Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4393:2009 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 643:2003) quy định phương pháp kim tương để xác định độ lớn hạt biểu kiến của ferit hoặc austenit trong các loại thép. Dưới đây là phần tóm tắt chi tiết và chuyên sâu về Phần mở đầu cùng các điều khoản đầu tiên (từ Điều 1 đến Điều 4) của tiêu chuẩn này.

Điều khoản này xác định rõ giới hạn, mục đích và đối tượng áp dụng của phương pháp thử nghiệm:

• Tiêu chuẩn quy định phương pháp kim tương để xác định độ lớn hạt biểu kiến của ferit hoặc austenit trong thép. Phương pháp này mô tả các kỹ thuật làm hiện biên giới hạt và ước lượng kích thước hạt trung bình đối với các mẫu thử có sự phân bố kích thước hạt đơn mode (đồng nhất).
• Mặc dù các hạt trong kim loại có dạng hình khối ba chiều, mặt phẳng cắt kim tương chỉ có thể cắt qua một hạt tại một vị trí bất kỳ từ đường kính cực đại đến điểm góc. Do đó, trên mặt phẳng cắt hai chiều sẽ xuất hiện các kích thước hạt khác nhau, ngay cả khi mẫu thép có kích thước hạt hoàn toàn đồng đều trong không gian ba chiều.
• Tiêu chuẩn này cũng áp dụng cho việc xác định độ lớn hạt của các mẫu thép có cấu trúc hạt không đồng nhất hoặc có sự phân bố kích thước hạt đa mode, tuy nhiên quy trình đánh giá sẽ yêu cầu các phương pháp đo lường và tính toán phức tạp hơn được quy định ở các phần sau.

Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác, việc viện dẫn các tài liệu tiêu chuẩn liên quan là bắt buộc. Các tài liệu viện dẫn bao gồm:

• TCVN 4398 (ISO 3785) về Thép - Hướng dẫn lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử kim tương để đảm bảo bề mặt mẫu không bị biến dạng cấu trúc trước khi quan sát.
• ISO 14250 về Thép - Đo lường và đánh giá sự phân bố kích thước hạt kim loại bằng phương pháp tự động hóa, hỗ trợ cho việc phân tích hình ảnh kỹ thuật số chuẩn xác.

Tiêu chuẩn thiết lập hệ thống thuật ngữ chuyên ngành để thống nhất cách hiểu và thực hiện trong quá trình phân tích kim tương:

• Hạt (Grain): Vùng tinh thể riêng lẻ có cấu trúc mạng tinh thể đồng nhất, được bao bọc bởi các biên giới hạt.
• Biên giới hạt (Grain boundary): Vùng giới hạn chuyển tiếp giữa các hạt có định hướng tinh thể khác nhau, được làm hiện rõ bằng phương pháp ăn mòn hóa học hoặc các phương pháp vật lý đặc biệt.
• Chỉ số độ lớn hạt (Grain size index - G): Chỉ số không có thứ nguyên biểu thị kích thước hạt trung bình, được xác định bằng các phương pháp so sánh với ảnh chuẩn, phương pháp đếm hạt hoặc phương pháp cắt ngang.
• Hạt austenit (Austenitic grain): Hạt có cấu trúc mạng lập phương tâm mặt, tồn tại ở vùng nhiệt độ cao (vùng austenit hóa) hoặc được giữ lại ở nhiệt độ phòng đối với các loại thép austenit hợp kim cao.
• Hạt ferit (Ferritic grain): Hạt có cấu trúc mạng lập phương tâm khối, tồn tại ở nhiệt độ phòng trong các loại thép cacbon thấp hoặc thép hợp kim thấp sau quá trình nguội chậm.

Để thuận tiện cho việc tính toán toán học và biểu diễn kết quả phân tích, tiêu chuẩn quy định các ký hiệu và chữ viết tắt thống nhất sau đây:

• G: Chỉ số độ lớn hạt biểu kiến (được tính toán theo công thức chuẩn hóa của tiêu chuẩn).
• m: Số lượng hạt trên một milimét vuông diện tích bề mặt mẫu thử (đơn vị: hạt/mm²).
• N: Số lượng hạt quan sát được trong một diện tích thực tế hoặc diện tích quy chuẩn trên ảnh kim tương.
• d: Đường kính trung bình của hạt, tính bằng milimét (mm).
• L: Tổng chiều dài của các đường đo cắt qua các hạt trên mẫu thử, tính bằng milimét (mm).
• M: Độ phóng đại của kính hiển vi kim tương được sử dụng trong quá trình quan sát và chụp ảnh mẫu thử.