奥氏体和镍基合金的双相晶粒尺寸

金属具有晶体结构。当金属从熔融状态凝固时，许多细小的晶体开始生长。这些晶体在固体金属中形成晶粒。当形成锻造金属时，产品会经历重复的轧制循环以减小横截面，并进行退火以使晶粒重结晶。这不仅可以增强产品强度，而且还可以使产品具有非常均匀的颗粒。

晶粒度对大多数机械性能都有可测量的影响。例如，在室温下，硬度，屈服强度，抗拉强度，疲劳强度和冲击强度都随着晶粒尺寸的减小而增加。  

有时会观察到双相晶粒结构，尤其是在镍基合金中。双相晶粒结构是在相同的金属基体中同时存在相对粗大晶粒和细微晶粒的结构。由于热机械加工的历史，某些金属和合金可能会出现双相晶粒，通常发生在重结晶不完全的试样中，或者是晶粒快速生长的开始。晶粒度分布的双相性质可以高度隔离，在其他情况下，这两种分布是混合的。将平均晶粒度值分配给双相晶粒度样品不能充分表征该样品的外观，甚至可能会歪曲其外观。例如，

图A显示了相对较好的混合双峰分布的晶粒尺寸。

另一方面，图B显示了双相晶粒尺寸条件的极端隔离的示例。沿该低碳钢试样的表面出现晶粒长大。

双工状态的另一种隔离形式是所谓的“项链”类型，如图C所示。这是由高度合金化的不锈钢制成的，其中细的重结晶晶粒围绕着较大的非重结晶晶粒。

细颗粒和粗颗粒的数量可以有很大的不同。图D显示了镍基合金中细晶粒和粗晶粒的面积百分比更加相等。

同样，此类样品的晶粒尺寸不应用一个平均值来描述，因为在样品中很可能不会有任何实际尺寸的晶粒。最好的方法是确定具有双峰或双峰晶粒度分布的样品中每种晶粒度分布的面积百分比和每种分布的平均晶粒度。ASTM E118提供了识别双相晶粒尺寸存在的测试方法。航空航天工业中的一个常见类别，涉及诸如inconel718圆棒和锻件的等级。在那里，ASTM规格允许金属中的双相晶粒尺寸。一个示例可能显示为“晶粒尺寸为5到6，偶尔晶粒最大为00”。这意味着大部分（通常为80％）的晶粒是均匀的5-6，但可能会有单个的晶粒，如果不超过所测晶粒总数的20％，则可以接受。并非所有规格都相同；AMS 5662针对整个产品横截面而不是单个晶粒样品调用20％规则。 

下表中从SNECMA文档中详细阐述了ASTM E-1181中描述的与双相晶粒尺寸相关的其他术语：

从上面开始，SNECMA将三类晶粒结构定义为可接受，如下：
第1类：平均晶粒差异在2个晶粒度数以内=单一总体结构
第2类：差异在3个晶粒度数之内=混合晶粒度
3类：差异是4个或更多平均 晶粒尺寸数=双相晶粒结构

双相晶粒并不是拒绝产品的直接原因，在许多情况下，最终用户及其规格允许并公开接受双相晶粒。