金相检验现场培训教材.doc

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1、金相检验现场培训教材1、 火力发电厂金属监督规程 DL438-200X报批稿规定的安装前的金属监督任务7、主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道及导汽管的金属监督（11.1.2给水管道材料、制造和安装检验按照“7 主蒸汽管道和再热蒸汽管道的金属监督 ”中的“7.1.17.1.3、7.1.6、7.1.8、7.1.127.1.14和7.1.177.1.23”条款执行。11.1.3 15NiCuMoNb5（WB36）管材和管件的硬度应控制在HBW180252。）7.1.7 受监督的阀门，安装前应做如下检验：d）对合金钢制阀壳逐件进行光谱分析，光谱检验按DL/T 991执行；e）按20对阀壳进行表面探伤，至少抽

2、查1件.重点检验阀壳外表面非圆滑过渡的区域和壁厚变化较大的区域。7.1.13 安装前，安装单位应对直管段、弯管/弯头、三通进行内外表面检验和几何尺寸抽查：a）按管段数量的20测量直管的外（内）径和壁厚； b）按弯管（弯头）数量的20进行不圆度、壁厚测量，特别是外弧侧的壁厚；c）检验热压三通检验肩部、管口区段以及焊制三通管口区段的壁厚；d）对异形件进行壁厚和直径测量；e）管道上小接管的形位偏差；f) 几何尺寸不合格的管件，应加倍抽查。7.1.14安装前，安装单位应对合金钢管、合金钢制管件（弯管/弯头、三通、异形件）100%进行光谱检验，按管段、管件数量的20%和10分别进行硬度和金相组织检查；每

3、种规格至少抽查1个，硬度异常的管件必须扩大检查比例且进行金相组织检查。7.1.15应对主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道上的堵阀堵板阀体、焊缝进行无损探伤。7.1.18管道安装完应对监督段进行硬度和金相组织检验。7.1.24工作温度高于450的锅炉出口、汽轮机进口的导汽管，参照主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道的监督检验规定执行。7.3 912Cr系列钢制管道的检验监督7.3.1 912Cr系列钢包括P91、P92、P122、X20CrMoWV121、X20CrMoWV121、CSN等7.3.2 管材和制造、安装检验按7.1中相关条款执行执行。7.3.3此类钢直管段母材的硬度应均匀，且控制在180 HBW

4、250HBW，同根钢管上任意两点间的硬度差不应大于30HBW；安装前检验母材硬度小于160 HBW时，应取样进行拉伸试验；金相组织中的-铁素体含量不超过8。7.3.4 此类钢的热推、热压和锻造管件的硬度应均匀，且控制在175HBW250HBW，同一管件上任两点之间的硬度差不应大于50HBW；金相组织中的-铁素体含量不超过8。7.3.5对于公称直径大于150mm或壁厚大于20mm的管道，100进行焊缝的硬度检验；其余规格管道的焊接接头按5抽检；焊后热处理记录显示异常的焊缝必须进行硬度检验；焊缝硬度应控制在180HBW270HBW。7.3.6硬度检验的打磨深度通常为0.5mm1.0mm，并以120

5、或更细的砂轮、砂纸精磨。表面粗糙度Ra1.6m；硬度检验部位包括焊缝和近缝区的母材，同一部位至少测量3点。7.3.7 焊缝硬度超出控制范围，首先在原测点附近两处和原测点180位置再次测量；其次在原测点可适当打磨较深位置，打磨后的管道壁厚不应小于最小需要壁厚。7.3.8对于公称直径大于150mm或壁厚大于20mm的管道，10进行焊缝的金相组织检验，硬度超标或焊后热处理记录显示异常的焊缝必须进行金相组织检验。7.3.9焊缝和熔合区金相组织中的铁素体含量不超过8，最严重的视场不超过10。7.3.10 对于焊缝区域的裂纹检验，打磨后进行磁粉探伤。8高温联箱的金属监督（低温联箱制造、安装检验按照“8 高

6、温联箱的金属监督”中的“8.1”执行）8.1制造、安装检验8.1.1工作温度高于400的联箱安装前，应做如下检验：e）进行筒体和管座壁厚和直径测量，特别注意环焊缝邻近区段的壁厚；f）联箱上接管的形位偏差检验，应符合相关制造标准中的规定。g）对合金钢制联箱，逐件对筒体筒节、封头进行光谱分析； h）对合金钢制联箱，按筒体段数和制造焊缝的20进行硬度检验，所查联箱的母材及焊缝至少各选1处；对联箱过渡段100进行硬度检验。一旦发现硬度异常，须进行金相组织检验。i）912Cr（牌号同7.3中所列）钢制联箱的母材、焊缝的硬度和金相组织按照7.3.37.3.9执行；j）对联箱制造环焊缝按10进行超声波探伤，

