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钢铁材料常见⾦相组织简介在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合⾦，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由⼏个基本相（铁素体F、奥⽒体A和渗碳体Fe3C）组成。
这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的⾦相组织结构。
常见的⾦相组织有下列⼋种：⼀、铁素体铁素体（ferrite，缩写FN，⽤F表⽰），纯铁在912℃以下为具有体⼼⽴⽅晶格。
碳溶于α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，以符号F表⽰。
这部分铁素体称为先共析铁素体或组织上⾃由的铁素体。
随形成条件不同，先共析铁素体具有不同形态，如等轴形、沿晶形、纺锤形、锯齿形和针状等。
铁素体还是珠光体组织的基体。
在碳钢和低合⾦钢的热轧（正⽕）和退⽕组织中，铁素体是主要组成相；铁素体的成分和组织对钢的⼯艺性能有重要影响，在某些场合下对钢的使⽤性能也有影响。
碳溶⼊δ-Fe中形成间隙固溶体，呈体⼼⽴⽅晶格结构，因存在的温度较⾼，故称⾼温铁素体或δ固溶体，⽤δ表⽰，在1394℃以上存在，在1495℃时溶碳量最⼤。
碳的质量分数为0.09%。
图1：铁素体⼆、奥⽒体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥⽒体，具有⾯⼼⽴⽅结构，为⾼温相，⽤符号A 表⽰。
奥⽒体在1148℃有最⼤溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度⽐铁素体⾼，塑性和韧性良好，并且⽆磁性，具体⼒学性能与含碳量和晶粒⼤⼩有关，⼀般为170~220 HBS、 =40~50%。
TRIP钢（变塑钢）即是基于奥⽒体塑性、柔韧性良好的基础开发的钢材，利⽤残余奥⽒体的应变诱发相变及相变诱发塑性提⾼了钢板的塑性，并改善了钢板的成形性能。
碳素或合⾦结构钢中的奥⽒体在冷却过程中转变为其他相，只有在⾼碳钢和渗碳钢渗碳⾼温淬⽕后，奥⽒体才能残留在马⽒体的间隙中存在，其⾦相组织由于不易受侵蚀⽽呈⽩⾊。
三、渗碳体渗碳体（cementite），指铁碳合⾦按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物。
碳素钢、低合金钢常见金相组织形态及硬度1．铁素体（F）—原系外来语（Ferrite）译名，台湾文献译为肥粒铁。
铁素体系碳溶于体心立方晶格的α-Fe中所形成的间隙固溶体［α-Fe（C）］。
以4％硝酸酒精溶液腐蚀，在光学显微镜下观察，铁素体呈明亮的等轴多边形。
由于各晶粒位向不同，受腐蚀程度略有差别，故稍显明暗不同。
铁素体在不同处理状态亦可呈块状、月牙状、网络状等形态，硬度在100HB左右。
2．渗碳体（θ相）—原系外来语（Cementite）译名，台湾文献译为雪明碳铁。
渗碳体系铁和碳的化合物，含碳量为 6.69％，分子式为Fe3C，在合金钢中，渗碳体中的Fe原子可以为其他合金元素原子所置换，形成合金渗碳体［（Fe，Me）3C］。
渗碳体是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物。
渗碳体硬度很高（800~1000 HV），而塑性及冲击韧度几乎为零，脆性很大。
其显微组织形态很多，不受硝酸酒精试剂腐蚀（染色），在光学显微镜下呈白亮色，在碱性苦味酸钠腐蚀下，被染成黑色。
渗碳体是钢中的主要强化相，有片状、粒状、网络状、半网络状等形态，其形态与分布对钢的力学性能有很大影响。
3．珠光体（P）—原系外来语（Pearlite）译名，台湾文献译为波莱铁。
珠光体是铁碳合金相图中的共析转变产物（F+Fe3C），是铁素体和渗碳体的机械混合物，因具有这种组织的样品抛光蚀刻后有珠母贝的光泽而得名。
有片（层）状和球（粒）状等不同形态和分布方式。
珠光体用4％硝酸酒精溶液腐蚀，F和Fe3C交界处腐蚀较深，在直射光照射下变成黑色线条，可清晰看到层状，粒状等形态和分布情况。
4．奥氏体（A）—因这种组织的发现人Austen而得名，台湾文献译为沃斯田铁。
奥氏体系碳溶于面心立方晶格γ-Fe中所形成的固溶体［γ-Fe（c）］，常以符号A表示。
奥氏体中的碳也是存在于γ-Fe 晶体的间隙固溶体。
奥氏体存在于727~1495℃的温度区间，是一种高温相，不易腐蚀，呈白色，若先用4％硝酸酒精溶液腐蚀，再用10％过硫酸铵溶液腐蚀，则奥氏体可染成黑色。
关于电站锅炉定期检验中的现场金相检验探讨电站锅炉是供应电力的重要设备，它的安全运行关乎着整个电站的稳定运行。
对电站锅炉的定期检验显得尤为重要。
在电站锅炉的定期检验中，金相检验是一个重要的环节，主要用于检验材料的组织结构和性能，以保证锅炉的安全运行。
本文将探讨在电站锅炉定期检验中的现场金相检验的意义、方法和注意事项。
一、现场金相检验的意义1. 保证材料质量电站锅炉的工作环境严苛，对于材料的要求也非常高。
现场金相检验可以检验锅炉零部件的材料组织结构和性能，保证材料的质量达到设计要求，保证锅炉的安全运行。
2. 发现潜在缺陷现场金相检验可以帮助检测材料中存在的各种缺陷，比如夹杂、夹层、气孔、夹钢、夹砟等，可以及时发现潜在的安全隐患，为后续的维修和改进提供可靠的数据支持。
3. 指导维护保养通过现场金相检验，可以了解材料的使用情况和老化程度，指导后续的维护保养工作，延长电站锅炉的使用寿命。
