🔬 按ASTM测定平均晶粒度——标准评级图比较法、面积法（Jeffries）和截点法（Heyn、圆截线），结果以晶粒度级别数G表示；ASTM E112

材料与无损检测 ASTM E112

概述

标准内容。据出版方页面（store.astm.org，2026年10月10日读取；现行E112-25ε1页面上的范围和意义逐字相同），ASTM E112-25的范围：用三种程序测量平均晶粒度——比较法、面积法（Jeffries）和截点法；也可用于组织外观与标准评级图相似的非金属材料。主要适用于单相晶粒组织，但也可用于测定多相试样中某一特定类型晶粒的平均尺寸（1.1）。适用于晶粒面积、直径或截距长度呈单峰分布（近似对数正态）的试样；双峰分布见ASTM E1181，细晶基体中的个别极粗晶粒见E930（1.2）。只涉及截面平面上的晶粒度，而非空间晶粒度（1.3）。描述的是手工技术；半自动和自动图像分析见ASTM E1382（1.4）。不规定材料的验收限值（1.5）。标准结构（1.8）：包括取样、试样、校准、显微照片、比较法、面积法、截点法通则、Heyn法（直线截点）、圆截线法（Hilliard——单圆，Abrams——三圆）、统计分析、非等轴晶粒、含两相及多相的试样、报告、精密度；附录：ASTM晶粒度级别数的依据、换算公式、铁素体钢和奥氏体钢中的奥氏体晶粒度、断口晶粒度法、铜及铜合金的要求、特殊情况的应用。

三种程序（据同一页面的第4节）。比较法——不计数：将组织与一系列分级图像（挂图、叠加片、目镜网格）比较；总体上倾向于把晶粒评得略粗（G级别数低1/2–1级），重复性和再现性通常为 ± 1级。面积法——在已知面积内计数晶粒；单位面积晶粒数NA给出级别数G；以合理的工作量可达到 ± 0.25个单位的精密度，结果无偏差，重复性和再现性低于 ± 0.5；需要对已计数的晶粒作标记。截点法——计数测量线截过的晶粒数，或单位长度上晶界与测量线的交点数，由此计算平均截距长度ℓ和级别数G；精密度优于 ± 0.25，结果无偏差，在相同精密度下比面积法更快。对于等轴晶粒，与标准评级图比较最方便，且对大多数商业用途足够准确；需要更高准确度时——用截点法或面积法；晶粒拉长时尤其用截点法（4.2）。有争议时，仲裁程序始终是面积法（4.3）。不应估算严重冷加工材料的平均晶粒度；部分再结晶的变形合金以及轻度至中度冷加工的材料可按非等轴晶粒处理（4.4）。标准评级图不用于测量单个晶粒——它们显示的是尺寸分布（4.5）。

版本。ASTM商店（2026年10月10日）将E112-25ε1标为现行版本——即带编辑性勘误（ε1；页面未说明勘误内容）的E112-25；E112-25本身的页面标为“Historical”。较早的版本包括E112-24、E112-13(2021)、E112-13和E112-12。ASTM没有该标准的波兰语版。PN-EN ISO 643（本数据库另有条目）也描述了钢的显微晶粒度测定——那是另一份文件，有其自己的程序。

实验室数量及书写形式（2026年10月10日的认可范围数据库副本，以及2026年10月10日读取的现行PCA文件）。在波兰的认可范围中，“E112”出现在9家实验室的13条记录中：AB 019、AB 053（一个双语条目的5条记录）、AB 099、AB 128、AB 490、AB 608、AB 792、AB 1283和AB 1629；9份现行PCA文件中均有该标准，无暂停条目。版本：E112-25（AB 490、AB 792、AB 1283、AB 1629）、E112-24（AB 053）、E112-13(2021)（AB 099）、不带年份（AB 019、AB 128、AB 608）。“实验室”标签页（“ASTM E112”）显示21家实验室——8家波兰的和13家捷克的（2026年10月10日在生产服务器上测量）；不包括写作带空格的“ASTM E 112”的实验室：AB 792（“ASTM E 112-25”）和七家捷克实验室。

实验室检测内容（副本和PCA文件）。用光学（光）显微镜法测定金属制品和材料、钢、钢材产品、铸造和结构产品、铸态或变形态金属和合金中的晶粒度。认可范围中注明的程序：按标准评级图比较（AB 019、AB 053、AB 128、AB 490、AB 1629），另有截点法和面积法（AB 1629）或截点法和晶粒计数（AB 128）；AB 099、AB 608、AB 792和AB 1283只注明光学（光）显微镜，未注明程序。

容易得出看似正确结果的地方。第一——比较法高估晶粒粗度：评级图得出的结果常比实际低1/2–1个G级，离散为 ± 1级；当要求接近级别界限时，与评级图比较不能作出判定。第二——争议：只有面积法是仲裁方法（4.3）。第三——冷加工材料：根本不估算平均晶粒度；此类试样的结果没有意义。第四——双峰分布或个别粗大晶粒：本标准不涵盖（E1181、E930）——细晶和粗晶混合物的平均值会产生误导；AB 792在与E112相同的条目中列有这两项标准。第五——ASTM E112的级别数G与按PN-EN ISO 643得出的结果是两项不同标准的结果；要求其中一项时，不得给出另一项的结果——而9家实验室中有8家在认可范围的同一条目中同时列有这两项标准。

我们不提供的内容。除出版方页面上的范围（第1节）和意义（第4节）外，我们没有阅读标准的其他内容——我们不提供G的计算公式、放大倍数、视场数和计数次数、试样制备和浸蚀方法以及换算表。

方法原理

在金相试样的平面截面上（光学显微镜）测定单相组织的平均晶粒度：与分级标准图像比较，在已知面积内计数晶粒（Jeffries，面积法），或计数晶界与测量线或测量圆的交点（截点法）；结果以ASTM晶粒度级别数G表示（ASTM E112-25，1.1和4.1，据出版方页面）。有争议时以面积法为准。

应用领域

• 单相金属；多相组织中某一特定类型的晶粒；组织外观相似的非金属材料（1.1）
• 等轴晶粒——比较法足以满足大多数商业用途；拉长晶粒——截点法（4.2）
• 认可范围中：9家波兰实验室（版本-25、-24、-13(2021)及不带年份）

关键参数

标准

标准编号

ASTM E112-25ε1

标准名称（波兰语）

Metody wyznaczania średniej wielkości ziarna (tłumaczenie tytułu nasze; norma ASTM nie ma polskiego wydania)

标准名称（英语）

Standard Test Methods for Determining Average Grain Size

分步操作程序

1. 评定试样的适用性

   单相组织或特定类型的晶粒；不适用于严重冷加工材料；单峰分布（否则见E1181/E930）。

2. 试样制备和观察

   平面截面，显示晶界，光学显微镜；细节我们不提供。

3. 测量

   与评级图比较（等轴晶粒，商业用途）或计数——面积法（面积内的晶粒）或截点法（直线/圆上的交点）；晶粒拉长时——截点法。

4. 结果

   ASTM晶粒度级别数G；注明程序和标准版本（现行E112-25ε1，截至2026年10月10日）；有争议时——面积法。

所需设备与仪器

试剂、培养基与耗材

职业健康与安全

• 试样浸蚀——腐蚀性和有毒试剂；通风橱、手套、护目镜
• 标准本身不涉及安全问题；制定安全和健康规范是使用者的责任（1.7）

常见问题