7、管座角焊缝和手孔管座角焊缝50进行表面探伤复查；9.1.6受热面管子安装前，应进行以下检验：d）随机抽查受热面管子的外径和壁厚，不同材料牌号和不同规格的直段各抽测10根，每根两点，应符合图纸尺寸要求，壁厚负偏差在允许范围内；e）不同规格、不同弯曲半径的弯管各抽查10根，弯管的不圆度应符合JB/T 1611锅炉管子制造技术条件，压缩面不应有明显的皱褶；f）弯管外弧侧的最小壁厚减薄率b（b(SoSmin）So)应满足以下条件，且不应小于按GB9222计算的管子的最小需要壁厚；So、Smin分别为管子的实际壁厚和弯头上壁厚减薄最大处的壁厚。R/D1.8R/D 3.5R/D3.5b15%10%注：R、

8、D分别为管子的弯曲半径和公称直径。g）对合金钢管及焊缝按10%进行光谱抽查，应符合相关材料技术条件；h）抽查合金钢管及其焊缝硬度。不同规格、材料的管子各抽查10根，每根管子的焊缝母材各抽查1组；若硬度出现异常，必须进行金相组织检验；i）焊缝质量应做无损探伤抽查，在制造厂已做100无损探伤的，则按不同受热面的焊缝数量抽查51000。j）用內窥镜对超临界、超超临界锅炉管子节流孔板进行检查是否有异物或加工遗留物存在。10 锅筒的金属监督（10.2.6直流锅炉汽水分离器、储水罐的检验监督，可参照锅筒的技术监督有关规定进行。）10.1.3锅筒安装前应进行下列检验： a）对母材和焊缝内外表面进行100宏观

9、检验，重点检验焊缝的外观质量；b）对合金钢制锅筒的每块钢板、每个管接头进行光谱检验； c）纵、环焊缝和集中下降管管座角焊缝分别按25%、10%和50%进行表面探伤和超声波探伤，检验中应包括纵、环焊缝的“T”形接头；分散下降管、给水管、饱和蒸汽引出管等管座角焊缝按10%进行表面探伤；安全阀及向空排汽阀管座角焊缝进行100%表面探伤。抽检焊缝的选取应参考制造商的焊缝探伤结果。焊缝无损无损探伤按照 JBT 4730执行；d）对筒体、纵环焊缝及热影响区进行硬度抽查；一旦发现硬度异常，应进行金相组织检验。121.2 汽轮机安装前应进行如下检验：a）根据DL5011的要求，对汽轮机转子、叶轮、叶片、喷嘴、

10、隔板和隔板套等部件的完好情况、是否存在制造缺陷进行检验，对易出现缺陷的部位重点检查。外观检验主要检查部件表面有无裂纹、严重划痕、碰撞痕印，依据检验结果作出处理措施。 b）对汽轮机转子进行圆周和轴向硬度检验，圆周不少于4个截面，且必须包括转子两个端面，高中压转子有一个截面应选在调速级轮盘侧面；每一截面周向间隔90进行硬度检验，同一圆周线上的硬度值偏差不应超过30HBW，同一母线的硬度值偏差不应超过40HBW。c）若制造厂未提供转子探伤报告或对其提供的报告有疑问时，必须进行无损探伤。转子中心孔无损探伤按DL/T 717执行,焊接转子无损探伤按DL/T 505执行,实心转子探伤按DL/T 930执行

11、。d）各级推力瓦和轴瓦的超声波探伤，以检查是否有脱胎缺陷。e）镶焊有司太立合金的叶片，应对焊缝进行无损探伤。叶片无损探伤按DL/T 714、DL/T 925执行。f）对隔板进行宏观检验和表面探伤。131.2 发电机转子安装前应进行如下检验：a）对发电机转子大轴、护环等部件的完好情况和是否存在制造缺陷进行检验，对易出现缺陷的部位重点检查。外观质量检验主要检查部件表面有无裂纹、严重划痕、碰撞痕印，依据检验结果作出处理措施。 b）若制造商未提供转子探伤报告或对其提供的报告有疑问时，应对转子进行无损探伤。c）对转子大轴进行圆周和轴向硬度检验，圆周不少于4个截面且必须包括转子两个端面，每一截面周向间隔9