1. 取样在进行现场金相检验时，首先需要取样。
取样时要选择代表性好的部位，保证样品的准确性和可靠性。
取样时要避免过度损伤试样，一般会选择非关键部位进行取样。
2. 制样取样后，需要对样品进行制备，主要包括切割、研磨和腐蚀三个步骤。
切割是为了获得所需的试样形状和尺寸，研磨是为了去除切割时产生的划痕和砂砾，腐蚀是为了显微组织的观察。
3. 显微组织观察将制备好的试样放在金相显微镜下，进行组织观察。
通过观察，可以了解材料的晶粒尺寸、相的分布、夹杂物和缺陷的情况，为进一步的分析提供依据。
4. 分析针对观察到的组织结构和性能，进行分析。
分析的重点是判断材料是否符合设计要求，是否存在异常或者缺陷，为后续的处理提供依据。
5. 记录对整个现场金相检验的过程和结果进行详细记录，包括取样位置、制样过程、显微组织观察结果和分析结论等。
记录的完整和准确性对于后续的处理工作非常重要。
1. 操作规程现场金相检验是一个精密的工作，操作规程尤为重要。
操作人员需要严格按照规定的步骤进行操作，避免操作失误和损坏试样。
压力容器用钢常见金相组织以及钢的分类锅炉压力容器用钢常见金相组织和性能1.奥氏体A[Feγ(C)]奥氏体是碳在γ-Fe中的固熔体，在合金钢中是碳和合金元素熔解在γ-Fe中的固溶体。
奥氏体塑性很高，硬度和屈服点较低，布氏硬度值一般为170～220HB，是钢中比容最小的组织。
奥氏体在1147℃时可溶解碳为2.11%，在727℃时可溶解碳为0.77%。
奥氏体仍然保持γ-Fe的面心立方晶格，在金相组织中呈现为规则的多边形。
2.铁素体F [Feα(C)]铁素体是碳与合金元素溶解在α-Fe中的固溶体。
铁素体性能接近钝铁，硬度低（约为80～100HB），塑性好。
固溶有合金元素的铁素体能提高钢的强度和硬度。
在727℃时，碳在铁素体中溶解为0.022%，在常温下含碳量为0.008%。
铁素体仍然保持α-Fe的体心立方晶格，在金相组织中具有典型纯金属的多面体金相特征。
3.渗碳体 [Fe3C]渗碳体是铁和碳的化合物，又称碳化铁，常温下铁碳合金中碳大部分以渗碳体存在。
根据铁—碳平衡图，渗碳体可分为：一次渗碳体，是沿CD线由液体中结晶析出，多呈柱状。
二次渗碳体是从γ-固溶体中沿ES线析出的，多以白色网状出现。
三次渗碳体是从α-固溶体中沿PQ线析出的，多以白色网状出现。
渗碳体在低温下有弱磁性，高于217℃磁性消失。
渗碳体的熔化温度约为1600℃，含碳量为6.67%，硬度很高（约为＞700HB），脆性很大，塑性近乎于零。
4.珠光体P珠光体是铁素体和渗碳体的混合物，是含碳量为0.77%的碳钢共析转变的产物，由铁素体和渗碳体相间排列的片层状组织。
珠光体的片间距取决于奥氏体分解时的过冷度，过冷度越大形成的珠光体片间距越小。
按片间距的大小，又可分为珠光体、索氏体和屈氏体。
由于它们没有本质上的区别，统称为珠光体。
粗片状珠光体，是奥氏体在650～700℃高温分解的产物，硬度约为190～230HB，用一般金相显微镜（500倍以下）能分辩Fe3C片。
锅炉常用金属材料金相检测及组织分析摘要：锅炉是特种设备，并受到国家特种设备监察机构监管。
在选择用于电锅炉的金属材料时，必须严格遵守国家有关标准，并选择符合要求的材料。
如果所选的金属材料不具备较大的安全裕量，则可能会发生严重的安全事故，危及人们的生命以及财物安全。
相反，如果选用的材料合金元素高，不仅浪费材料，而且在碳钢零件中使用合金焊材也存在危险。
关键词：锅炉；金属材料；金相检测文章先分析了金相检测，随后分别介绍电锅炉内部20G、P91、12Cr1MoV以及15CrMo等常用金属材料的正常显微组织、力学性能和化学成分，随后分析其运行中所能产生的老化特点，包括析出碳化物、珠光体石漠化和球化，希望能给相关人士提供有效参考。
1锅炉金属材料的应用环境锅炉是受国家特种设备监察机构监管的特种设备，危险因素较高。
在日常工作中，维修和保养这些设备时会考虑许多细节。
特别是在选择基本组件的金属组件时，不兼容问题会影响功能的使用。
在严重的情况下，这甚至可能危及管理人员的人身安全。
2金相检测金相检测是对金属材料相关力学性能和结晶规律进行科学检测的关键手段，金相组织能够把应用中金属材料状态变化准确反映出来。
电厂中的金相检测主要包括实验室和现场金相实施金相检测两种形式。
检测对象和检测内容包含异常组织辨识、石墨化程度、球化程度以及金相组织判定等。
《锅炉检验规则》中针对锅炉各个部件以及不同应用时间条件下的金相检测要求和比例提出了基础指标。
因为锅炉相关运行参数方面的差异，在定期检测锅炉时相关检验规则中所提出的部件材料也存在一定差异，通常将20G金属材料应用到运行参数较低锅炉中，而中高参数电站锅炉中则是12Cr1MoV以及15CrMo金属材料，下面对相关金相组织劣化特点实施分析。
金相显微镜结构及工作原理。
冶金显微镜是当前金相检测过程中比较普遍的一种设备，主要由三部分组成：光学系统，照明系统和机械系统。
光学系统主要由光源，一组物镜，反射镜，目镜和几组电容器组成。
钢铁材料人必须知道的15种金相组织先回忆一下铁碳合金相图↓↓奥氏体定义：碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体，仍保持γ-Fe的面心立方晶格特征：奥氏体是一般钢在高温下的组织，其存在有一定的温度和成分范围。
有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温，这种奥氏体称残留奥氏体。
奥氏体一般由等轴状的多边形晶粒组成，晶粒内有孪晶。
在加热转变刚刚结束时的奥氏体晶粒比较细小，晶粒边界呈不规则的弧形。
经过一段时间加热或保温，晶粒将长大，晶粒边界可趋向平直化。
