不锈钢金相组织与检测方法

2019-01-04 16:23

　　不锈钢通常是指在大气、水、酸、碱和盐等溶液或其他腐蚀介质中具有良好的化学稳定性的高合金钢。根据GB/T 13304.2-2008[1]《钢的分类》以及国际上通用方法，按金相组织划分将不锈钢划分为5类，即铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体铁素体双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢。不锈钢不仅具有良好的耐腐蚀、抗氧化性能，通常还具有优异的机械性能(如强度、韧性)、物理性能(磁性、弹性)和工艺性能(铸造、压力加工、热处理、焊接)，因此在化工、能源、机械、轻工等行业得到了广泛的应用。

　　1.各类不锈钢的金相安排

　　1.1 铁素体不锈钢

　　基体以体心立方晶体结构的铁素体安排(α相)为主，有磁性，一般不能经过热处理硬化，但冷加工使其细微强化的不锈钢。含Cr：11~30%，尚可含少数的Mo、Nb、Ti，基本上不含Ni，强度较高，耐氯化物应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等功能优良，但对晶界腐蚀敏感，低温耐性较差。首要钢号有06Cr13Al、10Cr17、10Cr17Mo、008Cr27Mo、008Cr30Mo2等。这类钢经900℃保温并空冷后显微安排为：铁素体级沿轧制方向分布的碳化物;经1200℃加热并水淬后的显微安排为δ铁素体+低碳马氏体。

　　1.2 马氏体不锈钢

　　基体为马氏体安排，有磁性，经过热处理可调整其力学功能的不锈钢。马氏体不锈钢在高温状态的安排为奥氏体，经过淬火后，奥氏体转变为马氏体，故称其为马氏体不锈钢。马氏体不锈钢最常见的钢号有12Cr12，20Cr13，30Cr13，40Cr13等，它们含碳量较高，淬火后得到马氏体安排;有较高的强度、硬度、耐磨性;经过热处理可得到所要求的功能;切削加工功能较好。焊接功能差。

　　1.3 奥氏体不锈钢

　　 　　基体以面心立方晶体结构的奥氏体安排(γ相)为主，无磁性，首要经过冷加工使其强化的不锈钢。奥氏体不锈钢一般含Cr 16%~25%含Ni 7%~20%恰当热处理后，室温下为单一的A安排。常见的钢号有12Cr18Ni9，06Cr18Ni11Ti，06Cr19Ni10，304(18-8)，316等有杰出的塑性、耐性和耐蚀性，应用很广泛。

　　1.4 奥氏体-铁素体双相不锈钢

　　 　基体兼有奥氏体和铁素体两相安排，有磁性，可经过冷加工使其强化的不锈钢。典型钢种有022Cr22Ni5Mo3N，022Cr26Ni7Mo3N等。国家标准中对其金相含量检验的方法有GB/T 13305-2008[2]《不锈钢中α-相面积含量金相测定法》。

　　1.5 沉积硬化不锈钢

　　 　　基体为奥氏体或马氏体安排，并能经过沉积硬化(又称时效硬化)使其强化的不锈钢。沉积硬化不锈钢固溶后为马氏体或半奥氏体安排，最终沉积分出马氏体安排;有很高的强度;耐均匀腐蚀能力优于马氏体型钢;成型和焊接功能杰出。典型的钢种有05Cr17Ni4Cu4Nb、07Cr17Ni7Al、05Cr15Ni7Mo2Al等。

　　2. 不锈钢的金相检验

　　2.1 不锈钢的低倍组织及缺陷的试验方法

　　可以根据GB/T 226-1991[3]《钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法》进行。浸湿一般用热蚀法，即将试样在HCl水溶液中浸泡，然后在流水中用刷子洗刷干净表面的腐蚀产物。此外还可采用HNO3和HF水溶液或HCl和HNO3水溶液中热蚀。

　　低倍组织的评定可以参照GB/T 1979-2001[4] 《结构钢低倍组织缺陷评级图》标准进行。另外标准GB/T1220-2007《不锈钢棒》中规定，钢棒的横截面酸浸低倍或断口试样上不得有肉眼可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮及白点。对较高级钢棒，其一般疏松、中心疏松、偏析均不得超过二级;对普通钢棒，其上述级别均不得超过三级。

　　2.2 不锈钢中的非金属夹杂物的评级

　　可按照GB/T 10561-2005[5]《钢中非金属夹杂物含量的测定方法》进行检验。

　　2.3 奥氏体钢的晶粒度检验

　　可按照GB/T 6394-2002[6]《金属平均晶粒度测定方法》 进行检验和评级。

　　2.4 不锈钢的耐腐蚀性能

　　可按照GB/T4334-2008[7]《金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法》进行试验和评级。