12、0进行硬度检验。同一圆周的硬度值偏差不应超过30HBW，同一母线的硬度值偏差不应超过40HBW。14 紧固件的金属监督 14.1对大于等于M32的高温紧固件的质量检验按GB/T20410中相关条款执行。14.2高温紧固件的选材原则、安装前和运行期间的检验、更换及报废按DL/T439中的3、4中的相关条款执行。14.3 汽轮机/发电机大轴连接螺栓安装前应进行外观质量、光谱、硬度检验和表面探伤，机组每次检修应进行外观质量检验和无损探伤。15 大型铸件的金属监督 15.1安装前的检验15.1.2 部件安装前应进行如下检验：a）铸件100进行外表面和内表面可视部位的检查，内外表面应光洁，不得有裂纹、缩

13、孔、粘砂、冷隔、漏焊、砂眼、疏松及尖锐划痕等缺陷，必要时进行表面探伤；若存在上述缺陷，则应完全清除，清理处的实际壁厚不得小于壁厚偏差所允许的最小值且应圆滑过渡；若清除处的实际壁厚小于壁厚的最小值，则应进行补焊。对挖补部位应进行无损探伤和金相、硬度检验。汽缸补焊按DL/T 753执行；b）汽缸的螺栓孔应进行无损探伤； c）若制造厂未提供部件探伤报告或对其提供的报告有疑问时，应进行无损探伤；若含有超标缺陷，加倍复查。铸件无损探伤按JB/T9630.1和JB/T9630.2执行。d）铸件的硬度检验，特别要注意部件的高温区段。2、912Cr新型耐热钢硬度和金相组织检查知识2.1、不同回火温度对硬度和抗

14、拉强度的影响从下图可以看出，低于780回火，两种钢焊缝的硬度均随回火温度的升高而降低。回火温度超过780，T91焊缝的硬度明显升高，860回火焊缝的硬度达到355HV，已明显高于700回火时焊缝的硬度，接近于未回火态的365HV。而对于T92钢，焊缝硬度则继续降低，回火温度超过820，焊缝硬度略有升高。资料介绍对于P91、P92钢焊缝的硬度合格范围为190263HV，也有文献报道对于P92钢为236285HV，现场操作制定的热处理温度为76010，基本可满足要求。从图2可以看出，两种钢的抗拉强度均随回火温度的升高而降低，820回火钢强度已达不到标准要求。注1：摘自焊后工况热处理对T91与T92

15、钢焊缝组织性能的比较天津诚信达田旭海、齐向前2.2、下图不同热处理下的金相照片（T91和T92焊缝）：组织形态说明：两种钢焊态未处理的马氏体组织粗大，呈细长针状，马氏体板条特征不明显；740回火均可见到明显的板条马氏体组织特征，但此时焊缝硬度均偏高，说明马氏体回复不充分，形变储存能没有完全释放，回火温度升高到780，T91钢焊缝虽然在合格范围内，但此时碳化物产生偏聚，马氏体板条特征变得不明显，T92焊缝马氏体板条变细，特征明显，硬度在合格范围内。文献报导为保证焊缝具有足够高的抗蠕变性能，焊缝组织应为板条特征明显得马氏体组织。所以对于T91钢，回火温度不能超过780，对于T92钢，回火温度可以达

16、到780。820回火后，T91焊缝偏聚碳化物长大，T92焊缝中马氏体板条组织分解析出大量弥散碳化物，当回火温度升高至860时，T91组织焊缝形态与未回火相似，而对于T92焊缝部分碳化物聚集成块，部分呈细小弥散状分布于铁素体基体上。2.3、T91、T92母材金相组织现场检验照片1、 SA-213T91模拟管SA213-T91模拟管母材 400 硬度：180HBSA213-T91模拟管焊缝（未处理）400 硬度：337HB2、 四大管道（开封火电厂2600MW机组扩建工程 1机组）主蒸汽直管A04 400 硬度： 主蒸汽弯头A07 400 硬度：主蒸汽直管A04(2检测点)400 硬度：173HB

