ГОСТ 5639-82

ГОСТ 5639-82


                      М Е Ж Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й             С Т А Н Д А Р Т




                                     СТАЛИ И СПЛАВЫ

                                      МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ
                                И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ЗЕРНА



                                             Издание официальное




                                       И ПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
                                                  Москва




переселение граждан

УДК 669.01.539.215.2:006.354                                                                              Группа В09


М    Е     Ж   Г    О   С     У   Д   А    Р   С    Т   В   Е   Н      Н   Ы    Й        С Т А Н Д А Р Т

                                   СТАЛИ И СПЛАВЫ

                   Методы выявления и определения величины зерна
                                                                                                       ГОСТ
                            Steels and alloys. Methods for detection                                 5639-82
                                and determination of grain size


МКС 77.080.20
ОКСТУ 0909
                                                                                               Дата введения 01.01.83


      Настоящий стандарт устанавливает металлографические методы выявления и определения вели­
чины 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 посте нагрева при темпера­
туре и времени выдержки, установленных нормативно-технической документацией на стали it сплавы;
      кинетику роста зерен — определением величины зерна после нагрева в интервате температур и
времени выдержки, установленных нормативно-технической документацией на стали и сплавы.

                                                   1. О Т БО Р ОБРАЗЦОВ

       1.1. Место отбора и количество образцов для определения величины зерна устанавливаются нор­
мативно-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 документации испытания проводят на
одном образце.
       1.2. Площадь сечения шлифа на образце должна быть не менее I см1.
      Ятя металлопродукции толщиной менее 8 мм допускается изготовление шлифов площадью менее
1 см1.
      Я™ определения склонности зерна к росту и кинетики роста зерна допускается отбор образной от
кованой ковшевой пробы при условии сопоставимости результатов испытаний с результатами готовой
металлопродукции.

                                  2. МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ ГРАНИЦ ЗЕРЕН

         2.1. Границы зерен выявляются методами:
         травления,
         цементации,
         окисления,
         сетки феррита или цементита,
         сетки перлита (троостита),
         вакуумного термического травления.

Издание официальное                                                                           Перепечатка воспрещена
      ★

                                                                                    О Издательство стандартов, 1983
                                                                               © И ПК Издательство стандартов, 2003
2-1645

С. 2 ГОС! 5 6 3 9 -8 2

      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 гра­
ниц зерен аустенита в углеродистых и легированных сталях, закаливающихся на мартенсит или бей-
нит, и сталях, в которых затруднено получение ферритной или цементитной сетки.
      2.1.1.2. Выявление границ действительного зерна проводят на образцах без дополнительной тер­
мической 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 нормативно-технической документа­
цией, то для низкоуглеродистых сталей температура должна быть (930 ± 10) *С.
     Для других сталей температура нагрева должна быть равна или на 20 ‘С —30 *С выше температуры
закалки, установленной нормативно-технической документацией.
      Время выдержки должно быть не менее I ч и не более 3 ч.
     Для более четкого выявления границ действительного и аустенитного зерна образны подвергают
отпуску: углеродистые и низколегированные столп — при 225 *С—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 тра­
вят в реактивах, приведенных в приложении I, или других, позволяющих четко выявить границы
зерен.
      Универсальный реактив для травления сталей —свежеприготовленный насыщенный при комнат­
ной температуре водный раствор пикриновой кислоты с добавлением 1 %—10 % поверхностно-актив­
ных веществ (ПАВ) типа Синтонол или моющих веществ — «Прогресс», «Астра*, шампунь «Лада» или
других алкилсульфонатных соединений.
     Для более четкого выявления границ зерен следует проводить переполировки с последующим
травлением и подогревом реактива до 50 ‘С —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 углеродистых нецсментируемых 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 ± 10) *С в плотно закрытом яшике, 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.
      Размер ящ ика выбирают в зависимости от количества образцов, расстояние между которыми в
яшике должно быть не менее 20 мм.
      Объем карбюризатора должен быть в 30 раз больше объема образцов.
      Время выдержки после прогрева ящ ика — 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 поверх­
ностный 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 пнкрата натрия, состоящий из 2 г пикриновой кислоты, 25 г едкого натрия (каустичес­
кой соды) и 100 см ’ воды (травление электролитическое, напряжение на зажимах ванны — 6—10 В,
продолжительность травления — несколько секунд);
      кипящий раствор пнкрата натрия (травление химическое, время травления — 10—20 мин).
      2.1.3. Метод окисления
      2.1.3.1.       Метод окисления применяют для конструкционных и инструментальных (углеродистых и
легированных) сталей.
      Границы зерен аустенита выявляются по сетке окислов.

