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不锈钢的金相样品制备
耐腐蚀钢含有至少 11% 的铬，统称 为“不锈钢”。这类高合金钢可分为 四类：铁素体、马氏体、奥氏体和奥 氏体-铁素体（双相）不锈钢。这些分类也描述了合金在室温下的显微组织结构，而这些组织的不同在很大程度上是受合金成分的影响。
不锈钢的主要特点是其耐腐蚀性。这种特性可以通过添加特殊的合金元素得到增强，这对其他特性具有进一步的有利影响，例如韧性和抗氧化性。
例如，铌和钛能够增强耐晶间腐蚀性，因为它们会吸收碳以形成碳化物；氮能够增加强度，硫能够增强可切削性，因为它会形成少量硫化锰，从而产生较短的切屑。不锈钢因其耐腐蚀性和出色的表面光洁度而在飞机、化工、医疗和食品行业、专业厨房、建筑甚至珠宝方面发挥着重要作用。
高合金钢的生产是一个复杂的熔化和 再熔化过程。铁和经过良好分选的废 钢混合物首先在电弧炉中熔化，然后铸造成钢锭或连续铸造成钢坯或坯 锭。对于很多应用，这些初级产品可以 进一步加工成条形、棒形或板形。对于质量要求较高的钢，初级产品可作为原料进行二次冶炼。这种二次冶炼可通过真空感应熔化+真空电弧再熔化或电渣再熔化进行二重、甚至三重再熔化，这一过程也可在压力和保护气 体环境下进行。
这种二次冶炼过程的主要目的是减少杂质，如氧化物、硫化物和硅酸盐，以 便通过连续的再熔化提高洁净度，生产出具有优异机械和物理性能的均匀钢锭。
不锈钢的金相检验是生产过程中整体质量控制的重要组成部分。
金相测试主要包括晶粒度晶粒尺寸的测定、δ 铁素体和 σ 相的识别以及碳化物的评估和分布。此外，金相还用于研究腐蚀/氧化机理的失效分析。
对于不锈钢样品制样来说：铁素体不锈钢很柔软，而奥氏体不锈钢易延展。二者都容易发生机械变形。另外最终抛光通常会使这些不锈钢具备高反射性，但是，如果没有进行彻底的预抛光，它们在蚀刻后可能会再次出现变形。
（抛光不足的奥氏体钢，500x，蚀刻 (Beraha II) 后显示有变形）
马氏体钢因其硬度而相对容易抛光。通常，应注意保留碳化物。
电解抛光
进行研究或快速的一般结构检查时，电解抛光和蚀刻因不会导致任何机械变形，可作为不锈钢机械抛光的替代方式。电解抛光对于微观结构检查有很好的效果，但它不适合用于鉴别碳化物。它们会被洗掉或看起来变大了。
在电解抛光前，必须在碳化硅箔/砂纸上将样品研磨至 1000#。初始表面越细，电解抛光效果越好。
对于较软的柔韧不锈钢，强烈建议避免使用非常粗的研磨箔/纸和高压， 因为这样可能会导致较深的变形。一 般情况下，应使用与样品面积和表面粗糙度一致的最精细的磨料进行粗磨。使用带金刚石的刚性研磨盘 (MDLargo) 进行精磨，或使用带金刚石的 MD-Plan 抛光布作为用于某些不锈钢的替代选择。精磨后，使用带金刚石的中等硬度抛光布进行彻底抛光，然后使用硅胶 (OP-S) 或氧化铝 (OP-A) 进行最终抛光以去除细微的划痕。此步骤应非常彻底，可能需要几分钟的时间。良好的最终抛光能够增加改善对比度的几率。
如果在第一个研磨步骤中产生的任何 变形未通过精磨去除，将留下痕迹，且 不能通过最终抛光去除。表 1 显示了镶嵌在直径为 300mm 的半自动 Tegramin 上的尺寸为 30mm 的不锈钢样品的制备方法。表 2 显 示了使用直径为 350 mm 的 Struers MAPS 或 AbraPlan/AbraPol 冷镶嵌 或未镶嵌的 6 个不锈钢样品 (65x30 mm) 的制备方法。
不锈钢是耐腐蚀的钢，其铬和镍含量很 高。铁素体不锈钢很柔软，奥氏体不锈 钢易延展，它们在金相制备期间容易产 生机械变形和划痕。此外，碳化物无法 一直保留。为成功进行机械抛光， 建议：
- 避免将粗磨料用于粗磨。
- 使用金刚石进行的精磨和抛光应彻底，
- 确保去除粗磨产生的所有变形。
- 应使用硅胶或氧化铝进行最终氧化物抛光，以实现无变形的表面。
另外，建议采用电解抛光和蚀刻，这样可以实现无变形的表面，但不会保留碳化物。
