声明

本文是学习GB-T 13299-2022 钢的游离渗碳体、珠光体和魏氏组织的评定方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们

1 范围

本文件规定了钢的游离渗碳体、珠光体和魏氏组织试样的切取与制备以及评定方法。

本文件适用于低碳、中碳钢的钢板、钢带和钢棒(坯)的游离渗碳体、珠光体和魏氏组织的评定，其他

钢种可参照使用。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文
件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于

本文件。

GB/T 13298 金属显微组织检验方法

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

铁素体 ferrite

含有合金元素的a-Fe 固溶体。

[来源：GB/T 30067—2013,2.2.247]

3.2

珠光体 pearlite

当铁碳合金中的碳含量大于0.025%且小于6.67%时，奥氏体中的局部区域趋于共析成分时形成的
一种亚稳态微观组织结构。这种组织是在共析转变的过程中缓慢冷却形成的，为铁素体和渗碳体形成

的交替片层结构。

[来源：GB/T 30067—2013,2.2.348]

3.3

游离渗碳体 free cementite

独立存在于铁素体基体或晶界上的颗粒状渗碳体。

注：含碳量不大于0.
15%低碳退火钢中的游离渗碳体主要是珠光体转变产物，其中也可能会存在少量的三次渗碳

体；对于极低碳(含碳量小于0.02%)钢中的游离渗碳体就是三次渗碳体。

3.4

珠光体团 pearlite colony

同一相的片层有相同取向的有界限聚合体。

[来源：GB/T 30067—2013,2.2.349]

GB/T 13299—2022

3.5

魏 氏 组 织 Widmanstaten structure

在亚共析钢中，先共析的铁素体从奥氏体晶界或晶内沿着奥氏体的一定晶面向晶内生长，呈针状析

出，其间存在着珠光体的组织。

[来源：GB/T 30067—2013,2.2.268,有修改]

4 试样的切取与制备

4.1 试样的切取

4.1.1 切取位置

一般情况下，试样应在交货状态的钢材(或中间坯)上截取，取样方法和数量按产品标准或技术条件
规定。如果没有特殊规定，游离渗碳体和珠光体试样的检验面应平行于钢带、钢板及钢棒(坯)等钢材的
纵轴，魏氏组织试样的检验面应垂直于钢带、钢板及钢棒(坯)等钢材的纵轴，具体取样位置方法建议见
图1～图6(其中A 位置适用于检测魏氏组织试样的取样，B
位置适用于检测游离渗碳体和珠光体试样

的取样)。

4.1.2 钢板或钢带取样方法

钢板或钢带的取样如下：

a) 厚度小于或等于25 mm
的钢板或钢带：试样在钢板(带)中心到外表面的中间部位切取，检验
面应为全厚度截面(见图1),试样长度建议不小于20 mm;

b) 厚度大于25 mm、 小于或等于50 mm
的钢板或钢带：试样在钢板(带)中心到外表面的中间部
位切取，检验面为钢板厚度的1/2截面(见图2),检验面积建议不小于200 mm²;

c) 厚度大于50 mm
的钢板或钢带：试样在钢板(带)中心到外表面的中间部位切取(见图3),检
验面积建议不小于200 mm²。

style="width:7.46672in;height:4.00664in" />

图 1 厚度小于或等于25 mm 钢板的取样示意图

GB/T 13299—2022

style="width:7.33346in;height:4.56676in" />

图 2 厚度大于25 mm、 小于或等于50 mm 钢板的取样示意图

style="width:5.9in;height:4.16658in" />

图 3
厚度大于50 mm 钢板的取样示意图

4.1.3 钢棒或钢坯取样方法

钢棒或钢坯的取样如下：

a) 直径或边长小于或等于25 mm
的钢棒或钢坯：试样应切取通过直径的整个截面(见图4),试
样长度建议不小于20 mm;

b) 直径或边长大于25 mm、 小于或等于40 mm
的钢棒或钢坯：试样在钢棒(坯)中心到外表面的
中间部位切取，检验面为通过直径的截面的一半(由试样中心到边缘，见图5),检验面积建议
不小于200 mm²;

c) 直径或边长大于40 mm
的钢棒或钢坯：试样在钢棒(坯)中心到外表面的中间部位切取，检验
面为钢材外表面到中心位置的部分截面(见图6),检验面积建议不小于200 mm²。