铁碳相图中奥氏体是高温相，存在于临界点A1温度以上，是珠光体逆共析转变而成。
当钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时，Ni,Mn等，则可使奥氏体稳定在室温，如奥氏体钢。
铁素体定义：碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体特征：亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。
渗碳体定义：碳与铁形成的一种化合物特征：渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀，在显微镜下呈白亮色，但受碱性苦味酸钠的腐蚀，在显微镜下呈黑色。
渗碳体的显微组织形态很多，在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
•在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状•过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状•铁碳合金冷却到Ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状珠光体定义：铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物特征：珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。
•在A1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。
•在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。
关于电站锅炉定期检验中的现场金相检验探讨电站锅炉是发电厂的核心设备，直接影响着发电厂的安全运行和发电效率。
为了确保电站锅炉的安全运行，定期的检验是必不可少的环节之一。
在定期检验中，金相检验是一个非常重要的环节，它可以有效地检测出锅炉材料的质量和工艺是否合格，从而保证锅炉的安全运行。
一、金相检验的意义1.金相检验是一种通过显微镜观察金属和合金的组织结构的方法。
通过金相检验可以分析金属材料的组织和相态，了解材料的性能和性能变化规律。
在锅炉定期检验中，金相检验可以用来检验锅炉材料的晶粒大小、晶粒形状、缺陷和包含物等情况，从而判断材料的质量和工艺是否达标。
2.金相检验可以检验出锅炉材料的晶粒大小和形状是否符合标准要求。
晶粒的大小和形状对材料的强度、塑性、韧性等性能影响很大，不合格的晶粒大小和形状会导致材料的力学性能下降，从而影响锅炉的安全运行。
3.金相检验可以检验出锅炉材料中是否存在缺陷和包含物。
缺陷和包含物是材料中的一种瑕疵，会对材料的性能产生严重的负面影响。
如果在金相检验中发现锅炉材料中存在缺陷和包含物，就需要及时采取措施修复或更换材料，以免影响锅炉的安全运行。
二、金相检验的现场应用1.在锅炉定期检验中，金相检验通常是在现场进行的。
在进行金相检验前，需要对待检材料进行取样和标本制备。
取样时需要根据规定的位置和数量进行取样，保证取样的全面性和代表性。
取样完成后，需要将样品进行金相标本制备，即将样品进行切割、磨削、腐蚀、抛光等处理，制备成金相标本。
2.金相检验通常是由专业的金相检验人员进行操作的。
在进行金相检验时，需要使用金相显微镜对金相标本进行观察和分析。
通过金相显微镜可以清晰地观察到金相标本的组织结构、相态分布、晶粒大小和形状等情况，从而进行定性和定量分析。
3.金相检验的现场应用需要专业的设备和技术支持。
一般来说，金相检验需要使用金相显微镜、金相标本制备机、光学显微镜、磨削机、腐蚀液等设备和材料。
金相检验人员需要具备一定的金相检验技术和经验，熟练掌握金相检验的操作步骤和方法。
钢中典型金相组织钢是一种重要的金属材料，具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。
钢的组织和性能之间密切相关，钢中的金相组织是其性能形成的重要因素之一。
下面将详细介绍钢中典型的金相组织。
1. 贝氏体组织贝氏体组织是钢中典型的金相组织之一。
该组织由相似于鹿角的条状组织构成，因其形状类似于法国冶金学家贝尔纳德的鹿角而得名。
贝氏体组织的形成与钢的淬火工艺密切相关，通过快速冷却钢材可以使奥氏体转变为贝氏体。
贝氏体组织具有高强度、高硬度和较好的耐磨性，因此在制造强度要求高、耐磨性要求高的零件时常采用贝氏体钢。
马氏体组织是钢中另一个典型的金相组织。
与贝氏体不同，马氏体组织属于无定形组织，其结构不规则、复杂。
同时，马氏体组织具有较高的强度和硬度，且具有较好的抗拉强度和耐磨性，因此广泛应用于地质勘探、采矿、石油化工等领域。
在淬火工艺中，将钢材加热至温度较高后迅速冷却可制得马氏体组织。
珠光体组织是钢中一种较为典型的变形组织，属于半钢中生组织。
该组织由类似“珠子”形状的球体团进行构成，因其形态类似于珠子而得名。
珠光体组织是一种中等强度的钢结构，具有优秀的成形性和可加工性，在制造材料强度、变形性好的零件时常采用珠光体钢。
4. 混合组织混合组织是一种钢中常见的金相组织，其由两种或多种不同的金相组织混合而成。
例如，当沿晶腐蚀与导致钢中存在晶界和粗晶的杂质混合存在时，就会形成混合组织。
混合组织具有钢中两种或多种组织的优点，可以在不同的应用场合中具有更为广泛的适用性。
总之，钢中的金相组织是其性能形成的重要因素。
