不锈钢和耐热钢的金相组织及检验

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1、不锈钢与耐热钢金相检验二0一一年十月十五日不锈钢的金相检验定义不锈钢——在空气和弱腐蚀介质中抵抗腐蚀的钢耐酸钢——在酸、盐溶液等强腐蚀介质中抵抗腐蚀的钢由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。统称不锈耐酸钢，简称不锈钢。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。分类按金相组织划分(GB/T13304-1991)F、M、A、A-F、PH按合金元素种类划分Cr、Cr-Ni、Cr-Ni-Mo、Cr-Mn-Ni特点及用途良好耐腐蚀性、氧化性、优异的力学性能、物理性能、工艺性能化工、能源、机械、轻工等行业得到广泛的应用。合金元素

2、不锈钢中常见的合金元素：C、Cr、Ni、Mn、Si、N、Nb、Ti、Mo奥氏体形成元素：C、Ni、Mn、N、Cu等铁素体形成元素：Cr、Si、Ti、Nb、Al、Mo等合金元素的作用提高基体金属的电极电位在室温下获得单相固溶体组织表面形成结构致密、不溶于腐蚀介质、电阻高的保护膜。单合金元素的作用C:稳定A元素，强化M钢的重要元素，极易与其他合金元素形成合金碳化物，导致不锈钢的晶界腐蚀。Cr:F形成元素，提高基体金属的电极电位，易与C生成M7C3、M23C6，钝化能力很强，形成Cr2O3Ni:稳定A元素，提高基体金属的电极电位，减少δ铁素体的含量Mn:与Ni作

3、用相似，稳定A元素，减少δ铁素体的含量，可以代替Ni。单合金元素的作用Ti、Nb:F形成元素，强化铁素体，优先于Cr与C结合生成TiC、NbCAl、Si:F形成元素，强化铁素体，和O结合生成致密的Al2O3、SiO2氧化膜，过量降低钢的塑性。Mo:F形成元素，强化铁素体，提高耐腐蚀性能铁素体不锈钢成分、牌号、特点成分：含Cr：11~30%，尚可含少量的Mo、Nb、Ti，基本上不含Ni。Cr17型和Cr25型常用牌号：06Cr13Al、10Cr17、10Cr17Mo、008Cr27Mo、008Cr30Mo2等特点：加热不发生相变不能采用热处理来强化；有强磁；

4、冷加工成型和焊接工艺较差；具有三种脆性倾向：475℃、相析出脆、高温脆性热处理及金相组织退火：（Cr17≈850℃）、（Cr25≈1050℃）组织：铁素体+M7C3（或M23C6），长期时效（500～800℃）σ相析出。400～550℃内长时间加热，耐蚀性下降，出现脆化。加热至600℃，保温一小时后快冷可消除。900℃以上加热，晶粒会涨大，且不能细化，需控制温度。铁素体不锈钢1Cr17钢加热到900℃后空冷的组织为铁素体＋沿轧制方向分布碳化物。铁素体不锈钢1Cr17钢淬火后组织为铁素体＋低碳马氏体马氏体不锈钢成分、牌号、特点成分：含Cr12～14%，含C：

5、0.1～0.4%，Cr13型。常用牌号：12Cr13、20Cr13、30Cr13、40Cr13等。特点：含碳量较高，淬火后得到马氏体组织；有较高的强度、硬度、耐磨性；通过热处理得到所要求的性能；切削加工性能较好。焊接性能差；有回火脆性。热处理及金相组织退火或高温回火：铁素体+M23C6淬火：马氏体+少量δ铁素体淬火+高温回火：保留马氏体位向索氏体（过热：晶粒粗大，大量δ铁素体形成；欠热：未溶解碳化物存在）。淬火+低温回火：回火马氏体马氏体不锈钢10Cr13淬火温度：1000℃～1050℃，组织为马氏体＋少量δ铁素体，马氏体不锈钢10Cr13，650℃回火，

6、组织为回火索氏体＋铁素体马氏体不锈钢20Cr13钢，淬火温度：980～1000℃，经1050℃油淬后，组织为马氏体＋少量残余奥氏体，经650℃回火后，组织为索氏体马氏体不锈钢30Cr13、40Cr13，淬火温度一般为1050℃～1100℃，淬火组织为马氏体＋未溶碳化物，回火后组织为索氏体＋碳化物马氏体不锈钢为30Crl3钢原材料退火状态，用氯化高铁盐酸水溶液侵蚀，组织为点状和球状珠光体及沿晶界呈断续分布的二次碳化物马氏体不锈钢40Cr13钢200～250℃低温回火，回火马氏体及细颗粒碳化物。奥氏体不锈钢成分、牌号、特点成分：含Cr：16～25%，含Ni：7

7、～20%，基本成分18%Cr，8%Ni，通常称为18-8型不锈钢。常用牌号：304（18Cr-8Ni）、321（18Cr-9Ni-Ti）、347（18Cr-9Ni-Nb）316（18Cr-12Ni-2.5Mo）等特点：不能热处理强化；无磁性，具有优异的的耐腐蚀性；有良好的冷热成型性和焊接性能；切削加工较困难。热处理及金相组织固溶处理：1050～1100℃，组织：奥氏体（过热：晶粒长大，δ铁素体形成）。敏化：500～850℃，组织：晶界析出M23C6晶界贫铬稳定化：850～900℃，组织：A+MC（TiC、NbC）抑制晶间腐蚀消除应力：低温处理：300~35

8、0℃，高温处理800℃以上；消除σ相：通过820℃以上的加热或固溶