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不锈钢金相检验概述

黄智斌不锈钢金相检验概述专家讲座第1页

一、不锈钢定义

在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀、有较高稳定性一个高合金钢,不锈钢耐腐蚀性能好、含有美观表面,无须经过镀色等表面处理,而发挥不锈钢所固有表面性能,使用于多方面一个钢铁。从金相学角度分析,因为不锈钢含有较高铬,铬在表面形成很薄铬膜,这个膜隔离开侵入钢内氧气,从而起耐腐蚀作用。为了保持不锈钢所固有耐腐蚀性,钢必须含有12%以上铬（GB/T20878）。不锈钢金相检验概述专家讲座第2页

二、不锈钢分类1.以化学成份分类：①．Cr系不锈钢②．Cr-Ni系不锈钢③．Cr-Ni-Mo系不锈钢④．Cr-Mn-Ni系不锈钢等2.以金相组织分类：①．奥氏体不锈钢（200系、300系）②．铁素体不锈钢（430、446等）③．马氏体不锈钢（410系、420系以及440C系）④．双相不锈钢（Cr18、Cr23.Cr22和Cr25）⑤．沉淀硬化不锈钢不锈钢金相检验概述专家讲座第3页

三、不锈钢金相检验1.试样制备不锈钢金相试样制备过程和高合金钢基本相同。其中奥氏体不锈钢基体组织较软，韧性较高和易产生加工硬化，试样制备难度较高，在抛磨过程中易产生机械滑移以及扰乱金属层组织等假象而影响正常金相组织分析和检验。半马氏体钢制样不妥则会使奥氏体转变成马氏体，所以制备试样不应使试样产生高热。磨光用力不应过大，抛光时间不宜过长。2.化学侵蚀不锈钢含有较高耐腐蚀性能，所以显示其显微组织侵蚀剂必须有强烈侵蚀性，才能使组织清楚显现出来。应依据钢成份和热处理状态选择适当侵蚀剂。惯用侵蚀剂有:氯化高铁5g+盐酸50ml+水10ml；（适合用于A不锈钢以及F-A不锈钢）盐酸10ml+硝酸10ml+酒精100ml；苦味酸4g+盐酸5ml+酒精100ml；（较难腐蚀试样能够进行水浴加热）氢氟酸酸(5%)1ml+硝酸(5%)4ml+水45ml；不锈钢金相检验概述专家讲座第4页

另外,不锈钢中可能还会同时出现铁素体、奥氏体、碳化物、δ铁素体、σ相等,能够经过化学侵蚀方法给予区分,在形态上,奥氏体组织有孪晶,铁素体常呈带状或枝晶状；用赤血盐氢氧化钾溶液（赤血盐10g-15g+NaOH10g-30g+水100mL,热煮60-90℃）侵蚀后铁素体呈玫瑰色,奥氏体呈光亮色,用碱性高锰酸钾侵蚀后,碳化物为浅棕色,σ相橘红色。不锈钢金相检验概述专家讲座第5页

3.铁素体不锈钢铁素体不锈钢基体以BCC结构铁素体组织为主,有磁性,铁素体不锈钢含Cr=11%-30%,尚可含少许Mo、Nb、Ti,低碳,基本不含Ni,耐氯化物应力腐蚀,点蚀等性能优良,但对晶界腐蚀敏感,低温韧性较差。铁素体不锈钢经900℃保温并空冷后显微组织为F及沿轧制方向分布碳化物；经1200℃加热并水淬后得到显微组织为Fδ+M。普通含碳量低,含Cr量偏高时（如Cr17,见图1）钢显微组织为F。图1Cr17钢淬火组织不锈钢金相检验概述专家讲座第6页

4.马氏体不锈钢马氏体不锈钢基体为马氏体,有磁性,经过热处理可调整其力学性能。马氏体不锈钢高温状态组织为奥氏体,经过淬火后,奥氏体转变为马氏体,故称其马氏体不锈钢。马氏体不锈钢最常见是Cr13型不锈钢,高Cr含量使其含有良好抗氧化性和耐腐蚀性能,Cr大部分固溶于铁素体内,提升了钢强度,同时在钢表面形成了致密耐腐蚀氧化膜。C作用是使钢热处理后强化。马氏体不锈钢退火组织为F和碳化物,碳化物普通呈网状沿F晶界分布（图2）,使钢耐蚀性和强度较差,所以要经过调质处理。不锈钢金相检验概述专家讲座第7页

Cr13型钢经850℃以上温度加热时进入A区，碳化物Cr23C6完全溶解温度是1050℃，而当温度高于1050℃时，钢中会出现Fδ，所以，12Cr13.20Cr13钢淬火温度为1000-1050，淬火后，20Cr13钢组织为针状M（图3）。图2Cr13型钢退火组织500×图320Cr13钢退火组织500×不锈钢金相检验概述专家讲座第8页

5.奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢基体以面心立方结构奥氏体为主，无磁性。普通含Cr:16-25%，Ni:7-20%，