贝氏体组织、马氏体组织、珠光体组织和混合组织等是钢中典型的金相组织，采用不同的工艺可以得到不同种类的金相组织，从而满足不同的应用需求。
电站锅炉定期检验中几种常用金属的金相检测显微组织及材质劣化分析方传根鲍永生发布时间：2023-06-18T07:33:19.992Z 来源：《科技新时代》2023年6期作者：方传根鲍永生[导读] 在电站锅炉定期检验中，金相检测起着重要的作用，本文通过分析电站锅炉常见几种金属的金相显微组织及材料劣化情况，为电站锅炉能否安全运行提供一种判断依据。
安徽省特种设备检测院安徽合肥 230051摘要：在电站锅炉定期检验中，金相检测起着重要的作用，本文通过分析电站锅炉常见几种金属的金相显微组织及材料劣化情况，为电站锅炉能否安全运行提供一种判断依据。
关键词：金相检测、石墨化、珠光体球化、材质劣化1、前言近年来，随着我国经济的发展，电力行业对其他基础产业的支撑作用更加显著，这样也逆向促进了电力工业的发展。
根据国家能源局发布的2022年全国电力工业统计数据显示，截至22年12月底，全国累计发电装机容量约25.6亿千瓦，同比增长7.8%，位居世界第一。
庞大的市场造就了对电站锅炉的需求加大，同时对电站锅炉性能、参数及其辅机附件的要求也更加严格。
因此，随着锅炉性能参数的提高，电站锅炉用金属长期在高温高压环境下工作，在电站锅炉定期检验过程中通过金相检测手段来判断金属材质劣化程度就显得格外重要，本文通过对电站锅炉常用金属的金相组织和材质劣化情况进行分析，来为锅炉能否安全运行提供一种判断依据。
2、电站锅炉定期检验中金相检测的必要性及其要求电站锅炉金属部件长期在高温高压环境下运行，在应力、高温高压的作用下，金属材料地显微组织不断改变从而导致其金属性能发生劣化。
在长期使用过程中组织老化可以通过碳化物量的改变来进行表征[1]，金属材料劣化常见几种有蠕变、石墨化和珠光体球化，然而这几种材质劣化现象无法从外部宏观进行观察。
因此，通过金相检测来判断电站锅炉用金属是否在使用过程中发生了材质劣化是十分必要的。
TSG 11-2020《锅炉安全技术规程》指出，根据运行时间以及各部件材质及工作温度的不同，所做金相检测的要求和比例都不相同。
关于电站锅炉常用金属材料金相检测及组织分析【摘要】金相检测技术环节在针对电站锅炉技术设备推进开展的定期检验工作环节过程中，占据着重要地位。
金相检测技术环节是钢材料质量检验活动开展过程中需要涉及的重要内容，同时还是确定钢合金材料物质组成结构、组织形式，以及技术性能三者之间定量关系的关键性方法。
文章将会围绕电站锅炉常用金属材料金相检测及组织分析，展开简要论述。
【关键词】电站锅炉技术设备；常用金属材料；金相检测；组织分析电站锅炉技术设备属于典型的特种技术设备，其生产制造环节和安装使用环节，需要全程接受来源于国家特种设备监察机构的监督管理干预。
在具体选择确定用于推进开展电站锅炉技术设备生产制造活动环节的金属性原材料过程中，必须严格充分遵守践行我国政府相关职能部门制定形成的指导标准，并且严格做好基于质量性层面和技术性能层面的控制干预工作。
在针对电站锅炉技术设备推进开展的生产制造活动过程中，如果实际选择运用的金属原材料不具备大小充足的安全裕量，则极有可能引致发生较为严重的安全生产事故，继而给各界民众的生命安全状态和财产安全状态造成严重威胁。
反之，如果实际选择运用的金属原材料中的合金元素成分含量较高，则不仅会引致发生较为严重的材料浪费问题，还会在碳钢零件中因运用合金焊接材料而引致发生严重危险结果。
科学化且恰当化地选择确定基于电站锅炉技术设备生产制造过程加以运用的金属材料，有助于确保实际生产制造形成的电站锅炉技术设备，在具体化的运行使用过程中，展示出程度充分的安全性和稳定性。
.电站锅炉技术设备金属原材料的基本应用环境.电站锅炉技术设备是需要长期接受国家特种设备监察工作机构监督管理干预的特种技术设备，其在具体运行使用过程中的危险性水平较高，需要面对和涉及种类多样的危险性影响因素。
在日常化工作实践过程中，针对电站锅炉技术设备推进开展维修工作环节和保养工作环节，通常需要关注和考虑数量众多的具体技术细节。
尤其是在选择确定具体使用的基本性技术组件的金属原材料过程中，不兼容技术问题的发生，通常会显著影响破坏电站锅炉技术设备运行使用过程中各项基本功能的具体发挥呈现状态。
钢铁金相组织的名称和特性名称特性铁素体是碳在a铁中的固溶体。
它的含碳量不超过0.02%，质地很软（HB80-100)、很韧、抗拉强度很低（250Mpa),磁性较强。
含铁素体较多的钢，淬火后硬度不高，适于冲、挤压加工和制造电磁元件奥氏体是碳在r铁中的固溶体。
它的质地软韧，富于延展性，硬度为HB170-220，无磁性。
在一般钢中，它是高温转变的产物，但在不锈钢、高铬钢、高锰钢中，常温时亦存在渗碳体是碳与铁的化合物（Fe3C)。
硬度极高（HB>700）质地很脆珠光体是铁素体和渗碳体的共析混合物。
据渗碳体形状之异，它分为片状和球状。
硬度（片状HB190-230，球状HB160-190）和强度880Mpa比铁素体高，韧性稍低，但不脆。
为了容易切削加工，要求要正火和退火时得到珠光体组织莱氏体是奥氏体分解产物和渗碳体的共晶混合物。
组织较粗，硬度（HB>700）很高，但只在铸铁中出现马氏体是钢淬火后碳在a铁中的过饱和固溶体组织。
它的硬度（HB600-700）和抗拉强度（1670-2210Mpa）很高，但内应力很大，组织不稳定，韧性很低索氏体钢淬火成马氏体后，经450-600℃回火或加热到奥氏体后，以适当速度冷却得到的组织通称为索氏体。
它有良好的综合力学性能，强度较高，硬度HB250-350延升率和冲击韧性很高屈氏体钢淬火成马氏体后，经300-450℃回火或加热到奥氏体后，以一定速度冷却得到的组织通称为屈氏体。
