关于GB/T 394-2002《金属平均晶粒度测定方法》中附录C的分析说明(1)

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关于GB/T 394-2002《金属平均晶粒度测定方法》中附录C的分析说明
宗斌 王二平 魏建忠
（北京工业大学 材料学院，北京 100022）
摘要：通过对GB/T 6394-2002《金属平均晶粒度测定方法》中附录C的分析、说明，指出在标准中存在的许多有待商榷的部分、段落和文字。
关键词：晶粒度；奥氏体晶粒度；原奥氏体晶界；术语；基本概念
中图分类号：TG115.21+3.1；T-652.0 文献标识码：A 文章编号：0254-6051（2008）06-0117-03
Analysis and clarification about appendix C in GB/T 6394-2002 “Metal-methods for estimating the average grain size”
ZONG Bin, WANG Er-ping, WEI Jian-zhong (Collage of Materials Science and Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100022, China) Abstract: Through analysis and clarification of Appendix C in GB/T 6394-2002 “Metal-methods for estimating the average grain size”, it is shown that there are many parts, paragraphs and wordings to be deliberated in the standardized version. Key words: grain size; austenite grain boundaries; the prior austenite crystal boundary; terms; the basic concepts
GB/T 394-2002《金属平均晶粒度测定方法》【1】（简称新标准）于2003年6月1日起开始实施，自实施之日起，YB/T 5148-1993《金属平均晶粒度测定方法》【2】（简称旧标准）作废。晶粒度的测定过程中，晶粒显示的好坏、质量的高低对评价晶粒度的准确影响很大【3】，从教学、科研以及社会服务等方面考虑，我们很关注这方面的修订、改动。旧标准中的有关部分在文本的前面，被称为“晶粒度显示方法”，现在，新标准作为“附录C”编写，称为“铁素体与奥氏体钢的奥氏体晶粒度形成及显示”【1】。新标准的正文、附录总共21页，其中，附录C在标准文本的第17~19页。本文就附录C所涉及的有关内容进行分析、说明，提出一些观点，供大家参考。
1 文本中的问题
1.1 附录C的标题
附录C的标题名称是“铁素体与奥氏体钢的奥氏体晶粒度形成及显示”，在此，混淆了晶粒、晶粒度的概念。晶粒度，在标准文本中的“术语和定义”一节中表述为：晶粒大小的量度。既然是“量度”。只能是测量而得，不可能“形成及显示”。这个标题的叙述有问题。其实，只要仔细阅读一下附录C的内容，就可以发现，除了标题中出现“晶粒度”一词外，正文中基本是出现的“晶粒”。所以说，能够“形成及显示”的只能是晶粒或者晶粒形貌。同样，“C.2 奥氏体晶粒度的形成”这一小标题也存在同样的情况。
1.2同一事物，不同称谓
