GBT 3488.3-2021 硬质合金 显微组织的金相测定 第3部分:Ti(C,N)和WC立方碳化物基硬质合金显微组织的金相测定.pdf

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标准编号:GBT 3488.3-2021
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标准类别:综合标准
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GBT 3488.3-2021 标准规范下载简介

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GBT 3488.3-2021是中国国家标准(国标)的一部分,具体涉及到硬质合金显微组织的金相测定,特别是针对Ti(C,N)和WC立方碳化物基硬质合金的金相测定。这份标准详细规定了如何通过金相学方法对这类硬质合金的微观结构进行分析,以了解其微观组成、相结构、晶粒大小、碳化物分布等特性。

硬质合金是一种用途广泛的工业材料,主要用于切削工具、耐磨工具、模具等领域,其性能好坏在很大程度上取决于其显微组织。Ti(C,N)和WC立方碳化物基硬质合金具有高硬度、高耐磨性和高温性能,金相测定对于保证其产品质量和优化其性能至关重要。

该标准可能包括实验方法、设备要求、样品制备、显微镜操作规程、组织特征的识别和分析,以及数据处理和报告要求等。它为硬质合金的生产、加工和质量控制提供了一套标准化的金相分析操作指南。

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硬质合金显微组织的金相测定

/Co类硬质合金显微结构的金相测定方法, 本文件适用于烧结后的硬质合金(烧结碳化物硬质合金或金属陶瓷),此种合金的主要硬质相为 炭化物和氮化物。本文件也适用于使用截线法测定相尺寸和分布的测试。

下列术语和定义适用于本文件。 3.1 纳米晶粒 nano 单个碳氮化物或立方碳化物相尺寸小于0.2um。 注:采用GB/T3488.2一2018中所描述的平均截线法测量 3.2 超细晶粒 ultrafine 单个碳氮化物或立方碳化物相尺寸为0.2um~0.5um。 注:采用GB/T3488.2一2018中所描述的平均截线法测量, 3.3 亚细晶粒 submicron 单个碳氮化物或立方碳化物相尺寸为0.5um~0.8um。 注:采用GB/T3488.2一2018中所描述的平均截线法测量, 3.4 细晶粒 fine 单个碳氮化物或立方碳化物相尺寸为0.8um~1.3um。 注:采用GB/T3488.2—2018中所描述的平均截线法测量。

3.5 中晶粒 medium 单个碳氮化物或立方碳化物相尺寸为1.3um~2.5um。 注:采用GB/T3488.2一2018中所描述的平均截线法测量。 3.6 粗晶粒 coarse 单个碳氮化物或立方碳化物相尺寸为2.5um6.0um。 注:采用GB/T3488.2一2018中所描述的平均截线法测量。 3.7 超粗晶粒 extra coarse 单个碳氮化物或立方碳化物相尺寸大于6.0um。 注:采用GB/T3488.2一2018中所描述的平均截线法测量, 3.8 Ti(C,N)类金属陶瓷 Ti(C,N)cermets Ti(C,N)类金属陶瓷含有3%~30%质量分数的粘结相金属,主要为Co和/或Ni,有时会含 有Mo。 注1:其余的是大量硬质相和少部分杂质。 注2:硬质相主要为碳化钛、氮化钛和/或碳氮化钛,也有可能包含(Ti,Ta)、(Ti,W)或(Ti,Ta,W)的碳氮化物。 注3:这类材质中通常含有芯/环结构晶粒的硬质相。 3.9 WC立方碳化物硬质合金 WC/cubiccarbidehardmetals 含有一定数量立方相碳化物的六方WC基硬质合金,如TiC或TaC,这类立方相碳化物可以和W 形成固溶体, 注1:这些材料通常含有芯/环结构晶粒的硬质相。 注2:见表1。 3.10 相域 phaseregion 硬质合金中的各组成成分,如WC、立方碳化物、粘结金属

下列符号适用于本文件。 A 面积,平方毫米(mm) ECD 被测相的圆当量直径装配式住宅中的连接技术工作总结论文,微米(um) L 被测相的截线总长,毫米(mm) 1; 被测相中单个截线段的测量长度,微米(um) Z1 单个截线段测量长度的总和 1 x相中截线法测量的长度的算术平均值,微米(um) N 直线横穿待测相晶界的数量 n 被截取的WC、碳氮化物或立方碳化物晶粒的数量 m 放大倍率 m mnx 最大放大倍率 最小放大倍率