它的HB330-400，强度比马氏体低，但韧性比马氏体好贝氏体是钢在等温淬火时产生的组织。
具有较高的硬度、强度、耐磨性和冲击韧性。
电炉知识:钢中常见金相组织电炉知识:钢中常见金相组织1.奥氏体－碳与合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体，仍保持γ-Fe的面心立方晶格。
晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处2.铁素体－碳与合金元素溶解在a-Fe中的固溶体。
亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。
3.渗碳体－碳与铁形成的一种化合物。
在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。
过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状。
铁碳合金冷却到Ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。
4.珠光体－铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。
珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。
在A1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。
在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。
珠光体＋铁素体电镜照片－珠光体片层5.上贝氏体－过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物，渗碳体在铁素体针间。
过冷奥氏体在中温（约350~550℃）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差为6~8od铁素体板条，并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片；典型上贝氏体呈羽毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。
若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。
锅炉压力容器用钢常见金相组织和性能作者：孟贵云文章来源：技术质量部点击数：161 更新时间：2006-8-211.奥氏体A[Feγ(C)]奥氏体是碳在γ-Fe中的固熔体，在合金钢中是碳和合金元素熔解在γ-Fe中的固溶体。
奥氏体塑性很高，硬度和屈服点较低，布氏硬度值一般为170～220HB，是钢中比容最小的组织。
奥氏体在1147℃时可溶解碳为2.11%，在727℃时可溶解碳为0.77%。
奥氏体仍然保持γ-Fe的面心立方晶格，在金相组织中呈现为规则的多边形。
2.铁素体F [Feα(C)]铁素体是碳与合金元素溶解在α-Fe中的固溶体。
铁素体性能接近钝铁，硬度低（约为80～100HB），塑性好。
固溶有合金元素的铁素体能提高钢的强度和硬度。
在727℃时，碳在铁素体中溶解为0.022%，在常温下含碳量为0.008%。
铁素体仍然保持α-Fe的体心立方晶格，在金相组织中具有典型纯金属的多面体金相特征。
3.渗碳体 [Fe3C]渗碳体是铁和碳的化合物，又称碳化铁，常温下铁碳合金中碳大部分以渗碳体存在。
根据铁—碳平衡图，渗碳体可分为：一次渗碳体，是沿CD线由液体中结晶析出，多呈柱状。
二次渗碳体是从γ-固溶体中沿ES线析出的，多以白色网状出现。
三次渗碳体是从α-固溶体中沿PQ线析出的，多以白色网状出现。
渗碳体在低温下有弱磁性，高于217℃磁性消失。
渗碳体的熔化温度约为1600℃，含碳量为6.67%，硬度很高（约为＞700HB），脆性很大，塑性近乎于零。
4.珠光体P珠光体是铁素体和渗碳体的混合物，是含碳量为0.77%的碳钢共析转变的产物，由铁素体和渗碳体相间排列的片层状组织。
珠光体的片间距取决于奥氏体分解时的过冷度，过冷度越大形成的珠光体片间距越小。
按片间距的大小，又可分为珠光体、索氏体和屈氏体。
由于它们没有本质上的区别，统称为珠光体。
粗片状珠光体，是奥氏体在650～700℃高温分解的产物，硬度约为190～230HB，用一般金相显微镜（5 00倍以下）能分辩Fe3C片。
钢铁中常见的金相组织区别简析一．钢铁中常见的金相组织1.奥氏体—碳与合金元素溶解在γ-fe中的固溶体，仍保持γ-fe的面心立方晶格。
晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处。
2.铁素体—碳与合金元素溶解在a-fe中的固溶体。
亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。
3.渗碳体—碳与铁形成的一种化合物。
在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。
过共析钢冷却时沿acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状。
铁碳合金冷却到ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。
4.珠光体—铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。
珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。
在A1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。
在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。
5.上贝氏体—过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物，渗碳体在铁素体针间。
过冷奥氏体在中温（约350~550℃）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差为6～8o铁素体板条，并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片.典型上贝氏体呈羽毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。
若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。
钢铁材料常见金相组织简介在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A和渗碳体Fe3C）组成。
这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构。
常见的金相组织有下列八种：一、铁素体铁素体（ferrite，缩写FN，用F表示），纯铁在912℃以下为具有体心立方晶格。
碳溶于α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，以符号F表示。
这部分铁素体称为先共析铁素体或组织上自由的铁素体。
随形成条件不同，先共析铁素体具有不同形态，如等轴形、沿晶形、纺锤形、锯齿形和针状等。
铁素体还是珠光体组织的基体。
在碳钢和低合金钢的热轧（正火）和退火组织中，铁素体是主要组成相；铁素体的成分和组织对钢的工艺性能有重要影响，在某些场合下对钢的使用性能也有影响。
碳溶入δ-Fe中形成间隙固溶体，呈体心立方晶格结构，因存在的温度较高，故称高温铁素体或δ固溶体，用δ表示，在1394℃以上存在，在1495℃时溶碳量最大。
碳的质量分数为0.09%。
图1：铁素体二、奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。
奥氏体在1148℃有最大溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS、=40~50%。
TRIP钢（变塑钢）即是基于奥氏体塑性、柔韧性良好的基础开发的钢材，利用残余奥氏体的应变诱发相变及相变诱发塑性提高了钢板的塑性，并改善了钢板的成形性能。
碳素或合金结构钢中的奥氏体在冷却过程中转变为其他相，只有在高碳钢和渗碳钢渗碳高温淬火后，奥氏体才能残留在马氏体的间隙中存在，其金相组织由于不易受侵蚀而呈白色。
三、渗碳体渗碳体（cementite），指铁碳合金按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物。
钢中典型金相组织1、铁素体：成分：C 0.03%, Si 0.33%, Mn 0.22%, P 0.014%, S 0.012% 热处理：950℃退火2、珠光体+铁素体成分：C 0.44%, Si 0.19%, Mn 0.73%, P 0.022%, S 0.011% 热处理：930℃退火3、珠光体成分：C 0.86%, Si 0.17%, Mn 0.22%, P 0.011%, S 0.004% 热处理：950℃退火4、珠光体+网状渗碳体成分：C 1.13%, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009% 热处理：900℃退火5、球状渗碳体成分：C 1.13 %, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009% 热处理：780℃退火1小时后徐冷6、马氏体成分：C 0.81%, Si 0.25%, Mn 0.36%, P 0.014%, S 0.009% 热处理：850℃水淬7、屈氏体成分：C 0.81%, Si 0.25%, Mn 0.36%, P 0.014%, S 0.009% 热处理：850℃水淬后，350℃回火8、索氏体成分：C 0.81%, Si 0.18%, Mn 0.33%, P 0.022%, S 0.014% 热处理：820℃水淬；580℃回火9、上贝氏体成分：C 0.84%, Si 0.29%, Mn 0.40%, P 0.012%, S 0.008% 热处理：930℃奥氏体化后放入400℃盐浴炉中等温处理10s后水冷10、下贝氏体成分：C 0.74%, Si 0.44%, Mn 0.76%, P 0.021%, S 0.058%热处理：880-890℃奥氏体化后放入290-300℃盐浴炉中等温处理15分钟后水冷11、残留奥氏体成分：C 1.13%, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009%热处理：1030℃油冷12、马氏体＋球状渗碳体成分：C 1.13 %, Si 0.17%, Mn 0.45%, P 0.022%, S 0.009%热处理：球化珠光体组织加热到800℃水冷，100℃回火13、屈氏体＋马氏体成分：C 0.41%, Si 0.25%, Mn 0.73%, P 0.015%, S 