不锈钢和耐热钢的金相组织及检验
不锈钢耐热钢工具钢显微组织观察-3.
不锈钢、耐热钢、工具钢显微组织观察王运玲实验目的•了解不锈钢、耐热钢和工具钢的组织分类方法；•了解不锈钢、耐热钢和工具钢的组织特征；•了解常见的不锈钢、耐热钢和工具钢的主要合金元素在钢中的作用。
• 1.不锈钢基本上可分为铬不锈和铬镍不锈两大类。
按金相组织分类有马氏体型、铁素体型、奥氏体型和奥氏体-铁素体型四大类。
常见的不锈钢有：（1）Cr13型：其中0Cr13为铁素体型的；2Cr13为马氏体型，Cr13型是应用较广泛的不锈钢；（2）Cr17型；它是铁素体型的不锈钢；（3）18-8型：它是奥氏体型的不锈钢，典型钢号有0Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti，在室温下能得到单一的奥氏体组织，具有良好的耐蚀性，在炼厂中应用很广泛。
•奥氏体不锈钢的主要缺点是有晶间腐蚀倾向。
所谓晶间腐蚀是指奥氏体不锈钢在400-800℃保温一段时间后，在标准腐蚀条件下沿晶界会出现严重的腐蚀现象。
不锈钢的晶间腐蚀，主要是碳引起的。
当钢中碳含量极低（≤0.03%）时，焊接后或在500-800℃范围内加热后，都不产生晶间腐蚀。
奥氏体晶间腐蚀主要是由于在晶界上析出了富铬的碳化物Cr23C6，造成碳化物周围贫铬，满足不了抗腐蚀性对铬的基本要求。
•不锈钢通常是在热处理后使用。
通常马氏体不锈钢在淬火+回火状态使用，铁素体型不锈钢在退火状态下使用，奥氏体型、铁素体+奥氏体不锈钢在固溶状态下使用。
• 2.耐热钢在高温下工作的钢叫耐热钢。
耐热钢应有高温抗氧化性及高温强度。
根据金相组织，耐热钢可分为珠光体型、马氏体型、奥氏体型的耐热钢。
•（1）珠光体型耐热钢这类钢的工作范围一般为350-600℃，合金元素的含量一般不超过5%，它们一般在正火+高温回火后使用，组织为亚共析钢的组织。
常用于锅炉、压力容器换热器等构件中。
这类钢有12CrMo 、15CrMo, Cr、Mo能提高钢的热强性、热稳定性和高温抗氧化性。
高温回火能增加组织的稳定性。
•(2)马氏体耐热钢这类钢主要用于制造汽轮机叶片和气阀等。
【金属材料学实验】4-不锈钢及耐热钢的显微组织观察
2.耐热钢
• 在650℃~1100℃使用，且在高温环境中保持较高持久 强度、抗蠕变性和和良好化学稳定性的合金钢。可分 为抗氧化钢和热强钢两类。
2.1抗氧化钢
• 分为铁素体型、奥氏体型。
铁素体型特点：具有单相铁素体，无相变，韧性较低，抗氧化 性强。如Cr13（800~850℃）、Cr25（1000℃ ） 奥氏体型特点：使用温度800~1000℃显微组织为奥氏体，或有 少量铁素体。使用状态为铸件或锻轧件。如Cr20Mn9Ni2Si2N
1.1铁素体不锈钢：
• 在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢，含铬量在 11%~30%。铁素体不锈钢一般不含镍，这类钢存在脆性大 塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制 了它的应用。
• 典型铁素体不锈钢有0Cr13、Cr16~19型（如Cr17）、 Cr25~28型（如Cr25）。
• 铁素体不锈钢的热处理比较简单，一般在750℃~850℃范 围内退火。
双相钢
00Cr18Ni5 Mo3Si2
C≤0.03,Si:1.30~2.00, Mn:1.00~2.00, Ni:4.50~5.50, Cr:18.00~19.50, Mo:2.50~3.00
热强钢
• 15CrMo 热轧正火 F+P
• C:0.12-0.18%； Mn:0.40-0.70%； Si:0.15-0.40%； Mo:0.45-0.60%； Cr:0.80-1.20%
不锈钢及耐热钢的显微组织观察
实验目的
• 1.了解不锈钢及耐热钢的分类方法的显微组织特点 • 2.掌握几种常见的不锈钢及耐热钢的显微组织
1.不锈钢分类
• 在大气和酸、碱、盐等腐蚀性介质中具有一定耐蚀 性的高铬(一般为12%~30%)合金。
不锈钢与马氏体钢异种钢的焊接工艺的探索——TP347与SA213-T91用TIG焊接的工艺试验
不锈钢与马氏体钢异种钢的焊接工艺的探索——TP347与SA213-T91用 TIG焊接的工艺试验摘要：本文通过对TP347与SA213- T91异种钢焊接工艺的试验研究，制定了合理的焊接工艺参数及工艺过程，对施焊过程进行了详细的论述，对安装、检修现场实际焊接工作有着较高的指导作用。
作者从事焊接工作30余年，拥有丰富的焊接制造、施工及培训经验，多次被人社部、省人社厅、省市总工会、省质监局、团省委、各职业院校聘请担任大赛裁判、教练、考核专家、理论和实操培训师等。
所承担负责完成的超临界锅炉小径管异种钢焊接工艺、管状对接药（实）芯焊丝CO2气体保护焊焊接工艺填补了云南电力行业焊接技术的空白。
关键词：异种钢焊接工艺; TIG; 熔合比；线能量前言：目前，云南电力正在朝着大容量、高参数的趋势发展。
焊接工作面临钢材品种越来多、技术难度大越来越大。
对金属材料的焊接可靠性及焊接修复工作提出了更高的要求，设备安装、检修的焊接工作不仅要求适应不断变化的钢材规格、品种及结构的需要，同时要求有足够的焊接可靠性以及伴随产生的结构可修复性。
焊接难度增加。
这就要求焊接培训工作者除了熟练掌握同种钢材工艺的前提下，还应及时了解和掌握新材料、新工艺，设备更新，更重要的应是对多种异种结构的焊接工艺进一步的研究运用，评定实验制定科学合理的焊接工艺，提供有效的技术支撑。
根据教研活动的工作安排,对TP347与SA213- T91钢的异种钢小径管焊接进行了工艺试验研究。
1.焊接性分析1.1 TP347与SA213- T91钢的化学成分及常温机械性能见下表SA213-T91钢和TP347钢母材的化学成分组MATP347与SA213- T91钢母材的常温机械性能1.2焊接性分析：SA213- T91钢是一种改进的9CrlMo 钢，它是在9Cr1Mo 钢的基础上通过添加V 、Nb 等微量元素形成的。