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不锈钢（Stainless Steel）是不锈耐酸钢的简称，通常我们把耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学腐蚀介质（酸、碱、盐等化学浸蚀）腐蚀的钢种称为耐酸钢。
由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同，普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性。“不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢，而是表示一百多种工业不锈钢，所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。关键首先是要弄清用途，然后再确定正确的钢种。它们都含有17～22%的铬，较好的钢种还含有镍。添加钼可进一步改善大气腐蚀性，特别是耐含氯化物大气的腐蚀。
铁素体不锈钢是不可以进行热处理的合金，碳含量低，铬含量为11-17%。
性能：有磁性，耐大气腐蚀，强度和韧 性中等。
应用：电磁阀、剃须刀片、汽车装饰。
铁素体不锈钢对热处理没有反应。但是，冷加工可能会影响它们的性能。它们在室温下具有磁性。退火状态下的微观结构由铁素体晶粒组成，晶粒上镶嵌了微细碳化物。用于机械加工的铁素体钢含有大量的硫化锰，便于进行自由切削。
（铁素体不锈钢，含硫化锰和 200x 小碳化物串，经 10% 草酸电解蚀刻）
马氏体不锈钢是可以进行热处理的合 金，碳含量中等，铬含量为 12-18%，镍 含量为 2-4%。
性能：耐腐蚀性高，耐高温，耐蠕变。
应用：医疗应用中的手术刀、刀、钩和镊 子，飞机的驱动系统和高性能零部件。
马氏体不锈钢对热处理有反应。马氏体钢通过快速冷却成型，然后可以通过回火处理优化其性能。 合金具有磁性。根据热处理的不同，微观结构的范围为从纯马氏体结构到微回火马氏体。不同的合金和各种尺寸的半成品要求复杂的热处理温度和时间。
δ 铁素体通常是不必要的相，因为铬含量高的钢在 700 到 950°C 的温 度下长时间退火后，可将 δ 铁素体变为硬而脆的铁铬金属间 σ 相。加热至1050°C 后进行淬火，可去除 σ 相，否则会脆化。
奥氏体不锈钢不可以进行热处理，含 0.03-0.05% 的碳，主要合金元素有铬 (17-24%)、镍 (8-25%) 和钼 (2-4%)；加 入钛和铌形成碳化物。
性能：韧性高， 耐腐蚀性高，耐含氧酸、碱，冷成型性能非常好，易于处理和机械加工。
用途：螺钉、螺栓和植入体，低温应用， 化工、医药和食品行业的容器及管道， 厨具。
奥氏体不锈钢对热处理没有反应，相反，快速冷却会产生最柔软的状态。在此状态下，它们没有磁性，它们的属性受冷加工的影响。这些钢的微观结构由奥氏体晶粒组成，可能呈现孪晶状态。将这些钢暴露在高温下（范围为 600-700°C），可在奥氏体晶粒内形成复合碳化物。这将导致奥氏体固溶体中的铬贫化，从而增加对晶间腐蚀或氧化的敏感性。
（冷加工奥氏体钢，显示有孪晶，经 V2A 蚀刻剂蚀刻）
通过将碳减少到 0.015% 以下并添加少 量的钛或铌，可降低晶间腐蚀的风险， 因为这些元素会优先于铬形成碳化物。
（含碳化物和一些 200x 钛碳氮化物的奥氏体钢）
由于马氏体钢的临界热处理条件或奥 氏体钢的冷加工，可能会出现 δ 铁素体 。
（含 δ 铁素体串的奥氏体钢，125x 显示有偏析。蓝色区域：合金元素的消耗）
奥氏体-铁素体钢（双相）的碳含量较低，与奥氏体钢相比，铬含量通常较高 (21-24%)，镍含量较低 (4-6%)，钼含量为 2-3%。
性能：在腐蚀介质中耐疲劳，抗应力， 腐蚀性能好。
应用：化工设备、环保和海洋行业、建筑。
奥氏体-铁素体不锈钢（双相）由铁素体和奥氏体组成。在 40% 苛性钠溶液中 进行电解蚀刻后能够展示结构，并可估算每相的正确比例。这些钢易延展，专门用于食品、造纸和石油行业。
（锻造双相钢，显示有蓝色铁素体、白色奥氏体和 σ 相细针，经40% 氢氧化钠水溶液蚀刻150x）