室研究确定试验方法精度的方法3E883 反射光显微照相术指南2E930 在金相切片中观察评定最大晶粒的试验方法（ALA晶粒度）2E1181 表征双峰分布晶粒度的试验方法2E1382 用半自动和自动图象分析仪测定平均晶粒度的试验方法22.2ASTM附件2.2.1 全部附件清单见附录X2。

3. 术语3.1定义—本试验方法中所用术语的定义见术语E7。

3.2本标准专用术语的定义：3.2.1 ASTM晶粒度级别数—ASTM晶粒度级别数G最初定义为：N AE=2G-1 (1) 其中N AE为放大倍数100X下每平方英寸的晶粒数。

要得到在1X下每平方毫米的晶粒数，乘以15.50。

________2) ASTM标准年鉴，Vol.03.013) ASTM标准年鉴，Vol.14.02 3.2.2 晶粒—二维抛光面上观察到的原始界面内的面积或三维物体内的原始界面内所包围的体积。

对于有孪生界面的材料，孪生界面忽略不计，也就是说，在孪生界面任一边上的组织属于晶粒。

3.2.3 晶界相交计数—测定一测试线段与晶界相割或相切的次数（三点相交认为是1-1/2相交）。

3.2.4 晶粒截点计数—测定一测试线段在抛光面上穿过单个晶粒的次数（相切认为是半个截点）。

3.2.5 截距—随机布置的测试线段在任何地方穿过晶粒的测试线段上二个对置的相邻晶界截点之间的距离。

3.3 符号= 两相（组元）显微组织中的基体晶粒。

= 测试面积。

= 平均晶粒横截面积。

= 一纵向取向平面的晶粒伸长比或各向异性指数。

= 平均平面晶粒直径（评级图III）。

= 平均立体晶粒直径。

= 面积法的Jeffries乘数。

= ASTM晶粒度级别数。

= 平均直线截距。

= 两相（组元）显微组织基相的平均直线截距。

= 非等轴晶组织纵向平面上的平均直线截距。

= 非等轴晶组织沿面平面上的平均截距。

= 用截点法宏观或显微测定晶粒度时表示G 与（和N L）之间关系的基础截距32.00mm。

= 测试线段的长度。

= 使用的放大倍数。

= 系列评级图使用的放大倍数。

= 测量的视场数。

= 在一两相（组元）显微组织中与测试线段相交截的晶粒数。

= 在放大倍数1X下每mm2的晶粒数。

= 在放大倍数1X下一两相（组元）显微组织中每mm2的α晶粒数。

= 在放大倍数100X下每平方英寸的晶粒数。

= 非等轴晶组织纵向平面上的N A。

= 非等轴晶组织横向平面上的N A。

= 非等轴晶组织沿面平面上的N A。

= 与一测试线段的截点数。

= 完全在一测试圆内的晶粒数。

= 与测试圆相交截的晶粒数。

= 单位长度测试线段的截点数。

= 非等轴晶组织纵向平面上的N L。

= 非等轴晶组织横向平面上的N L。

= 非等轴晶组织沿面平面上的N L。

= 与一测试线段相交的晶界数。

= 单位长度测试线段相交的晶界数。

= 非等轴晶组织纵向平面上的P L。

= 非等轴晶组织横向平面上的P L。

= 非等轴晶组织沿面平面上的P L。

= 用非标准的放大倍数显微测定晶粒度时评级图的修正系数。

= 用非标准的放大倍数宏观测定晶粒度时评级图的修正系数。

= 标准偏差。

= 单相组织晶界表面积与体积比。

= 两相（组元）组织晶界表面积与体积比。

= 确定置信区间的乘数。

= 两相（组元）显微组织中α相的体积分数。

= 95%置信区间。

= 百分相对误差。

4. 意义和使用4.1本试验方法包括评定的程序和表示总体组成的或主要是由单相组成的所有金属的平均晶粒度的规则。

本试验方法也可用于形貌与评级图中所示金属组织的形貌相似的任何组织。

评定晶粒度的三个基本方法为：4.1.1 比较法—比较法不需计算任何晶粒、截点或截距，但正如其名称所表明的，要将晶粒结构与一系列评级图进行比较，评级图有的是标准挂图，有的是透明塑料覆盖图，或者是一目镜插片。

