某電廠委托對規格為?114mm×18mm，材料為12Cr1MoVG鋼的汽輪機主汽門在役導汽管進行現場顯微組織分析。檢驗人員首先對導汽管表面去除氧化層，再對分析表面進行磨制、拋光、腐蝕，通過現場金相顯微鏡觀察顯微組織后現場采集圖像，判定該導汽管的顯微組織中珠光體形態已完全消失，如圖1所示，按照DL/T 773-2001«火電廠用12Cr1MoV鋼球化評級標準»評定，顯微組織中珠光體的平均球化度達到5級，屬于嚴重球化。

圖1 現場金相檢驗得到導汽管外表面的顯微組織

切割下的導汽管在實驗室制取厚度方向橫截面金相試樣進行觀察，發現該導汽管外表面存在脫碳現象，去除脫碳層后觀察顯微組織為鐵素體+珠光體，珠光體內碳化物雖已開始分散但依然致密，如圖2所示。

圖2 實驗室檢驗得到導汽管厚度截面顯微組織

按照DL/T773-2001評定所檢部位的顯微組織珠光體平均球化度為2級，屬輕度球化。測量完全脫碳層深度約為0.5mm，由于其輕度球化組織所占厚度大于其有效壁厚，如圖3所示，因此該導汽管可以繼續服役。

圖3 實驗室檢驗得到沿導汽管厚度方向的顯微組織

厚壁管的制造工藝多為熱軋，這種制造方式會導致內外表面存在脫碳層，按照GB 5310-2008«高壓鍋爐用無縫鋼管»第6.11條規定：“成品鋼管的外表面全脫碳層深度應不大于0.3mm，內表面脫碳層厚度應不大于0.4mm，兩者之和應不大于0.6mm”。而經由直管加工的厚壁彎頭、彎管、接頭等管件，在熱成型過程中其表面脫碳層厚度會繼續增大。上述案例中的檢驗人員實際是對部件表面脫碳層進行了顯微組織分析及判定，導致誤判了其真實的顯微組織。當所檢部件金屬在原始生產過程中，或在高溫、有機物富集等工況環境下出現表面脫碳、滲碳等情況，而檢測機構對此估計不足時，會造成對在役部件顯微組織“以表代里”式的誤判。

某電廠委托對其鍋爐出現爆管的1號爐水冷壁管(規格為?60mm×5mm，材料為20G，鍋爐用無縫鋼管)進行了現場金相檢驗，然后再割樣送至實驗室進行分析。通過壁厚方向金相觀察發現，水冷壁管的顯微組織均為鐵素體+珠光體，但在水冷壁管截面偏外表面視場的珠光體區域中，碳化物已分散并逐漸向晶界擴散，珠光體形態較為明顯，珠光體平均球化度為3級，如圖4所示；而管壁內側截面珠光體區域中的碳化物雖已開始分散，但珠光體形態明顯，珠光體平均球化度為2級，如圖5所示。

圖4 實驗室檢驗得到水冷壁管外表面顯微組織

圖5 實驗室檢驗得到水冷壁管內表面顯微組織

原始顯微組織一致的爐管，由于使用中在壁厚方向存在管內外溫差梯度，長期運行后在壁厚方向的顯微組織變化相應會呈現一定的梯度。按客戶要求僅在外表面進行現場金相檢驗，如高溫作用于部件外側(如加熱爐爐管)，則對外表面顯微組織劣化程度的評定結論相對于整體壁厚來說會偏重；而如高溫作用于部件內側(如蒸汽管線)，則就外表面顯微組織劣化程度的評定結論相對于整體壁厚來說會偏輕。此時，外表面顯微組織的評定結論與部件整體壁厚方向顯微組織劣化程度的平均水平會有一定偏差，并且這種偏差隨著部件內外壁溫差的增大而加劇。

某煉油廠加氫裂化車間委托對其裂化反應器進行現場金相檢驗，指定分析部位為反應器下封頭外壁。封頭外壁基層壁厚為84mm，材料為2.25Cr1Mo0.25V鋼。現場觀察到的顯微組織如圖6所示，可見碳化物形態較為細密彌散。檢驗人員初步判斷該顯微組織構成為鐵素體+珠光體，據此判斷珠光體內碳化物已向晶界彌散，珠光體區域已不明顯，珠光體平均球化度達3.5級，介于中度球化與完全球化之間。但對所檢部位進行硬度測量的結果為163~169HBHLD，在正常范圍內。

檢驗人員進一步查閱了反應器的制造竣工資料，資料顯示該反應器外壁最終熱處理為高溫鍛造后680~720℃回火(目的是使材料具備較好的強度和韌性)，而不是壓力容器鋼板常見的正火處理。資料顯示基體的顯微組織構成為鐵素體+粒狀貝氏體，其高溫劣化機制并不是珠光體內碳化物的分解。而由圖6可知，該部位顯微組織未發生明顯劣化。

圖6 現場金相檢驗得到反應器下封頭的顯微組織

現場金相顯微鏡的最大物理放大倍數僅為400倍。由于振動、非平面等因素，現場不支持使用更高倍數的鏡頭進行觀察，因此對于某些顯微組織的形貌細節較難分辨。該案例中的碳化物在600倍以上觀察才能區分出是彌散碳化物顆粒，還是細小但呈中空形貌的粒狀貝氏體。對于一些調質處理的回火索氏體、屈氏體組織以及羽毛狀上貝氏體等形態細密組織，往往需要600~1000倍的物理放大倍率進行觀察識別，此時現場金相顯微鏡及金相復型方法的分辨能力已不能勝任。

某煉油廠委托對其重整裝置加熱爐爐管進行現場金相檢驗，評定該爐管的珠光體平均球化度，爐管的材料為1Cr5Mo鋼。在現場金相檢驗作業時，細密的爐灰彌漫爐腔，剛剛沖洗制備好的爐管表面立即會吸附大量灰塵，復型后的顯微組織如圖7所示。

圖7 附著灰塵的爐管外壁顯微組織復型

檢驗人員評定該爐管表面的顯微組織為鐵素體+珠光體，且珠光體中的碳化物已分解并大量向晶界彌散。在檢驗過程中，檢驗人員需盡力排除復型上吸附的灰塵對珠光體中實際彌散于晶界上的碳化物觀察的干擾。經過仔細聚焦觀察，根據DL/T 787-2001«火電廠用15CrMo鋼珠光體球化評級標準»，評定所檢部位母材的顯微組織珠光體平均球化度為4級，屬于中度球化。

在石化工業和動力裝置的現場金相檢驗作業中，絕大多數是對加熱爐爐管、高溫部件進行材料劣化檢查，因此多為爐腔等有限空間作業。作業空間中不可避免地彌散有大量的爐灰、催化劑以及石棉等絕熱材料的懸浮顆粒，這些顆粒大小不一，不僅易于造成試樣制備時的劃痕，且對于剛剛沖洗制備好的金相試樣檢測表面有很強的附著性，繼而會對檢驗人員的現場觀察及金相復型造成干擾。對于廣泛使用的珠光體型耐熱鋼，其顯微組織劣化的主要機制為珠光體內的碳化物在高溫下逐漸分解成細小的球粒狀碳化物，并彌散于晶界上。因此，檢驗人員必須對珠光體內分解出的彌散碳化物與附著的環境灰塵加以區分。對于珠光體未發生明顯球化的組織以及尺寸較大、明顯可判斷為灰塵的顆粒，檢驗人員較易排除灰塵的干擾；但對于珠光體已發生明顯球化且細小灰塵顆粒大量附著的顯微組織，則在實際檢驗中較難區分，需要仔細辨別。