17、 主蒸汽直管A04(2检测点热影响区)400 主蒸汽A04(2检测点厂家焊缝)400 硬度：219HB主蒸汽A04(2检测点热影响区另一侧)400 主蒸汽A04(2检测点厂家焊缝另一侧母材) 400 主蒸汽A10(厂家焊缝直管侧母材) 400 硬度：183HB主蒸汽A10(厂家焊缝直管侧热影响区) 400 主蒸汽A10(厂家焊缝区) 400 硬度：223HB主蒸汽A10(厂家焊缝弯头侧热影响区) 400 主蒸汽A10(厂家焊缝弯头侧母材) 400 硬度：176HB2.2、再热热段现场金相再热热段A07弯头母材（1测点） 400 硬度：158HB再热热段A20厂家焊缝直管侧母材 400 硬度：再

18、热热段A20厂家焊缝直管侧热影响区 400 再热热段A20厂家焊缝弯头侧热影响区 400 再热热段A20厂家焊缝弯头侧母材 400 硬度：196HB2.3、再热热段A07厂家焊缝和两边母材、热影响区金相再热热段A07厂家焊缝直管侧母材 400 硬度：166HB再热热段A07厂家焊缝直管侧热影响区 400 再热热段A07厂家焊缝直管侧热影响区 100 214HB再热热段A07厂家焊缝弯头侧热影响区 100 再热热段A07厂家焊缝弯头侧母材 100 168HB2.4、主给水管道（WB36）和再热冷段管道(SA-106B)主给水管道A58弯头 400 主给水管道A23直管 400 226HB再热冷段

19、管道A15弯头 400 136HB再热冷段管道A15直管 400 111HB3、 钢铁金相组织观察分析3.1、钢在各种状态下的组织钢铁中基本显微组织有奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体、魏氏体、索氏体、莱氏体、托氏体、马氏体、渗碳体（碳化物：包括铁的碳化物和合金碳化物）3.1.1、奥氏体碳或其他合金元素溶于Fe中形成的间隙固溶体成为奥氏体，用或A表示。奥氏体具有面心立方晶格结构，溶碳能力强，在1148时为2.11%,在727为0.77。铁碳合金中的奥氏体在室温下是不稳定的，把奥氏体过冷到不同温度时，可以发生珠光体转变、贝氏体转变、马氏体转变。奥氏体晶粒的大小对上述三种转变的组织和性能影响很大。合金

20、中加入扩大相区的合金元素如Ni、Mn等，可使奥氏体在室温，甚至在低温时成为稳定相。这种以奥氏体组织状态使用的钢成为奥氏体钢。奥氏体的硬度和强度都不高，b约为392MPa，硬度约为160200HB。碳的溶入也不能有效地提高奥氏体地强度和硬度。面心立方晶格滑移系多，固奥氏体塑性好，延伸率可达4050。面心立方晶格为密排晶体结构，故奥氏体比容小，其中铁原子的自扩散激活能大，扩散系数小，热强性能好，故奥氏体可作为高温用钢。奥氏体具有顺磁性，固奥氏体可作为无磁性用钢。奥氏体的导热性能差，线胀系数高，故奥氏体又可用作热膨胀灵敏的仪表元件。3.1.2、铁素体碳与其他合金元素溶解在a-Fe中所形成的间隙固溶体

21、称为铁素体，用a或F表示。碳溶于Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体。铁素体呈体心立方结构，由于晶格中最大间隙半径比碳原子半径小许多，所以碳在铁素体中的溶解度很小，几乎不能溶碳。但由于晶格缺陷存在，仍能溶入微量碳。在室温下碳在铁素体的溶解度为0.008%，在727时的溶解度为0.0218%。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。3.1.3、渗碳体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

22、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。3.1.3、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。一般分为粗珠光体（P）、细珠光体（索氏体S或C）、极细珠光体（屈氏体-T）。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A1650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650600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。

23、在600550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3.1.4、贝氏体贝氏体是过饱和的铁素体和渗碳体的两相混合物，是过冷奥氏体的中温转变产物，用B表示。贝氏体转变既有珠光体转变，又有马氏体转变的某些特征。钢中贝氏体的形态，随钢的化学成分和转变温度而异。常见的贝氏体形态有三种：上贝氏体、下贝氏体、粒状贝氏体。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350550）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差为68od铁素体板条，

24、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。转变时先在晶界处形成上贝氏体，往晶内长大，不穿晶。 下贝氏体同上，但渗碳体在铁素体针内。过冷奥氏体在350Ms的转变产物。其典型形态是双凸透镜状含过饱和碳的铁素体，并在其内分布着单方向排列的碳化物小薄片；在晶内呈针状，针叶不交叉，但可交接。与回火马氏体不同，马氏体有层次之分，下贝氏体则颜色一致，下贝氏体的碳化物质点比回火马氏体粗，易受侵蚀变黑，