具有较低的热膨胀系数和良好的导热性，抗拉强度和屈服强度较高，特别是在高温下具有较高的蠕变强度和持久强度及许用应力。
不锈钢和耐热钢的金相组织及检验课件
43
• 奥氏体耐热钢 • 4Cr14Ni14W2Mo钢中的铬镍含量较多，在
室温就可得到奥氏体组织，该钢组织为奥 氏体＋碳化物，在800℃下能耐热不起皮
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不锈钢和耐热钢的金相 组织及检验
中级班
1
不锈钢及其金相检验
. 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
统称不锈耐酸钢，简称不锈钢
2
. 金属腐蚀概念 化学腐蚀：金属和周围介质发生化学反映而
使金属损坏的现象。(不产生电流)
铸铁在高 温下氧化
3
11
12
13
• 2Cr13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
14
15
. 3Cr13、4Cr13，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
. 电化学腐蚀：金属与电解质溶液构成微电 池而引起的腐蚀。
4
5
. 提高金属抗蚀性的途径： • 加入Cr、Ni、Si等合金元素，使钢在室温下
得到单相的固溶体 • 加入的Cr、Ni等合金元素使钢表面形成致
密的氧化物防护膜 • 减少或消除钢中存在的应力、组织和成分
不均匀现象
6
. 不锈耐酸钢的分类 铁素体钢、马氏体钢、奥氏体钢、沉淀硬 化钢
31
. δ铁素体和σ相 . δ铁素体是在高温区域形成的相，形成原因
是加热温度过高，停留时间过久，化学成 分波动或形成铁素体与奥氏体的元素达不 到平衡等原因而形成。
04版不锈钢制品质量检测与认证合同
专业合同封面COUNTRACT COVER20XXP ERSONAL甲方：XXX乙方：XXX04版不锈钢制品质量检测与认证合同本合同目录一览第一条质量检测范围与产品1.1 不锈钢制品种类1.2 检测标准与规范1.3 产品质量要求第二条检测方法与流程2.1 检测方法2.2 检测流程2.3 检测时间安排第三条检测设备与人员3.1 检测设备要求3.2 检测人员资质3.3 检测团队组织结构第四条检测结果与报告4.1 检测结果认定4.2 检测报告格式4.3 检测报告发放第五条质量认证5.1 认证机构5.2 认证申请5.3 认证评审第六条合同价格与支付6.1 合同价格6.2 支付方式6.3 付款时间安排第七条保密条款7.1 保密内容7.2 保密期限7.3 违约保密责任第八条违约责任与争议解决8.1 违约责任8.2 争议解决方式8.3 法律适用第九条合同的生效、变更与终止9.1 合同生效条件9.2 合同变更9.3 合同终止第十条双方的权利和义务10.1 双方权利10.2 双方义务第十一条不可抗力11.1 不可抗力事件11.2 不可抗力后果11.3 不可抗力处理第十二条合同的签署与保存12.1 合同签署12.2 合同副本12.3 合同保存第十三条其他条款13.1 技术支持与培训13.2 信息反馈与沟通13.3 其他约定第十四条合同附件14.1 附件清单14.2 附件说明14.3 附件生效条件第一部分：合同如下：第一条质量检测范围与产品1.1 不锈钢制品种类（1）不锈钢板材（2）不锈钢卷材（3）不锈钢管材（4）不锈钢棒材（5）不锈钢器具1.2 检测标准与规范（1）GB/T 208782007《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》（2）GB/T 32802015《冷轧不锈钢板和钢带》（3）GB/T 42372015《热轧不锈钢板和钢带》（4）GB/T 42382015《热轧不锈钢和耐热钢板和钢带》（5）GB/T 245962009《热轧不锈钢和耐热钢带》（6）GB/T 245972009《热轧不锈钢和耐热钢板》（7）其他相关国家标准与行业标准1.3 产品质量要求（1）化学成分合格（2）力学性能合格（3）表面质量合格（4）尺寸公差合格（5）无缺陷第二条检测方法与流程2.1 检测方法检测方法包括：（1）化学分析（2）拉伸试验（3）冲击试验（4）硬度试验（5）超声波探伤（6）磁粉探伤（7）金相分析2.2 检测流程检测流程如下：（1）样品接收（2）样品制备（3）检测（4）结果判定（5）检测报告编制（6）检测报告发放2.3 检测时间安排检测时间安排如下：（1）样品接收后5个工作日内完成检测（2）检测报告编制后3个工作日内发放第三条检测设备与人员3.1 检测设备要求（1）准确度级别符合国家标准（2）设备定期进行校准和维护（3）设备在使用前进行空载和负载测试3.2 检测人员资质（1）具备相关专业学历和工作经验（2）通过相关检测技能培训并取得合格证书3.3 检测团队组织结构检测团队组织结构如下：（1）检测主管：负责检测工作的整体管理和协调（2）检测工程师：负责具体检测操作和技术分析（3）样品管理员：负责样品的接收、制备和保管第四条检测结果与报告4.1 检测结果认定检测结果按照国家标准和行业标准进行认定，不合格的样品需重新检测。
最新不锈钢的检测方法
不锈钢硬度的检测方法不锈钢产品按交货形状分类可分为不锈钢板、不锈钢带、不锈钢管、不锈钢棒、不锈钢丝等。
如果按照金相组织分类则可分为以下五种类型：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体－铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和沉淀硬化型不锈钢。
各种不锈钢材料都是以退火、调质、固溶、淬火或回火等各种不同的热处理状态供货的。