0.011% 热处理：850℃油冷14、马氏体+铁素体成分：C 0.33%, Si 0.17%, Mn 0.74%, P 0.027%, S 0.015% 热处理：从950℃炉冷到750℃后水淬15、魏氏组织成分：C 0.33%, Si 0.17%, Mn 0.74%, P 0.027%, S 0.015% 热处理：从1280℃加热1小时后空冷16、渗碳组织成分：C 0.16%, Si 0.26%, Mn 0.53%, P 0.018%, S 0.019% 热处理：在890℃加热2小时固体渗碳后徐冷渗碳层全貌边 部过渡区 心部17、脱碳组织成分：C 0.81%, Si 0.18%, Mn 0.33%, P 0.022%, S 0.014%热处理：在氧化铝中960℃加热2.5小时炉冷脱碳层全貌边 部过渡层 心 部。
广西轻工业GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY 化工与材料2009年5月第5期（总第126期）1引言电站锅炉部件在高温条件下长期使用，将发生蠕变及其它与时间有关的变化，在整个服役期内都将发生显微组织的不断老化和宏观性能的逐渐劣化。
其变化程度和速度取决于原始材料的组织状态和成分，部件使用温度和应力、使用时间等条件。
采用金相学方法是为了得到金属材料内部组织状态变化的特征信息。
金属材料在长期高温和应力作用下发生组织老化的特征可用碳化物相的一系列变化来表征，检验和分析时必须考虑组织形态改变（如球化，贝氏体晶粒取向、再结晶以及更复杂的微观位错结构变化等）、相成分改变、碳化物粗化和相结构改变（由简单结构的M2C、M3C相等碳化物类型转变为复杂结构的M23C6、M6C相）等四个方面。
在电站部件定期常规检验和锅炉、压力容器定检中常采用一般性金相检验，其检验内容一般包括评定金相组织、球化（老化）程度、夹杂物级别、晶粒度级别等标准项目，通常对检验结果不进行详细统计和定量分析，只限于对标准规定的评判。
在电厂的金相检验中常见的钢材有20G（GB5310-95）、12Cr1MoVG、T/P91钢等，下面就这几种常见钢材金相组织的显示、特征、判定及分析做简要介绍。
220G2.1化学成分与力学性能[1]按GB5310要求供货的20G（优质碳素结构钢）用作受热面管件，其长期使用的最高壁温≤450℃，用做联箱和蒸汽管道时，长期使用温度应≤425℃，其化学成分和力学性能分别如表1和表2所示。
表120G钢化学成分(%)表220G钢力学性能2.2组织的显示方法、特征由于20G的C含量<0.8%,属于亚共析钢，其热轧或正火后的组织一般为先共析铁素体和珠光体，常用的化学浸蚀试剂是5%的硝酸乙醇溶液，长期服役后可能发生珠光体球化或石墨化现象。
2.3珠光体球化珠光体球化程度一般分为5个级别，5级球化的20G抗拉强度和屈服强度减少约20%~25%，因此必须加强对珠光体球化的监督，珠光体球化的评定方法通常是采用与标准图谱对比的方法，在金相显微镜250倍或500倍的倍率下进行球化级别的评定，必要时可在更高倍率下观察珠光体的细节。
标准图谱可参照DL/T674-1999《火电厂用20号钢珠光体球化评级标准》。
2.4石墨化石墨化会导致材料性能下降，严重时还会发生爆破失效，对部件的安全构成威胁。
低碳钢和不含Cr的低碳Mo钢等耐热钢，在高温长期运行过程中，均会随时间的推移而产生石墨化。
当工作温度大于和等于450℃，运行时间达到或超过10万h时，应进行普查，以后的检验周期约5万h。
20G的石墨化如图1所示。
石墨化评级应选择石墨化最严重部位，同一检查面应选择不少于3个视场，在放大500倍下与标准图谱相对照进行石墨化评级，评级过程中应综合考虑石墨面积百分比、石墨链长度、石墨形态等结果。
石墨化程度一般分为四级。
标准图谱可参照DL/T786-2001《碳钢石墨化检验及评级标准》。
图120G的石墨化2.5晶粒的显示与晶粒度的测定晶粒度的检验是借助金相显微镜来测定钢中的实际晶粒度和奥氏体晶粒度的。
实际晶粒度就是从成品钢材上截取试样所测得的晶粒大小，而奥氏体晶粒度是将钢加热到一定温度并电站锅炉几种常见钢材的金相组织分析刘保国，杨必应（安徽省特种设备检测院，安徽合肥230051）【摘要】通过对电站锅炉几种常见钢材金相组织的显示、特征、判定及分析，总结出电站锅炉金相检验应有的项目和注意的一些问题。
【关键词】珠光体球化；石墨化；晶粒度；马氏体耐热钢；T/P91【中图分类号】TB31【文献标识码】A【文章编号】1003-2673(2009)05－18－02保温足够时间后，测定钢中奥氏体晶粒的大小。
20G为亚共析钢，珠光体的形成机制为共格机制，在此机制的作用下，原始的奥氏体晶粒已经被完全破坏，因此在现场检验的金相照片上不能直接显示奥氏体的晶粒大小，需要通过将钢进行奥氏体化后，测定钢中奥氏体晶粒的大小。
在电站锅炉检验过程中我们常用的奥氏体晶粒形成方法为氧化法和网状铁素体法。
氧化法显示奥氏体晶粒通常选用的腐蚀试剂是15%的盐酸乙醇溶液，网状铁素体法显示奥氏体晶粒通常选用的腐蚀试剂是3%~4%的硝酸乙醇溶液或5%的苦味酸乙醇溶液。
晶粒度的测定，一般可按GB/T6394-2002的规定，在金相显微镜放大100倍下进行。
也可直接在部件金相照片测定铁素体晶粒度，即实际晶粒度。
312C r1Mo VG3.1化学成分与力学性能[1]12Cr1MoVG属于珠光体低合金热强钢，具有较高的热强性和持久塑性，抗氧化性能和焊接性能良好,组织稳定性良好。
用作受热面管子最高壁温≤570℃，用做联箱和蒸汽管道时，长期使用温度应≤555℃，其化学成分和力学性能分别如表3和表4所示。