25、回火马氏体颜色较浅，不易受侵蚀。高碳高合金钢的碳化物分散度比低碳低合金钢高，针叶比低碳低合金钢细粒状贝氏体大块状或条状的铁素体内分布着众多小岛的复相组织。过冷奥氏体在贝氏体转变温度区的最上部的转变产物。刚形成时是由条状铁素体合并而成的块状铁素体和小岛状富碳奥氏体组成，富碳奥氏体在随后的冷却过程中，可能全部保留成为残余奥氏体；也可能部分或全部分解为铁素体和渗碳体的混合物（珠光体或贝氏体）；最可能部分转变为马氏体，部分保留下来而形成两相混合物，称为M-A组织。无碳化物贝氏体板条状铁素体单相组成的组织，也称为铁素体贝氏体。形成温度在贝氏体转变温度区的最上部。板条铁素体之间为富碳奥氏体，富碳奥氏体在随

26、后的冷却过程中也有类似上面的转变。无碳化物贝氏体一般出现在低碳钢中，在硅、铝含量高的钢中也容易形成。马氏体下贝氏体残余奥氏体屈氏体粒状贝氏体知识拓展：1、贝氏体转变钢中的贝氏体相变是发生在珠光体分解和马氏体相变温度范围之间的中温转变。它既不是珠光体转变那样的扩散型相变，也不是马氏体相变那样的无扩散型（切变型）相变，而是“半扩散型相变”，即只有碳原子能够扩散，而铁原子和其他替换合金元素的原子难以扩散。有一下特点：（1）、贝氏体相变是过冷奥氏体在中温转变区发生的非平衡相变，转变温度较宽，转变有孕育期；（2）、贝氏体转变过程主要是贝氏体铁素体的形核及长大过程。在不同温度下，得到不同类型的贝氏体组织形

27、貌；（3）、贝氏体组织的相组成物主要有贝氏体铁素体和碳化物，但当转变不完全时，还存在残余奥氏体；（4）、贝氏体转变有表面浮凸效应；（5）、贝氏体相变是扩散型相变。相变中有碳原子的扩散，而且碳的扩散速度控制贝氏体转变速率并影响贝氏体组织形貌。贝氏体转变和珠光体分解的区别：（1）、珠光体由铁素体碳化物两相组成。贝氏体可以由铁素体碳化物组成，或铁素体残余奥氏体组成，或铁素体M/A岛组成，或铁素体碳化物奥氏体马氏体多相组成；（2）、珠光体晶核是两相，即F碳化物；而贝氏体的晶核是单相，即贝氏体铁素体（BF）；（3）、珠光体共析分解反应式为AF+Fe3C；贝氏体相变不能写成此式，上贝氏体和下贝氏体中的碳化

28、物晶核何时形成，以什么形态长大，碳化物析出与否，都要视具体条件而定，而不与铁素体共析发生；（4）、珠光体分解在晶界形核，而贝氏体相变的形核可在晶界也可在晶内；（5）、珠光体是过冷奥氏体在高温区平衡分解或接近平衡分解的产物，而贝氏体是中温区的非平衡分解产物；（6）、珠光体中铁素体可以是片状的（片状珠光体），或等轴状的（粒状珠光体），其中的位错密度低；而贝氏体铁素体由亚单元乃至超细亚单元构成，位错密度较高，甚至发现存在精细孪晶；（7）、珠光体中铁素体、渗碳体两相存在着比例关系，如共析碳钢的珠光体中，渗碳体的相对量约占13；而贝氏体中各相没有固定的比例关系，碳化物析出不定，还会夹杂着残留奥氏体相。因

29、此，贝氏体转变与珠光体转变有着本质的区别，贝氏体相变绝非共析分解。可将贝氏体定义为：钢中贝氏体是过冷奥氏体的中温转变产物，它以贝氏体铁素体为基体，同时可能存在着渗碳体和碳化物、残留奥氏体等相构成的整合组织。贝氏体铁素体的形貌多呈条片状，内部由规则排列的亚单元及较高密度的位错等亚结构。2、钢中贝氏体的形貌和亚结构贝氏体分上贝氏体和下贝氏体2.1、上贝氏体形貌上贝氏体是在贝氏体转变温度区的上部形成的，主要分为四种：（一）、无碳（化合物）贝氏体无碳（化合物）贝氏体有时也称为B型贝氏体。这种贝氏体在低碳低合金钢中出现几率较多。当上贝氏体组织中只存在贝氏体铁素体和残留奥氏体而不存在碳化物时，这种贝氏体就