在比较法评级时看起来有一综合偏差，因此得出的晶粒度要比实际的略粗（低1/2到1个级别数）（见X1.3.5）。

比较法评级的重现性和再现性通常为±1晶粒度单位。

4.1.2 面积法—面积法是实际计算已知面积内晶粒个数，利用单位面积内晶粒数来确定ASTM晶粒度级别数G。

该方法的精确度是所计算晶粒数的函数。

通过合理计数可实现±0.25晶粒度单位的精确度。

面积法的测定结果是无偏差的，重现性和再现性小于±0.5晶粒度单位。

精确的计数要求在计数时明确划分晶粒。

4.1.3 截点法—截点法是实际计算单位长度测试线段相交截的晶粒度或晶界数，计数平均直线截距，再用来确定ASTM晶粒度级别数G。

截点法的精确度是计算的截点或截距的函数。

通过有效的统计结果可达到±0.25晶粒度单位的精确度。

截点法的测量结果是无偏差的，重现性和再现性小于±0.5晶粒度单位。

对于同一精确度水平，截点法由于不需要精确标记截点或截距数，因而较面积法测量快。

4.2对于等轴晶组成的试样，将试样与标准评级图对比的方法最方便且对大部分商业目的而言足够精确。

对于要求较高精度的平均晶粒度测定，可以使用面积法和截点法。

截点法对于拉长的晶粒组成的组织特别有用。

4.3如有争议时，截点法是所有情况下仲裁的方法。

4.4不能测定重度冷加工材料的平均晶粒度。

如有需要，对于部分再结晶可锻合金和轻度到中度的冷加工材料，可视作非等轴晶组成。

4.5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反映了当一平面通过晶粒三维排列时产生的有代表性的晶粒度正态分布。

因为它们示出了根据截平面与晶粒三维排列的关系从非常小到非常大的晶粒尺寸的分布，因此该图不适用于测量单个晶粒。

5. 应用通则5.1在使用这些试验方法时，应认识到平均晶粒度的测定并不是一种精确的测量。

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，由一随机平面（观察面）通过该组织产生的晶粒横截面，将根据平面在什么地方切割每个单个晶体而有从最大值到零之间变化的面积分布。

显然不可能有两个完全相同的视场。

5.2在显微组织中晶粒尺寸和位置都是随机分布的。

名义上随机放置测试图的过程不可能改进此随机性，但在试样的一部分集中测量可能产生很坏的代表性。

所谓“代表性”即体现试样所有部分都对检验结果有所贡献，而不是带有遐想地去选择平均晶粒度的视场。

当无偏见的专家目视选择视场，或舍去极端的测量值时，不是伪造平均值，但会给出高精度的虚假印象。

对于有代表性的取样，凭智力将试样面积分成几个相等的连在一起的分区并预先规定台阶位置，它大致在每个分区的中心。

对每个这样的位置接连地设定台阶，并且盲目地应用测试图，即关掉灯，关闭快门，或把眼睛转过去。

不允许修改这样选择的位置。

只有在以这种方式选择的视场上，在精确度和偏差方面可以有效。

6. 取样6.1试样应选择得能代表一个加热批、处理批或产品内的平均状态，或根据被试验材料的性质和研究的目的能评定产品或部件预计的变化。

取样的位置和数量应根据制造方与用户之间的协议。

6.2试样不应取自受剪切、燃烧或其它会改变晶粒结构的过程影响的区域。

7. 试样7.1总的来说，如果晶粒结构是等轴的，试样的任何取向都是可接受的。

但一锻制试样中有无等轴晶结构只能通过检验平行于变形轴的抛光平面来确定。