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文檔簡(jiǎn)介

1、一、我國(guó)鋼號(hào)表示方法概述鋼的牌號(hào)簡(jiǎn)稱鋼號(hào),是對(duì)每一種具體鋼產(chǎn)品所取的名稱,是人們了解鋼的一種共同語(yǔ)言。我國(guó)的鋼號(hào)表示方法,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法(GB221-79)中規(guī)定,采用漢語(yǔ)拼音字母、化學(xué)元素符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法表示。即:鋼號(hào)中化學(xué)元素采用國(guó)際化學(xué)符號(hào)表示,例如Si,Mn,Cr等。混合稀土元素用“RE”(或“Xt”)表示。產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆注方法等,一般采用漢語(yǔ)拼音的縮寫字母表示,見(jiàn)表。鋼中主要化學(xué)元素含量(%)采用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。 GB標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)中所采用的縮寫字母及其涵義 名稱 漢字 符號(hào) 字體 位置&#

2、160;名稱 漢字 符號(hào) 字體 位置屈服點(diǎn) 屈 Q 大寫 頭 多層或高壓容器用鋼 高層 gc 小寫 尾沸騰鋼 沸 F 大寫 尾 鑄鋼 鑄鋼 ZG 大寫 頭半鎮(zhèn)靜鋼 半 b 小寫 尾 軋輥用鑄鋼 鑄輥 ZU 大寫 頭鎮(zhèn)靜鋼 鎮(zhèn) Z 大寫 尾 

3、地質(zhì)鉆探鋼管用鋼 地質(zhì) DZ 大寫 頭特殊鎮(zhèn)靜鋼 特鎮(zhèn) TZ 大寫 尾 電工用熱軋硅鋼 電熱 DR 大寫 頭氧氣轉(zhuǎn)爐(鋼) 氧 Y 大寫 中 電工用冷軋無(wú)取向硅鋼 電無(wú) DW 大寫 頭堿性空氣轉(zhuǎn)爐(鋼) 堿 J 大寫 中 電工用冷軋取向硅鋼 電取 DQ 大寫 頭易切削鋼 易

4、60;Y 大寫 頭 電工用純鐵 電鐵 DT 大寫 頭碳素工具鋼 碳 T 大寫 頭 超級(jí) 超 C 大寫 尾滾動(dòng)軸承鋼 滾 G 大寫 頭 船用鋼 船 C 大寫 尾焊條用鋼 焊 H 大寫 頭 橋梁鋼 橋 q 小寫 尾高級(jí)(優(yōu)質(zhì)鋼) 高 A

5、0;大寫 尾 鍋爐鋼 鍋 g 小寫 尾特級(jí) 特 E 大寫 尾 鋼軌鋼 軌 U 小寫 頭鉚螺鋼 鉚螺 ML 大寫 頭 精密合金 精 J 大寫 中錨鏈鋼 錨 M 大寫 頭 耐蝕合金 耐蝕 NS 大寫 頭礦用鋼 礦 K 大寫 尾

6、0;變形高溫合金 高合 GH 大寫 頭汽車大梁用鋼 梁 L 大寫 尾 鑄造高溫合金 K 大寫 頭壓力容器用鋼 容 R 大寫 尾  二、我國(guó)鋼號(hào)表示方法的分類說(shuō)明1碳素結(jié)構(gòu)鋼由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法符號(hào)組成。它的鋼號(hào)冠以“Q”,代表鋼材的屈服點(diǎn),后面的數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值,單位是MPa例如Q235表示屈服點(diǎn)(s)為235 MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼。必要時(shí)鋼號(hào)后面可標(biāo)出表示質(zhì)量等級(jí)和脫氧方法的符號(hào)。質(zhì)量等級(jí)符號(hào)分別為A