本文件给出了测量非WC/Co类硬质合金中硬质相和粘结相尺寸平均值的最佳方法。本文件推荐 用截线法获得晶粒尺寸的数据。应采用GB/T3488.1一2014中所述的方法处理金相样品。 金相制样和腐蚀方法与相尺寸测量方法一样重要(详见ASTMB657、ASTMB665、参考文献L1 I[2])。基本方法见GB/T3488.1一2014。更进一步的信息见第8章。通常考虑的主要硬质合金的类 有两类:含有立方碳化物和WC的硬质合金、TiC或Ti(C,N)类金属陶瓷(参考文献[3]、[4]、[5])。 方碳化物相是指有立方晶格的碳化物,如TiC、TaC,此类相在烧结后会以固溶体的形式包含W。这 材质通常含有芯/环结构晶粒的硬质相。测定内部结构信息的指导方法参照GB/T3488.2一2018的 寸录A。 最直接测量相尺寸的方法是将待测显微结构截面抛光,并用腐蚀液腐蚀,然后用面积计算法或截线 等定量金相检测方法来测量相尺寸的平均值 有以下3种通过不同相的数量定义平均尺寸的方法: 长度(穿过相的二维截面的截线长度); 面积(相区域的二维截面的面积); 体积(单个相区域)。 测量参数(长度、面积、体积)的总和除以参数个数得到对应参数的平均值。 相尺寸通常用长度来计算。可以通过以下几种途径来计算得出: 通过平行线或圆来测量,详细方法参照ASTME112; 通过测量横穿待测结构的截线段长度来计算,此法为截线法,也叫Heyn法; 通过圆当量直径计算,先测量硬质相晶粒的面积,然后计算与其具有相等面积圆的直径,详细 方法见GB/T3488.2—2018

6.1光学金相显微镜,或者其他有足够放大倍率能够观察和测量的光学仪器。 6.2扫描电子显微镜(SEM),能够观察和测量因尺寸太小而光学显微镜不能测量的特征相 6.3制样设备

6.1光学金相显微镜,或者其他有足够放大倍率能够观察和测量的光学仪器。

显微结构的选取对测量结果的准确性有很大影响,需要注意9.1.2~9.1.4中的说明

分析照片的选择应能代表整个截面并具有随机性。至少准备4张照片,以便于详细分析,每种相关 相测量至少200个相域

GB∕T 15240-1994 室外照明测量方法9.1.3同类硬质相的测定

这种情况下,从样品确定位置获得 系列照片进行汇总分析,以保证每个位置测量至少200个相 允许这么测量,是因为相尺寸对误差的影响大于因不同位置而引起的测量误差(相对误差正比于 /VN,这里N为每个位置的相个数)

如果相邻两个观测区域内的微观结构不同,则需要增加用来判定的照片的数量,但减少判定照片的 领度,同时测量结果总数要大于200个。 照片放大倍率的选择应控制在每个视场横向贯穿10个~20个相域,允许单个截线的测量误差在 0%以内。一般允许在一张照片上画3条或4条直截线,且不准许多次横截任何单个相域。绝大部分 便质合金的组织都是各向同性的,因此画线是否平行不是很重要。如果是各向异性,宜随机画线并允许 它们相交(参见参考文献[11])。因此,每个图像应能获得大约50条截线

推荐采用截线的算术平均值来定义相大小。这种方式最为简单,且可以汇总所有数据量化分布 范围。 对于具有2个相、3个相或4个相的材料来说,例如Ti(CN)或者WC立方碳化物混合晶硬质合 金,由于每个相都需要独立测量,截线法比较不容易操作,但截线法仍然可以提供相尺寸分布信息。 在已校准过的硬质合金金相照片上画一条直线,当这条线截取了一个硬质相或粘结相区域时,使用 标尺测量此截线的长度(l;,其中i=1,2,3,n,对应第1,2,3,n个晶粒)。建议至少统计100个长 度,为了将平均尺寸(相或晶粒)误差降低至10%以下,宜统计200个以上。 平均截距的相或粘结相尺寸d定义见公式(1):

硬质合金相尺寸一般为0.01um~10μm。由于存在测量误差,大于1.0um的保留一位小数,小 um的保留2位小数。因此,最终报出结果会有两种形式,如3.4um或0.18μm

9.2.2截线法测量相尺寸

图21展示了典型的WC/CC/Co显微结构,其中白色晶体为WC,黑色是Co粘结相,立方相显示 深灰色芯和浅灰色环的晶体。通过截线法,所有这些组成相的尺寸和体积分数的测定都变得相当

《航天电子产品静电防护要求 GB/T32304-2015》3488.32021/ISO449

测量的视场数量; 每个相关相截线段的总数; i) 被描述相的截线法的算术平均值,单位为微米; ) 除非特别说明,请使用本文件推荐的方法测量尺寸分布; k)本文件未规定或视为可选的所有操作; 所有影响试验结果的细节或操作。 此外,试验报告通常包含以下信息: 如果有存档,则需注明照片的编号; 试样来源和客户要求的测试方法和信息; 最大截线长度; 最小截线长度; 光学显微镜物镜的数值孔径; 扫描电镜的加速电压、工作距离和光阑; 测量误差的评定

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