ГОСТ 5 6 3 9 -8 2 С. 3

      2.1.3.2. Образцы с полированной поверхностью подвергают нагреву до определенной температу­
ры и выдерживают в течение времени согласно п. 2 .1.1.3. Нагрев проводят в вакууме или в защитной
атмосфере.
      Для окисления шлифов после выдержки, не снижая температуры, в печь подают воздух в тече­
ние 30—60 с.
      Допускается применять для зашиты от окисления в процессе нагрева шлифов стружку из серого
чугуна, древесно-угольный порошок, водный раствор тетраборнокнслого натрия и др. при условии
получения результатов по величине зерна, соответствующих полученным при методе травления.
      2.1.3.3. После охлаждения в воде и полировки образны травят в одном из реактивов состава:
       15 см 1 соляной кислоты. 75 см1 этилового спирта: 1 г пикриновой кислоты. 5 см ! соляной
кислоты. 100 см1 этилового спирта; 5 см ' метанитробензолсульфокислоты, 10 см ' этилового спирта.
      2.1.3.2, 2.1.3.3. (Измененная редакция, Изм. № I).
      2.1.3.4. Перед охлаждением в воде шлиф допускается обработать в расплавленном водном раство­
ре тетраборнокнслого натрия (нагретом до температуры аустенизации) в течение 30—40 с. Гранины
зерен после обработки в водном растворе тетраборнокнслого натрия вываляются 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 вдоэвтекто-
цдных (с массовой долей углерода до 0.6 %) и заэвтектоидных сталях соответственно.
      2.1.4.2. Образны с любым состоянием поверхности подвергают нагреву до определенной темпера­
туры и времени согласно п. 2.1.1.3.
      Для образования ферритной или цементитной сетки по границам зерен образиы 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 ’С — 100 “С в час. для легированных и углеродистых заэвтектоидных — 20 ’С — 30 ’С в час. дтя
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 по­
верхностный слой (обезуглероженный). полируют и травят. Зерно аустенита по сетке феррита выяв­
ляют 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 (троостига)
      2.1.5.1. Метод выявления границ зерен по сетке перлита (троостита) применяют для углеродистых
и низколегированных сталей, близких по составу к эвтектоидным. Границы зерен выявляются темно-
травяшейся сеткой перлита в переходной зоне образна.
      2.1.5.2. Образцы с любым состоянием поверхности подвергают нагреву при определенной темпе­
ратуре и времени выдержки согласно п. 2.1.1.3.
      Для образования сетки перлита образны охлаждают погружением в воду половины образца;
вторая половина охлаждается на воздухе.
      2.1.5.3. После термической обработки плоскость образца, перпендикулярную к переходной зоне
на высоте уровня воды, шлифуют до удаления обезу плероже и и ого слоя, полируют и травят в реакти­
вах (3 % — 5 %-ном растворе азотной кислоты в этиловом спирте или 5 % -ном растворе пикриновой
кислоты в этиловом спирте).
      2.1.6. Метод вакуумного термического травления
      2.1.6.1. Метод термического травления в вакууме с использованием высокотемпературных микро­
скопов рекомендуется для определения кинетики роста аустенитного зерна.
      Метод основан на избирательном испарении металла по границам зерен при высоких темпера­
турах.
      2.1.6.2. Образиы определенной формы и размеров (в зависимости от типа установки) с полиро­
ванной поверхностью помещают в высокотемпературную камеру, создают вакуум 0,0133—0,00133 Па
(И )'4—10 s мм рт. ст.) и нагревают доопределенной температуры.
      Дтя 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 легкоокисляюшихся
элементов (А!, Сг и др.) рекомендуется использовать защитные экраны - геттеры из металлов,
обладающих большим сродством к кислороду (Та, Ti, Cd, Zr и др.).
2*