GB/T 13299—2022

style="width:5.66667in;height:5.69338in" />

图 4
直径或边长小于或等于25 mm 钢棒或钢坯的取样示意图

style="width:5.91337in;height:5.37328in" />

图 5 直径或边大于25 mm、 小于或等于50 mm
长钢棒或钢坯的取样示意图

GB/T 13299—2022

style="width:5.86004in;height:5.80668in" />

图 6
直径或边长大于40 mm 的钢棒或钢坯的取样示意图

4.1.4 试样切取的方法

试样应在不影响试样组织的冷状态下用机械方法切取。若用气割或热切等方法切取时，应将熔化

区、热影响区和塑性变形区完全去除。

4.2 试样的制备

试样的研磨和抛光按GB/T13298
的有关规定执行。试样的浸蚀宜采用4%硝酸乙醇溶液，浸蚀的

效果以能清晰显示组织特征为准。

5 游离渗碳体评定方法

5.1 总体原则

本方法适用于含碳量小于或等于0.15%低碳退火钢中游离渗碳体的评定。

5.2 标准评级图比较法

5.2.1
将试样置于金相显微镜明场下观察，放大倍数采用500倍，放大后图像的视场直径为80
mm, 观
察整个检验面，选取检验面上最严重的视场。测定时，以检验面上游离渗碳体最严重的视场与附录
A 中的标准评级图比较评级，确定游离渗碳体的级别。

5.2.2 根据渗碳体的形状、分布及尺寸等特征来确定游离渗碳体的级别。

5.2.3 游离渗碳体评级图谱根据其组织特征划分为三个系列：

a) A
系列：渗碳体呈网状沿晶界分布，根据个别铁素体晶粒外围被渗碳体网包围部分的比率及渗
碳体网的完整程度评定；

b) B
系列：渗碳体呈单层、双层或多层链状分布，根据游离渗碳体颗粒大小和链状层状分布程度
及链状的长度评定；

c) C
系列：渗碳体呈点状，根据点状渗碳体颗粒大小和渗碳体带状分布的程度评定。

5.2.4
每个系列的图片级别均由0级到5级。表1给出了各级别组织特征的具体描述。

GB/T 13299—2022

表 1 游离渗碳体的组织特征

5.2.5
评定结果以级别表示，级别特征在相邻2级之间，可附上半级，必要时应标明系列字母，如1.0A、

2.5B 等。

5.3 图像仪定量分析方法

5.3.1
可以采用金相手工测量法(网格截点法、显微镜刻度法)或金相图像分析软件测定游离渗碳体面
积含量，放大倍数采用500倍，随机测量不少于5个视场。5个视场的位置可在试样边部、四分之一处
或心部，具体位置可由供货双方协定，如无明确规定，在试样厚度四分之一处随机测量5个视场，取5个
视场的平均值作为游离渗碳体百分含量的最终测量结果，结果保留2位小数。具体测定方法可参照
GB/T 15749或 GB/T 18876.1进行。

5.3.2 计算结果标准偏差s、概率95%的扩展不确定度U。 和相对扩展不确定度
Use。 相对扩展不确
定度是测量平均值相对精度的估值，视场数的变化会影响相对精度。通常 Um
不大于30%时，测量结 果有效。如果Usm 大于30%,应增加视场数直至Um
不大于30%。附录 B 给出了 SPCC 钢中渗碳体 的定量分析示例。

6 珠光体评定方法

6.1 总体原则

本方法适用于含碳量0.1%～0.30%的钢板、钢带和钢棒(坯)的珠光体的评定。

6.2 评定方法

6.2.1
将试样置于金相显微镜明场下观察，放大倍数采用500倍，放大后图像的视场直径为80
mm, 观

GB/T 13299—2022

察整个检验面，选取检验面上最严重的视场进行评定。测定时，以检验面上各视场中最严重的视场与附

录 C 中的标准评级图比较评级，确定珠光体的级别。

6.2.2
根据珠光体的结构(粒状、细粒状珠光体团或片状)、数量和分布等特征评定级别。

6.2.3 评级图谱根据其组织特征划分为三个系列：

a) A
系列：适用于含碳量0.10%～0.20%冷轧钢中粒状珠光体的评级，级别越大，则渗碳体颗粒
聚集并趋于形成带状；

b) B
系列：适用于含碳量0.10%～0.20%热轧钢中细粒状珠光体团的评级，级别越大，则粒状珠
光体向形成变形带的片状珠光体过渡(并形成分割开的带);

c) C
系列：适用于含碳量0.21%～0.30%热轧钢中珠光体的评级，级别越大，则细片状珠光体由
大小不太均匀而分布均匀的团状结构过渡为不均匀的带状结构，此时应根据由珠光体聚集所
构成的连续带的宽度评定。