1 不锈钢的力学性能不锈钢材料的力学性能十分重要，它关系到以不锈钢为原料而进行的变形、冲压、切削等加工的性能和质量。
因此，几乎所有的不锈钢材料都要求进行力学性能测试。
力学性能测试方法主要分两类，一类是拉伸试验，一类是硬度试验。
拉伸试验是将不锈钢材料制成试样，在拉伸试验机上将试样拉至断裂，然后测定一项或几项力学性能，通常仅测定抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和断面收缩率。
拉伸试验是金属材料最基本的力学性能试验方法，几乎所有的金属材料，只要对力学性能有要求，都规定了拉伸试验。
特别是那些形状不便于进行硬度试验的材料，拉伸试验成为唯一的力学性能检测手段。
硬度试验是将一个硬质压头按规定条件缓慢压入试样表面、然后测试压痕深度或尺寸，以此确定材料硬度的大小。
硬度试验是材料力学性能试验中最简单、最迅速、最易于实施的方法。
硬度试验是非破坏性的，材料硬度值与抗拉强度值之间有近似的换算关系。
材料的硬度值可以换算成抗拉强度值，这一点具有很大的实用意义。
由于拉伸试验不便于测试，并且由硬度换算到强度很方便，因此人们越来越多地只测试材料硬度而较少测试其强度。
特别是由于硬度计制造技术的不断进步和推陈出新，一些原来无法直接测试硬度的材料，如不锈钢管材、不锈钢线材、极薄的不锈钢材板和不锈钢带材等，现在都已经可以直接测试硬度了。
所以，存在一个硬度试验逐渐代替拉伸试验的趋势。
在不锈钢材料的国家标准中大多数都同时规定了拉伸试验和硬度试验。
小部分不便于进行硬度试验的材料，例如不锈钢管材和线材只规定了拉伸试验。
在不锈钢标准中，一般都规定了布、洛、维三种硬度试验方法，测定HB、HRB（或HRC）和HV硬度值，规定三种硬度值只测其一即可。
不锈钢与耐热钢金相检验
不锈钢与耐热钢金相检验引言不锈钢和耐热钢是常用的金属材料，常用于制造机械零件、石油化工设备、核工业等领域。
金相检验是一种常用的检验方法，可以通过观察材料的组织结构来评估材料的质量和性能。
本文将介绍不锈钢和耐热钢金相检验的原理、方法和应用。
不锈钢的金相检验原理不锈钢是一种含有至少12%铬的合金，具有良好的抗腐蚀性能。
金相检验可以通过显微镜观察不锈钢的晶粒和相组成，评估不锈钢的抗腐蚀性能、硬度等性能。
方法进行不锈钢金相检验的步骤如下：1.采集不锈钢样品，并进行打磨和抛光处理，以便观察材料的组织结构。
2.用显微镜观察样品的金相结构，可以使用光学显微镜或电子显微镜。
3.观察样品的晶粒大小、相含量、相分布等特征，并进行记录和分析。
4.根据金相观察结果，评估不锈钢的质量和性能，比如抗腐蚀性能和机械性能。
应用不锈钢金相检验广泛应用于以下领域：1.制造业：用于评估不锈钢材料的质量和性能，确保产品符合标准要求。
2.石油化工：用于检验不锈钢管道和储罐等设备的抗腐蚀性能。
3.食品加工：用于评估不锈钢机械设备的卫生性能。
4.医疗器械：用于检验不锈钢器械的材料质量和表面加工质量。
耐热钢的金相检验原理耐热钢是一种能耐受高温环境的钢材，主要用于制造高温设备和耐火材料。
金相检验可以通过观察耐热钢的相组成和显微结构来评估材料的高温性能。
方法进行耐热钢金相检验的步骤如下：1.采集耐热钢样品，并进行打磨和抛光处理，以便观察材料的组织结构。
2.使用显微镜观察样品的金相结构，可以使用光学显微镜或电子显微镜。
3.注意观察样品的结构稳定性和相分布情况，评估耐热钢在高温环境下的性能。
4.根据金相观察结果，评估耐热钢的质量和性能，比如抗氧化性能和耐火性能。
应用耐热钢金相检验广泛应用于以下领域：1.火力发电：用于评估耐热钢管道和锅炉等设备的高温性能。
2.航空航天：用于检验耐热钢材料的高温稳定性和变形情况。
3.冶金行业：用于评估耐火材料的材料质量和耐久性。
不锈钢金相检验
④． 双相不锈钢 （Cr18、Cr23、Cr22和Cr25 ）
⑤． 沉淀硬化不锈钢
三、不锈钢金相检验
• 1.试样的制备 • 不锈钢金相试样的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 等假象而影响正常的金相组织分析和检验。半马氏体钢制样不当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。
图2 Cr13型钢退火组织 500 ×
图3 20Cr13钢退火组织500 ×
5.奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢基体以面心立方结构的奥氏体为主，无磁性。 一般含Cr：16-25% ，Ni：7-20% ，经适当热处理后，在室温下得到单一A，如图4为奥氏体 不锈钢。
图4. 18-8型不锈钢组织 170 ×
奥氏体不锈钢具有良好的高低温塑性、韧性和耐腐蚀性。缺点是晶间腐蚀和应力腐蚀倾向大， 切削加工性能差。
不锈钢金相检验概述
黄智斌
一、不锈钢定义
在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀、有较高稳定性的一种高合金钢，不锈钢耐腐蚀性能好、具有美观的表 面，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的一种钢铁。
从金相学角度分析，因为不锈钢含有较高的铬，铬在表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开侵入钢内的氧气，从而起 耐腐蚀的作用。
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铁素体不锈钢
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马氏体不锈钢
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成分、牌号、特点 成分：含Cr12～14%，含C：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
Mn :与Ni作用相似，稳定A元素，减少δ铁素体的
含量，可以代替Ni。 Copyright © by ARTCOM PT All rights reserved.
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单合金元素的作用
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Ti、Nb :F形成元素，强化铁素体，优先于Cr与C结 合生成TiC、NbC
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分类
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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
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特点及用途
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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
。
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合金元素
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不锈钢中常见的合金元素：C、Cr、Ni、Mn、S i、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
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Al、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
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铁素体不锈钢
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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
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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
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合金元素的作用
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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。
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单合金元素的作用
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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Cr2 O3
Ni :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
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。C r17型和Cr25型
常用牌号：06Cr13Al、10Cr17、 10Cr17Mo、 008Cr27Mo、 008Cr 30Mo2等
特点：加热不发生相变不能采用热处理来强化；有强磁；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
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10Cr13，65 0 ℃回火， 组织为回火 索氏体＋铁 素体
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20Cr13钢，淬 火温度：980～ 1000 ℃，经1 050 ℃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
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
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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。
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。 Copyright © by ARTCOM PT All rights reserved.
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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
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1Cr17钢
淬火后组织 为铁素体＋ 低碳马氏体