在“C.2 奥氏体晶粒度的形成”一节中，“奥氏体”或者“原奥氏体”字样的出现非常混乱、随意。比较一下“C2.1.6 直接淬硬法”和“C2.1.7 渗碳体网法”中的描述的话，就可以更深刻的体会到标准中概念、文字的杂乱无章。在直接淬硬法中，显示的就是“原奥氏体晶粒形貌”；到了“渗碳体网法”中，就变成显示“奥氏体晶粒”了。其间的差别如果从热处理原理角度简单说明的话，就是：一个从奥氏体变成了马氏体，一个从奥氏体变成了珠光体（还有网状分布的渗碳体）。但是，这两种条件下，奥氏体都已经在室温条件下不存在了。那么，再次提及提到已经不存在高温状态下的奥氏体的时候为何待遇不同？在称谓的混乱不清，会使得一段文字描述中对于同样的一件事物出现两个名字，不明所以。再比如，C3.1.3一节中，前面用“奥氏体晶粒”，而到了后面，却又用“原奥氏体晶粒”来表述。因此，需要明确的是，由于在室温条件下，奥氏体组织一般已经不存在了（除奥氏体钢外），奥氏体晶粒度的测量是采用许多原理、构想，通过间接的形式指示出来；再通过样品制备明确地显示出来，得以知道材料的奥氏体晶粒度。所以，一旦在奥氏体已经发生转变不存在的条件下，需要再次提到前面的、高温条件下的奥氏体的时候，可以简单地直接说：奥氏体（晶粒），而不必特别说明是（原）奥氏体（晶粒）。但是，如果室温情况下，涉及到需要描述高温奥氏体化过程中奥氏体的晶界的位置在室温情况下的状况的时，最好采用“原奥氏体晶界”的说法；比如可以说：在原奥氏体晶界的位置，现在分布着网状的铁素体组织。不要丢掉“原”字。关于“奥氏体”、“原奥氏体”的说法的关系，其实可以参考历史研究中的“苏联”、“原苏联”就明白了【4~6】。从严谨的角度出发，还是统一的好。
1.3 “显示”含义的单一化
新标准中“显示”的含义，从“C.3晶粒的显示”一节中的说明中可以看出，仅仅是指金相组织的腐蚀显示。而旧标准是双重含义，既有奥氏体晶粒形貌的间接“指示”、“标识”的意思，也有金相组织显示的含义。“指示”、“标识”的意思，是表明，已经不存在的事物要想表达的话，是需要一些间接的条件来“指示”、“标识”的。新标准将“形成”与“显示”分开表述的方式，有待商榷。因为，在专门表述晶粒形貌的显示部分，涉及大量如何间接指示高温条件下的奥氏体晶界的论述（也就是显示原奥氏体晶界的方法）。而同时，与晶粒“形成”的方法又没有对应好，在文本格式上没有体现出新标准的优势。相反，旧标准的文本格式给人的感觉更直接、方便、有效。
1.4 不可思议的现象
表1将新、旧标准中涉及的晶粒显示方法进行了汇总。如果仔细看一看汇总的话，会感到有些异样。这需要回到新标准的“前言”部分看看。
表1 新、旧标准中涉及的晶粒显示方法汇总
Table1 Summery of grain demonstration methods involved in both old and new standards GB/T 6394-2002 YB/T 5148-1993
条号 形成方法 条号 形成方法
C.2.1 铁素体钢   3.2.1 铁素体钢奥氏体晶粒度
C.2.1.1 相关法 3.2.1.7 （没有明确的说是一种方法）
C.2.1.2 渗碳法 3.2.1.1 渗碳法
C.2.1.3 模拟渗碳法 *** （没有这一方法）
C.2.1.4 铁素体网法 3.2.1.2 网状渗碳体法
C.2.1.5 氧化法 3.2.1.3 氧化法
C.2.1.6 直接淬硬法 3.2.1.4 直接淬火硬化法
C.2.1.7 渗碳体网法 3.2.1.5 网状渗碳体法
C.3.1.4 用细珠光体显示 马氏体晶粒3.2.1.6 网状珠光体（屈氏体）法
在新标准的前言部分评述新标准变化有5条，其中第二条是，“将晶粒显示方法作为附录编写，增加模拟渗碳法和网状铁素体法，删去珠光体法，并分奥氏体晶粒形成及显示两部分叙述”。将这一条说明结合后面附录C中的内容来分析就显得问题太多了。首先，“奥氏体晶粒形成与显示”这一段，与后面附录C的题名“…. …奥氏体晶粒度形成与显示”对应看，一字只差，前后不统一。其次，网状铁素体法，在就标准中就有【2，7】，何来增加？不过，奇怪的是，新标准中在正文里是变动了名称的说法：“铁素体网法”，而前言部分却又是“网状铁素体法”，感觉比较混乱。还有，“删去珠光体法”的说法也有问题。在“C.3 晶粒的显示”中的“C.3.1.4 用细珠光体显示马氏体晶粒”这一章节里，特别介绍了与旧标准中“网状珠光体（屈氏体）法”内容基本一致的文字。虽然说，没有将“珠光体法”明确列为一种晶粒显示方法；但是，却将具体内容详细列在了标准中，实在不能简单地说是“删去珠光体法”。同时，所谓的“模拟渗碳法”，与直接淬硬法实在看不出有什么本质上的区别，除了加热温度不同。还不如算作直接淬硬法中一部分更好。