6.2.4
每个系列的图片级别均由0级到5级。表2给出了各级别组织特征的具体描述。

表 2 珠光体的组织特征

6.2.5
评定结果以级别表示，级别特征在相邻2级之间，可附上半级，必要时应标明系列字母，如1.0A、
2.5B等。

7 魏氏组织评定方法

7.1 总体原则

本方法适用于含碳量介于0.15%～0.50%之间的钢板、钢带和钢棒(坯)的珠光体钢魏氏组织的

评定。

7.2 评定方法

7.2.1
将试样置于金相显微镜明场下观察，放大倍数采用100倍，标准视场直径为80 mm,
观察整个检

GB/T 13299—2022

验面，选取检验面上最严重的视场。测定时，以检验面上各视场中最严重的视场与附录
D 中的标准评

级图比较评级，确定魏氏组织的级别。

7.2.2
根据析出的针状铁素体数量、尺寸和铁素体网的大小评定魏氏组织的级别。

7.2.3 魏氏组织评级图谱根据其组织特征划分为两个系列：

a) A 系列：适用于含碳量0.15%～0.30%钢的魏氏组织评级。

b) B 系列：适用于含碳量0.31%～0.50%钢的魏氏组织评级。

7.2.4
每个系列的图片级别均由0级到5级。表3给出了各级别组织特征的具体描述。

表 3 魏氏组织的组织特征

7.2.5
评定结果以级别表示，级别特征在相邻2级之间，可附上半级，必要时应标明系列字母，如1.0A、
2.5B等。

8 试验报告

试验报告宜包括以下各项内容：

a) 钢的牌号、批号及规格；

b) 试样编号；

c) 本文件编号；

d) 试样状态；

e) 检测项目和结果；

f) 检测日期；

g) 检测者姓名。

GB/T 13299—2022

附 录 A

(规范性)

游离渗碳体标准评级图

A.1 A 系列标准评级图见图 A.1。

style="width:6.30659in;height:6.2667in" />

0 级

style="width:6.19386in;height:6.2271in" />

1 . 0 级

图 A.1 A 系列标准评级图

GB/T 13299—2022

style="width:6.23323in;height:6.28672in" />

2 .0级

style="width:6.18666in;height:6.24008in" />

3 . 0级

图 A.1 A 系列标准评级图(续)

GB/T 13299—2022

style="width:6.31992in;height:6.2535in" />

4 .0级

style="width:6.19343in;height:6.30014in" />

5 .0级

图 A.1 A 系列标准评级图(续)

style="width:0.25331in;height:0.17336in" />style="width:0.41992in;height:0.2134in" />

GB/T 13299—2022

A.2 B 系 列 标 准 评 级 图 见 图 A.2。

style="width:6.31331in;height:6.28012in" />

0 级

00

style="width:0.8566in;height:0.24673in" />

style="width:0.34661in;height:0.17336in" />

style="width:0.10667in;height:0.17314in" />

O

style="width:0.14663in;height:0.14674in" />

style="width:0.34676in;height:0.24662in" />

style="width:0.26007in" />

20 μm

1 .0级

图 A.2 B 系列标准评级图

12

style="width:0.16677in;height:0.1265in" />

GB/T 13299—2022

style="width:0.15985in;height:0.13992in" />

style="width:0.26652in;height:0.3333in" />

style="width:0.14003in;height:0.1133in" />

style="width:0.2467in;height:0.22682in" />

style="width:0.23333in;height:0.13992in" />

style="width:0.29988in;height:0.2332in" />

style="width:0.30664in;height:0.20658in" />

20 μm

2 .0级

style="width:6.38002in;height:6.33336in" />

3 . 0级

图 A.2 B 系列标准评级图(续)