30、是无碳化物贝氏体，或称无碳贝氏体。无碳贝氏体的铁素体片条平行排列，其尺寸及间距较宽，片条间是富碳奥氏体，或其冷却过程的产物。往往在如下情况下出现：（1）、由于Si、Al不溶于渗碳体中，故延迟渗碳体的形成（低碳钢和低合金钢中Fe的含量也很低），因此在硅钢和铝钢的上贝氏体中，常常在室温时还残留残余奥氏体，而不形成渗碳体，形成无碳贝氏体。如下图：（2）、在低碳合金钢中，形成贝氏体铁素体后，渗碳体尚未析出，贝氏体铁素体间仍为奥氏体，碳不断向奥氏体中扩散富集，使奥氏体趋于稳定而保留下来，形成无碳化物贝氏体。（二）、粒状贝氏体当奥氏体冷却到上贝氏体的较高稳定区。析出贝氏体铁素体后，由于碳扩散到奥氏体中，使

31、奥氏体不均匀的富碳，不再转变为铁素体。这些奥氏体区域（岛）一般呈粒状或长条状，分布在铁素体基体上（BF）。这种奥氏体在冷却或等温过程中，可以部分地分解或转变，岛内转变为M/A组织，这种组织称为粒状贝氏体。见下图在奥氏体未分解之前，粒状贝氏体实际上是无碳贝氏体。因此，无碳贝氏体是粒状贝氏体的一种特殊组织形态。（三）、经典上贝氏体经典上贝氏体由板条状铁素体和条间分布不连续碳化物所组成。贝氏体铁素体条间碳化物是片状形态的细小渗碳体。经典上贝氏体的组织形态呈现羽毛状，如上图所示。经典上贝氏体随温度降低和钢中碳含量的增高，板条状铁素体（BF）变薄，位错密度提高，碳化物颗粒变小，弥散度增加。（四）此外，还

32、有“准上贝氏体”，它与无碳贝氏体相似，也没有碳化物，其贝氏体铁素体之间的富碳奥氏体是层薄膜。怎么样区分上贝氏体和魏氏体？两者的组织特征： 魏氏组织铁素体：过冷奥氏体先析出相，单相组织，铁素体呈针状，针体较粗，针间距离较宽，光镜下可辨间距，针间组织为珠光体； 上贝氏体：过冷奥氏体中高温转变产物，复相组织，基体为铁素体，第二相为碳化物。铁素体呈相互平行的条状，铁素体条细窄，条间距离非常小，光镜下不可辨间距，条间组织为碳化物，碳化物形态光镜下不可辨。上贝氏体由晶界向两边(或一边)晶内生长，在光镜下呈羽毛状。魏氏体是一种钢材过热状态下快速冷却得到的组织，为针状结构。同羽毛状贝氏体的贝氏体形成条件是截然

33、不同的，力学性能存在很大差异。一旦判断错了将给产品的质量评价造成误断。要区分并不难：由于过热造成晶粒粗大，魏氏体中铁素体针条在显微镜100倍下观察已清晰显现；然而贝氏体在该放大倍率下是看不到铁素体排列规律的，需要更高的倍数才能观察到羽毛状组织，虽然它们形态似乎有些相近，毕竟存在本质的区别，一个低倍数就能看清，另一个必须再放大数倍其特征才显现。魏氏体与贝氏体本质上都是切边形成的。但贝氏体sheaf是由一系列贝氏体plate形成的，而魏氏体是有两个对称的鉄素大片形成。贝氏体的形核有无碳迁移参与，而长大有碳迁移参与。而魏氏体的形核与长大都有碳迁移参与。这在TEM下很容易分辨。金相下一般魏氏体比较粗大

34、，呈楔形，由于内部缺乏微细结构比较亮，而贝氏体由于具有微细结构，容易腐蚀，比较黑。2.2、下贝氏体相貌下贝氏体是在贝氏体相变温度的下部形成的，呈单个条片状，条片间经常呈交角相遇。下贝氏体优先在奥氏体晶内成核，也在晶界形核。下贝氏体形态主要分经典下贝氏体和准下贝氏体。（一）、经典下贝氏体经典下贝氏体在光学显微镜下呈黑色针状，与回火马氏体相似，碳化物排列在片内，一般与片的长轴成550600夹角，也有与长轴平行的。在等温初期先形成碳化物，长时间等温则形成渗碳体，尤其在硅钢中易见到下贝氏体中存在碳化物。（二）、准下贝氏体准下贝氏体不同于经典下贝氏体，在它的铁素体BF内按一定角度排列的是残余奥氏体而不是

