不锈钢金相一、铁素体不锈钢成分、牌号、特点成分含Cr11~30

不锈钢金相

一、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；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

铁素体+ M7C3（或M23C6），如长期时效（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，晶粒会长大，且不能细化，需控制温度。

1Cr17钢：900℃空冷铁素体＋碳化物淬火后组织为铁素体＋低碳马氏体二、马氏体不锈钢

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。

退火或高温回火：铁素体+ M23C6 淬火：马氏体+少量δ铁素体（高温相）

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

1Cr13淬火：1000℃～1050℃，

组织为马氏体＋少量δ铁素体，再650回火：为回火索氏体＋铁素体三、奥氏体不锈钢

成分：含Cr：16～25%，含Ni：7～20%，基本成分18%Cr，8%Ni。

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。

固溶处理：1050～1100℃，组织：奥氏体+少量铁素体（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：300~350℃，高温处理800℃以上；

消除σ相：通过820℃以上的加热或固溶处理消除。1000℃～1100 ℃固溶：奥氏体单一组织奥氏体＋少量铁素体

四、奥氏体-铁素体不锈钢

成分：在铬镍系不锈钢基础上增加铁素体形成元素（Cr、Mo）减少奥氏体形成元素（Ni、Mn）

常用牌号：0Cr26Ni5Mo2、1Cr18Ni11Si4AlTi

特点：双相组织；有磁性；比奥氏体钢强度高，耐腐蚀性好，热加工成型好，焊接性能好，仍具有铁素体钢的某些脆性。

固溶处理（950～1000℃）δ铁素体+奥氏体

长期时效（500～800 ℃）σ相析出

白色的奥氏体和灰黑色(实为棕色)的铁素体，铁素体的体积分数约占50％。

五、δ铁素体如下图

⏹δ相是在高温区域形成的相，一般称为δ铁素体或高温铁素体。以区别于低温α

铁素体。δ铁素体是体心立方晶格，但晶格常数与α铁素体不同，并表现出较高的脆性。

⏹这种相主要是由于加热温度过高、高温中停留过久、化学成分的波动或形成铁素体

与奥氏体的元素达不到平衡等原因形成的。

1Crl3钢1100℃淬油300℃回火组织铸态1Cr18Ni9Ti

白色为δ铁素体小条块为δ铁素体

五、σ相

含有较多铁素体相(体积分数超过15%~20%)的双相焊缝金属，经过350~500℃加热后，塑性和韧度会显著降低，性质脆化。由于在475℃时脆化速度最快，故称为“475℃脆性”。铁素体含量越多，这种脆化现象越严重。

已产生“475℃脆化”的焊缝，可经900℃淬火消除。不锈钢焊接接头在375~875℃温度范围内长期使用，会产生一种Fe-Cr金属间化合物，称为σ相，σ相性硬而脆其硬度可达68HRC。由于σ相析出的结果，使焊缝的冲击韧度急剧下降，这种现象称为“σ相脆化”。通常认为，σ相是由铁素体演变而来，当钢中铁素体的体积分数超过5％时，很快就会形成σ相。因此，对于高温下工作的不锈钢材料，为了防止出现σ相，必须控制铁素体的含量。为了消除已经生成的σ相，恢复焊接接头的韧度，可以把焊接接头加热到1000~1050℃，然后快速冷却。σ相在1Crl8Ni9Ti不锈钢的焊缝中一般不产生。

（1Crl8Ni9Ti锻后缓冷后）

用20g铁氰化钾、20g氢氧化钾，100ml水溶液，1.5V，电解

六、组织鉴别

A与F：A有孪晶组织，F呈带状或枝晶分布

⏹赤血盐氢氧化钾溶液。F玫瑰色、A光亮色

⏹热染法（500℃）F亮黄色、A浅兰色

⏹氢氧化钾水溶液（电解）F灰色、A白色

碳化物与σ相

⏹碱性高锰酸钾：浅侵蚀碳化物为浅棕色、σ相橘红色；深侵蚀碳化物为绿色、σ

相棕橙色

⏹高锰酸钾、氢氧化钠水溶液（电解）：σ相橘红色

⏹草酸电解：

⏹热染法（500～700℃）加热碳化物白色、σ相橙色