13

style="width:6.37025in;height:13.18174in" />GB/T 13299—2022

4.0级

5.0级

图 A.2 B系列标准评级图(续)

style="width:6.29333in;height:13.38018in" />class="anchor">GB/T 13299—2022

A.3 C 系列标准评级图见图 A.3。

0 级

1 . 0 级

图 A.3 C 系列标准评级图

style="width:6.29316in;height:13.1395in" />GB/T 13299—2022

2.0级

3.0级

图 A.3 C 系列标准评级图(续)

GB/T 13299—2022

style="width:6.33403in;height:13.59514in" />

图 A.3 C 系列标准评级图(续)

GB/T 13299—2022

附 录 B

(资料性)

SPCC 钢中渗碳体的定量分析示例

B. 1 样品制备和显示

试样经镶嵌、磨制抛光后，侵蚀吹干。侵蚀渗碳体时，可采用4%硝酸乙醇溶液侵蚀(时间10
s～15 s), 也可使用4%苦味酸乙醇溶液(时间50 s～60s),
用苦味酸乙醇溶液侵蚀可弱化铁素体晶界，侵蚀后视

场内渗碳体显示更加明显。

B.2 图片采集

调节显微镜光源亮度，在试样厚度1/4处选用500×放大倍数采集清晰的渗碳体图片，随机采集

5个视场，渗碳体形貌如图B. 1 所示，可见渗碳体为 B
系列，渗碳体呈单层或双层的链状。

style="width:8.83993in;height:6.64004in" />

图 B. 1 渗碳体形貌图 500×

B.3 渗碳体百分含量的测量

采集渗碳体图片后，用金相图像仪软件进行测量。分析时首先对待检测图片进行二值分割，经二值
分割后的图像选用图像仪中的多相面积百分含量测量功能，测量渗碳体百分含量，这里测得5个视场的

渗碳体百分含量分别为3.15%、3.13%、3.34%、3.19%、3.26%。

B.4 渗碳体百分含量的平均值计算

渗碳体百分含量用多个视场测量的平均值表示，其平均值按公式(B. 1)
计算如下：

style="width:1.97343in;height:0.59334in" /> … … … … … … … … … … …(B. 1)

GB/T 13299—2022

式中：

X— 渗碳体百分含量测量值的平均值；

n — 测量的总视场数；

X,— 第 i 个视场中渗碳体百分含量的测量值。

将 B.3 中测得的5个视场的渗碳体百分含量代入公式(B. 1) 中，计算得：

X=(3. 15%+3. 13%+3.34%+3. 19%+3.26%)/5=3.21%

B.5 结果的精度计算

B.5. 1 标准偏差s

渗碳体百分含量的标准偏差 s 根据公式(B.2) 计算：

style="width:2.99342in;height:1.06656in" /> … … … … … … … … … … …(B.2)

式中：

s ——渗碳体百分含量的标准偏差；

X,— 第 i 个视场中渗碳体百分含量的测量值；

X— 渗碳体百分含量测量值的平均值；

n 测量的总视场数。

将 B.3 中测得的5个视场的渗碳体百分含量和 B.4
中计算所得渗碳体百分含量测量值的平均值代

入公式(B.2) 中，计算得：

style="width:11.65997in;height:0.68002in" />

=0.09%

B.5.2 包含概率为95%时的扩展不确定度 U₉5

按照公式(B.3) 计算包含概率为95%时的扩展不确定度U:

style="width:1.81342in;height:0.61996in" /> … … … … … … … … … … …(B.3)

式中：

Ugs—— 包含概率为95%时的扩展不确定度；

k ——
包含概率为95%时的包含因子，k。值随着测量的总视场数(自由度)而改变(见表
B. 1);

s — 视场测量值的标准偏差；

n —— 测量的总视场数。

将 B.5. 1 中计算所得的视场测量值的标准偏差s 和测量视场5个时k =2.776
代入公式(B.3) 中 ，

计算得：

Us=(2.776×0.09%)/√5=0. 11%

GB/T 13299—2022

表 B.1 在包含概率95%下测量的总视场数对应的 kg 值

B.5.3 相对扩展不确定度(U₉5ml)