35、碳化物。在准下贝氏体的铁素体条内，可以见到许多亚板条，它常在含硅钢中出现。延长等温时间，奥氏体膜将分解为碳化物，而形成经典下贝氏体。3.1.5、马氏体和回火马氏体马氏体是碳在Fe中的过饱和固溶体，是靠无扩散的奥氏体切变方式在钢中形成的相，是淬火钢的基本组织。碳落入八面体间隙位置，导致体心立方晶格结构的铁素体过饱和，使马氏体晶格产生正方性。马氏体的碳原子浓度愈高，晶格的正方性愈大。马氏体相变具有非热动力学特性，即形成的马氏体与转变时间无关，只是低于Ms点的温度（马氏体开始转变温度）的过冷度的函数。3.1.6、魏氏体亚共析钢因为过热形成的粗晶奥氏体，在一定的冷却条件下，除在原来奥氏体晶界上析出块状

36、Fe外，还有从晶界向晶内生长的互成一定角度的或相互平行的片针状Fe，这种组织为魏氏组织。对于过共析钢，魏氏组织为成针状或杆状的渗碳体组成。当钢在热加工、正火或退火热处理时，当出现过热而使钢的奥氏体晶粒比较粗大，且冷却速度适当时，形成魏氏组织。钢中一旦出现魏氏组织，其力学性能将出现下降，尤其是冲击功和断面收缩率将下降很多。采用完全退火可消除魏氏组织。魏氏组织明显的特征是晶粒粗大，一般在放大100倍的观察晶粒大小。但魏氏组织的细微形态一般在放大400500倍左右比较明显。例如要区分魏氏体和贝氏体。放大倍数应在500倍左右组织说明：45钢，850正火，4硝酸酒精溶液浸蚀。黑色为细片状珠光体，白色为铁

37、素体，铁素体大部分沿原奥氏体晶界呈块状析出，少部分呈针状向晶粒内穿插，而呈魏氏体组织状态属过热正火组织。组织为放大500倍。3.1.7、回火索氏体和托氏体钢在350400回火形成的显微组织称为托氏体钢在高温回火形成的显微组织称为回火索氏体3.1.8、先共析铁素体3.1.9、Fe（铁素体）912Cr马氏体热强钢的强化机理及Fe的形成机制这种类型的钢种，一般添加提高热强性及淬透性的元素如钼、钨、钒、铌、钛等，加入钼、钨，可在高Cr钢中形成单一的（Cr、Mo、W、Fe）23C6，这类碳化物在小于650时不易聚集长大，产生了更稳定的弥散强化作用。同时钼、钨在固溶体中也也增加了固溶强化的效果，提高了淬火

38、后形成马氏体铁素体板条再结晶的温度。因之，整体的回火稳定性大大提高。加入V和Nb，形成更加稳定的碳化物（V、Nb）C，使M23C6型碳化物不易形成，从而使更多的Mo、W溶与Fe基体中，这样使钢的热强性进一步提高。含钒、铌的钢具有更好的回火稳定性和更高的蠕变极限。当钢种钨的含量达到24时，还可在钢种形成更稳定的Fe2W金属间化合物，进一步提高其热强性。当钢中加入钼、钨、钒、铌等合金化元素时，钢中将由于缩小相区，从而出现使钢强度、热强性下降的铁素体。由于成分偏析、锻造加热温度过高、淬火加热温度过高将出现高温铁素体（即铁素体）。铁素体多沿原奥氏体晶界分布，呈串状或多边形形貌。它的出现将降低钢的强度和

39、冲击韧性，标混规定，铁素体含量不允许超过8。3.1.10、屈氏体3.1.11、莱氏体4、 钢的热处理不合格组织4.1、过热和过烧金属或合金在热处理加热时，由于加热温度过高，晶粒长得很大，以致性能显著降低的现象，称之为过热；加热温度接近其固相线（应该为液相线）附近时，晶界氧化和开始部分熔化的现象，称之为过烧。钢的过热组织有：晶粒粗大、马氏体粗大、残余奥氏体过多、魏氏组织、网状碳化物、石墨化（黑脆）、共晶组织、萘状断口、石状断口、铁素体过多增补第I部分。电站锅炉用钢的金相分析一 锅炉受热面知识拓展超超临界机组超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的压力。锅炉内的工质都是水，水的临界压力是:22.