表3化学成分(%)表4力学性能3.2组织的显示方法、特征12Cr1MoVG在正火加回火后的组织一般为先共析铁素体和珠光体，碳化物呈颗粒状，主要分布在原珠光体区域内和晶界上，常用的化学浸蚀试剂是5%的硝酸酒精溶液。
3.3珠光体球化12Cr1MoVG在高温下长期运行过程中会出现珠光体球化现象，如图2和图3所示。
轻度至中度球化对持久强度影响不大，但完全球化的组织会显著降低钢的热强性，对运行中出现球化的钢管必须加强金属监督。
珠光体球化的评定方法通常是采用与标准图谱对比的方法，在金相显微镜200倍的倍率下进行球化级别的评定，必要时可在500倍或更高倍率下进行观察珠光体。
球化级别从原始状态到严重球化分5级，标准图谱可参照DL/T773-2001《火电厂用12Cr1MoV钢球化评级标准》。
图212Cr1MoVG珠光体球化3~4级200×在电站锅炉的定期检验过程中我们发现有些部件由于制造的原因导致部件表层球化严重或脱碳的现象，针对这类问题我们应进行全面的分析，判断球化现象是否是由于锅炉超温运行所致，有怀疑时应加大打磨深度，有条件时应对端面进行金相组织分析，确保我们的检验结果能真实反映材料的实际组织。
图312Cr1MoVG珠光体球化3~4级500×3.4碳化物12Cr1MoVG在高温下长期运行过程中有可能会出现碳化物相沿晶界析出，并聚集长大，而碳化物沿晶界析出及其粗化是材料结构和性能发生恶化的主要原因，因此必须加强对碳化物相的监督。
同时晶内也可能有碳化物析出和积聚，α相开始析出M23C6、M7C3、M6C、M2C等不同类型的碳化物，α相内合金元素贫化，极大的恶化了钢的性能，使材料失效。
必要时可通过透射电镜（TEM）分析材料中是否有对钢强度有严重恶化的M7C3、M6C型碳化物存在，以此来确认材料是否失效[2]。
3.5晶粒的显示与晶粒度的测定12Cr1MoVG珠光体的形成机制为共格机制,在此机制的作用下,原始的奥氏体晶粒已经被完全破坏,需要通过将钢进行奥氏体化后，测定钢中奥氏体晶粒的大小。
其奥氏体晶粒的形成和显示方法、晶粒度的测定与20G类似。
4T/P91钢4.1化学成分与力学性能[1]T/P91钢属于高强度马氏体耐热钢，该钢不仅具有高的抗氧化性能和抗高温蒸汽腐蚀性能，而且还具有良好的冲击韧性和稳定的持久塑性及热强性能。
主要用于亚临界、超临界锅炉壁温≤625℃的高温过热器、壁温≤650℃的高温再热器钢管，以及壁温≤600℃的高温集箱和蒸汽管道。
其化学成分和力学性能分别如表5和表6所示。
表5化学成分(%)表6力学性能4.2组织的显示方法、特征T/P91G含有大量的Cr、Mo等元素，通过正火即可得到马氏体组织，正火态板条状马氏体经高温回火后，回复为破碎的、晶粒细小的回火马氏体，光学显微镜下马氏体板条束位向已不明显。
马氏体板条在高温回火时并不发生再结晶形成铁素体基（下转第39页）（上接第19页）体等轴晶粒，而是以多边形化回复的板条马氏体条碎化、碳化物的析出和亚稳态位错网的形成来释放马氏体相变时的形变储存能。
这样，回火板条马氏体组织的P91钢，既具有马氏体的强化效果，又因马氏体高温回复形成的亚稳态多边形结构，可以抵抗A1相变点以下高温的长时间作用而成为热强性和热稳定性兼具的优质耐热钢[3]。
T/P91G 金相检验常用的化学浸蚀试剂是盐酸苦味酸酒精溶液，由于该钢淬态马氏体回复为破碎的、晶粒细小的回火马氏体组织，优于回复为位向明显、板条粗大的回火马氏体组织，而且该钢材禁止有铁素体块平衡组织[3]，因此在金相检验中应区分以上三种组织。
4.3晶粒的显示与晶粒度的测定马氏体为碳的过饱和固溶体，生长方式为从晶界开始往晶内生长，原始晶界没有破坏，因此可以采用饱和苦味酸水溶液或电化学腐蚀的办法直接得到原奥氏体晶粒。
如图4所示。
晶粒度的测定不再赘述。
图4回火马氏体中显示的原奥氏体晶界5结论（1）20G 的金相检测过程中，评定金相组织的同时要关注碳化物的形态和类型，是否有球化或石墨化的现象；晶粒度的评定可根据需要选择评定奥氏体晶粒度和实际晶粒度。
（2）根据12Cr1MoVG 的特点重点关注该钢的珠光体球化现象，同时应关注该钢的碳化物的聚集与长大情况，必要时检测碳化物的类型和成分以及进行相应的力学性能实验来判定该钢在运行过程中的老化程度。
（3）T/P91G 经正火和回火后的金相组织为破碎的、晶粒细小的回火马氏体组织，优于回复为位向明显、板条粗大的回火马氏体组织，而且该钢材禁止有铁素体块平衡组织出现。
必要时可取样进行力学性能和亚结构进行分析。
参考文献[1]姜求志,王金瑞等.火力发电厂金属材料手册[M].北京:中国电力出版社,2004．[2]章守华,吴承建.钢铁材料学[M].北京:冶金工业出版社,1991．[3]郑准备,张兵等.钢的性能与组织结构研究[J].热加工工艺,2008,37(24):57-58．气灶小。
多股流多喷口燃气燃烧器的过量空气系数较小，一般为1.05~1.10（等于它的一次空气系数）。
大气式燃气灶的过量空气系数一般为1.3~l.8。
因此，燃烧相同的燃气量时，大气式燃气灶的烟气量要大，显然排烟损失也要大些。
（3）多股流多喷口燃气燃烧器的散热损失比大气式燃气灶小。
因为多股流多喷口燃气燃烧器的过量空气系数较小，金属网表面为无焰燃烧，锅架高度可以适当降低而不影响燃气的完全燃烧，赤热的金属网面距锅底一般为15~20mm 。
显然，这么近的距离，可使此两辐射表面的平均角系数较大，对增加辐射传热是有利的。
同时，由于金属网向半球空间辐射的热量，主要在距其法线方向70°的区域内。
因此，金属网表面通过它与锅底的间隙向周围环境的辐射散热是很少的。
大气式燃气灶仅预混部分空气，还要从周围的空气中获取二次空气才能实现比较完全的燃烧，这样形成的本生火焰较长。
火焰不能与锅底接触太多，否则会产生严重不完全燃烧。