利用公式(B.4) 计算渗碳体百分含量的相对扩展不确定度(Ugsei):

style="width:2.40657in;height:0.68662in" /> … … … … … … … … … …(B.4)

式中：

Usel—— 包含概率为95%时的相对扩展不确定度；

U 。s— 包含概率为95%时的扩展不确定度；

X — 渗碳体百分含量测量值的平均值。

将 B.5.2 中计算所得包含概率为95%时的扩展不确定度 U 和 B.4
中计算所得渗碳体百分含量测

量值的平均值代入公式(B.4) 中，计算得：

Use=(0. 11%/3.21%)×100%=3.33%

B.5.4 渗碳体百分含量的表示方法

按照公式(B.5) 表示试样中的渗碳体百分含量：

X=X±U₉s …… ………………… (B.5)

式中：

X — 试样中渗碳体百分含量；

Us— 包含概率为95%时的扩展不确定度；

X 渗碳体百分含量测量值的平均值。

将 B.5.2 中计算所得包含概率为95%时的扩展不确定度 U 和 B.4
中计算所得渗碳体百分含量测

量值的平均值代入公式(B.5) 中，最后得到试样中渗碳体百分含量：

X=3.21%±0. 11%

GB/T 13299—2022

附 录 C

(规范性)

珠光体标准评级图

C.1 A 系列标准评级图见图 C.1。

style="width:6.19327in;height:6.19322in" />

0 级

style="width:6.06662in;height:6.17342in" />

1 . 0级

图 C.1 A 系列标准评级图

style="width:6.23512in;height:13.29746in" />GB/T 13299—2022

2 . 0级

3 .0级

图 C.1 A 系列标准评级图(续)

style="width:6.21529in;height:13.29064in" />

4.0级

5.0级

GB/T 13299—2022

图 C.1 A 系列标准评级图 ( 续 )

GB/T 13299—2022

C.2 B 系列标准评级图见图C.2。

style="width:6.19988in;height:6.22666in" />

0 级

style="width:6.22002in;height:6.2733in" />

1.0级

图 C.2 B 系列标准评级图

GB/T 13299—2022

style="width:6.35343in;height:6.28672in" />

2 .0级

style="width:6.24in;height:6.24668in" />

3 .0级

图 C.2 B 系列标准评级图(续)

style="width:6.29984in;height:13.30208in" />GB/T 13299—2022

4.0级

5 .0级

图 C.2 B 系列标准评级图(续)

GB/T 13299—2022

C.3 C 系列标准评级图见图 C.3。

style="width:6.20995in;height:6.15054in" />

0 级

style="width:6.25637in;height:6.24976in" />

1 .0级

图 C.3 C 系列标准评级图

style="width:6.28475in;height:13.14984in" />GB/T 13299—2022

2.0级

3.0级

图C.3 C系列标准评级图(续)

style="width:6.28657in;height:13.3067in" />GB/T 13299—2022

4.0级

5.0级

图 C.3 C 系 列 标 准 评 级 图
( 续 )

GB/T 13299—2022

附 录 D

(规范性)

魏氏组织标准评级图

D.1 A 系列标准评级图见图 D.1。

style="width:6.30671in;height:6.28012in" />

0 级

style="width:6.28673in;height:6.2733in" />

1 . 0级

图 D.1 A 系列标准评级图

style="width:6.30553in;height:13.16568in" />

2.0级

3.0级

GB/T 13299—2022

图 D.1 A 系列标准评级图 (续)

style="width:6.26659in;height:13.3133in" />GB/T 13299—2022

4.0级

5.0级

图 D.1 A 系 列 标 准 评 级 图 ( 续 )

GB/T 13299—2022

D.2 B 系列标准级图见图 D.2。

style="width:6.22145in;height:6.18178in" />

0级

style="width:6.22129in;height:6.23458in" />

1 . 0级

图 D.2 B 系列标准评级图

style="width:6.24224in;height:13.21848in" />GB/T 13299—2022

2.0级

3.0级

图 D.2 B 系列标准评级图 (续)

style="width:6.25321in;height:13.32012in" />GB/T 13299—2022

4.0级

5.0级

图 D.2 B 系 列 标 准 评 级 图
( 续 )

GB/T 13299—2022

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