40、115MPA 347.15C ；在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的临界点，炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉，炉内蒸汽温度不低于593或蒸汽压力不低于31 MPa被称为超超临界。 超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果，超超临界机组与超临界机组相比，热效率要提高1.2%，一年就可节约6000吨优质煤。未来火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界（SC）和超超临界（USC）火电机组，它们在发达国家已得到广泛的研究和应用。1.1 锅炉水冷壁管子表1常用钢材化学成分钢号化学成分（%）CMnSiCrMoVTiBWNiALNbNSP12C

41、rMoG0.080.150.400.700.170.370.400.700.400.550.03015CrMoG(T12)13CrMo440.120.180.400.700.170.370.801.100.400.550.030SA-213T230.040.100.100.600.501.902.600.050.300.200.300.00050.0061.451.750.030.020.080.030.030SA-213T240.050.100.300.700.150.452.202.600.901.100.200.300.050.100.00150.0070.020.120.02012Cr

42、1MoVG0.080.150.400.700.170.370.901.200.250.350.150.300.030表2超超临界锅炉常用水冷壁管金相组织钢号12CrMoG15CrMoG(T12)13CrMo44SA-213T23SA-213T2412Cr1MoVG组织珠光体+块状铁素体珠光体+铁素体回火贝氏体回火贝氏体珠光体+铁素体临界点Ac1：745Ac3：845Ac1：800Ac3：960Ac1：820Ac3：960Ac1：771Ac3：893Ar1：647Ar3：7961.1.1其他特性资料(1) 15CrMoG(T12)热处理：15CrMo钢管在正火加回火状态下使用，GB5310-19

43、95规定的热处理制度为：正火温度930960，回火温度680720，周期式炉保温时间2h，连续式炉保温时间1h。当热轧钢管的终扎温度符合符合规定的正火温度，可用热轧代替正火。热处理后的组织为珠光体加块状铁素体。回火时应注意不要使回火温度超过Ac1温度，否则在回火加热时会发生部分奥氏体转变，产生少量马氏体和针状贝氏体，导致钢管的热强性能降低。(2)SA-213T23热处理：SA-213T23钢管在正火加回火状态下使用，在较大的冷却速度范围内（0.8K/s200K/s冷却速度有点夸张，搞不明白）均转变为贝氏体+马氏体组织结构，马氏体的最大硬度仅为350HV，瓦卢瑞克曼内斯特钢管公司编制的内部热处理

44、工艺为：在106010的正火，会使大多数沉淀物溶解；在76015的回火，是铬碳化物和细小的铌氮碳化物沉淀，从而改变了蠕变特性。热处理后显微金相组织为具有最佳沉淀物的回火贝氏体+马氏体组织结构。（3）、SA-2133T24热处理：SA-213T23钢管在正火加回火状态下使用，在与T23相同的冷却速度范围内（0.8K/s200K/s）同样转变为贝氏体+马氏体组织结构，其最大硬度也在350HV左右，瓦卢瑞克曼内斯特钢管公司编制的内部热处理工艺为：在100010的正火，会使大多数沉淀物溶解；在75015的回火，会发生强化沉淀物的最佳形成。热处理后显微金相组织为具有最佳沉淀物的回火贝氏体+马氏体组织结构

45、。（4）、12Cr1MoVG热处理：12Cr1MoVG钢管对热处理比较敏感正火温度、回火温度、保温时间、冷却速度对钢的组织和持久强度都有一定的影响。，GB5310-1995规定的热处理制度为：正火温度9801020，保温时间按壁厚1min/mm计算，但不少于2omin。回火温度720760，周期式炉保温时间2h，连续式炉保温时间1h。当壁厚3040mm时，应进行强制冷却强制冷却什么意思？要淬火？；当壁厚大于40mm时，应进行调质处理，淬火温度为950990，回火温度为720760，周期式炉保温时间2h。当热轧钢管的终扎温度符合符合规定的正火温度，可用热轧代替正火。热处理后的组织为珠光体+块状铁素体。1.2锅炉省煤器管省煤器的作用是利用锅炉排烟加热锅炉给水，一般布置在锅炉尾部，工作温度不高，但工