1.5 可能的校对错误
在C.3.2.2中，参考旧标准的话，“… …是硫化物沿晶界析出”这一段，似乎应该是“使硫化物沿晶界析出”，这样才能与后面的论述对应。
2 其他说明
2.1 应该增加的内容和不应混淆的概念
我们觉得，标准中应该涉及热处理的目的、组成等概念；钢件热处理的基本概念、奥氏体组织形态（化学成分、均匀性和晶粒大小等）与热处理后钢件的组织、性能疵病的关系等等，可以在标准的“术语和定义”一节中出现。另外，还应该明确，晶粒度是表示晶粒大小的一种尺度，对于铁素体钢来说，如不特别指出，一般是指奥氏体化后的实际晶粒大小【8】。
2.2 关于氧化法
新标准中，依然保留了氧化法，这有些让人不好理解，也许是我们实践经验还欠缺的原因。不过，从许多其他技术人员的介绍看，氧化法的作用是最差道德，很容易出现假象【9~10】，非常不可靠。文献[11]也对氧化法的问题进行过专门的试验、论述结论也是不可靠。而对于“珠光体法”（也叫“网状屈氏体法”），却删掉（当然，并不是完全删掉，而是变换了出现的方式），这其中的考虑让人费解。我们的想法是，“氧化法”倒是应该单独列出，供大家参考，更能说明对于应用这种方法需要注意它的不可靠。

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2.3 关于显示方法的原理
严格说，对于铁素体钢来讲，室温的时候显示出来的只是奥氏体晶界曾经稳定存在过的位置。
室温的情况下，奥氏体晶粒的显示所依据的一般原理是：材料从奥氏体化温度冷却下来的过程中，沿着奥氏体晶界位置出现了呈现网状分布的，并且室温情况下可以稳定存在的其他物相、组织组成物；或者某种成分的偏聚。随之，在室温条件下间接勾画出了高温条件下稳定存在的奥氏体的晶粒形貌，从而可以在奥氏体已经不存在的情况下，依然可以清楚地了解奥氏体的晶粒大小。
2.4 关于直接淬硬法
对于“直接淬硬法”，通常也称为“直接腐蚀法”的方法，需要特别指出的是，这是迄今为止人们最推崇的方法，准确、方便【9~10】；只有一个问题，没有一个万能型的试剂，可以适用于众多材料的需求，人们只能反复摸索、对比【12】，找到适合自己需要的试剂、操作程序。同时，基本的显示原理也并没有一个明确的说法。比较合理的说法，可以描述为：在奥氏体晶界位置存在有某些特定的杂质元素的分布，并且是与材料的脆性有关的元素，造成样品内部不同位置的电化学腐蚀稳定性的差异引起的。这种方法是值得花更多的精力去总结、介绍的。
2.5 值得肯定的
对于标准的苛刻，其实是一种关心。而对于新标准，最应该说的是其实还是肯定。新标准将组织的显示移到附录中，这样，更好的明确了标准适用的广泛性；同时，在马氏体侵蚀中，明确提到了磷的偏聚现象，这对于大家更好地理解“直接淬硬法”的晶粒显示方法的原理非常有价值。
3
结语
随着高校实践教学环节的重视程度不断提高，在课程运作过程中我们会有意识的要求同学自主学习一些内容【13~14】；比如，就有关于奥氏体晶粒度测定这方面的要求，需要同学们自学标准，动手操作。标准的文本内容出现的问题显然还不能满足课程设置的需要，会增加同学们自学的难度，走弯路。
所以，对于新标准，还是不要急于用“…更加精炼，主题更加突出，更加便于标准的理解和使用”【7】这样的词汇来赞美，因为，一个附录C值得商榷室温地方就有如此之多。
另外，可以看出，新标准的推出还得不到社会的重视。有关晶粒度测定新标准在2003年6月1日起开始正式实施，可是，多年后，很多人其实还是在沿用旧标准【15~16】开展工作，这正说明，标准化的宣传贯彻工作还要进一步加大力度【17】。

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参考文献：
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