7、、B、C、D。脫氧方法符號(hào):F表示沸騰鋼;b表示半鎮(zhèn)靜鋼:Z表示鎮(zhèn)靜鋼;TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼,鎮(zhèn)靜鋼可不標(biāo)符號(hào),即Z和TZ都可不標(biāo)。例如Q235-AF表示A級(jí)沸騰鋼。專門用途的碳素鋼,例如橋梁鋼、船用鋼等,基本上采用碳素結(jié)構(gòu)鋼的表示方法,但在鋼號(hào)最后附加表示用途的字母。2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)開(kāi)頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量,以平均碳含量的萬(wàn)分之幾表示,例如平均碳含量為0.45%的鋼,鋼號(hào)為“45”,它不是順序號(hào),所以不能讀成45號(hào)鋼。錳含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,應(yīng)將錳元素標(biāo)出,例如50Mn。沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在鋼號(hào)最后特別標(biāo)出,例如平均碳含量為0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼,其鋼號(hào)為10

8、b。 3碳素工具鋼鋼號(hào)冠以“T”,以免與其他鋼類相混。鋼號(hào)中的數(shù)字表示碳含量,以平均碳含量的千分之幾表示。例如“T8”表示平均碳含量為0.8%。錳含量較高者,在鋼號(hào)最后標(biāo)出“Mn”,例如“T8Mn”。高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼的磷、硫含量,比一般優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼低,在鋼號(hào)最后加注字母“A”,以示區(qū)別,例如“T8MnA”。 4易切削鋼 鋼號(hào)冠以“Y”,以區(qū)別于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。字母“Y”后的數(shù)字表示碳含量,以平均碳含量的萬(wàn)分之幾表示,例如平均碳含量為0.3%的易切削鋼,其鋼號(hào)為“Y30”。錳含量較高者,亦在鋼號(hào)后標(biāo)出“Mn”,例如“Y40Mn”。 5合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)開(kāi)頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量,以平

9、均碳含量的萬(wàn)分之幾表示,如40Cr。鋼中主要合金元素,除個(gè)別微合金元素外,一般以百分之幾表示。當(dāng)平均合金含量1.5%時(shí),鋼號(hào)中一般只標(biāo)出元素符號(hào),而不標(biāo)明含量,但在特殊情況下易致混淆者,在元素符號(hào)后亦可標(biāo)以數(shù)字“1”,例如鋼號(hào)“12CrMoV”和“12Cr1MoV”,前者鉻含量為0.4-0.6%,后者為0.9-1.2%,其余成分全部相同。當(dāng)合金元素平均含量1.5%、2.5%、3.5%時(shí),在元素符號(hào)后面應(yīng)標(biāo)明含量,可相應(yīng)表示為2、3、4等。例如18Cr2Ni4WA。鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素,均屬微合金元素,雖然含量很低,仍應(yīng)在鋼號(hào)中標(biāo)出。例如20MnVB鋼中。釩為0.

10、07-0.12%,硼為0.001-0.005%。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)在鋼號(hào)最后加“A”,以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。專門用途的合金結(jié)構(gòu)鋼,鋼號(hào)冠以(或后綴)代表該鋼種用途的符號(hào)。例如,鉚螺專用的30CrMnSi鋼,鋼號(hào)表示為ML30CrMnSi。 6低合金高強(qiáng)度鋼鋼號(hào)的表示方法,基本上和合金結(jié)構(gòu)鋼相同。對(duì)專業(yè)用低合金高強(qiáng)度鋼,應(yīng)在鋼號(hào)最后標(biāo)明。例如16Mn鋼,用于橋梁的專用鋼種為“16Mnq”,汽車大梁的專用鋼種為“16MnL”,壓力容器的專用鋼種為“16MnR”。 10不銹鋼和耐熱鋼鋼號(hào)中碳含量以千分之幾表示。例如“2Cr13”鋼的平均碳含量為0.2%;若鋼中含碳量0.03%或0.08%者,鋼號(hào)前分別冠以“

11、00”及“0”表示之,例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18 Ni9等。對(duì)鋼中主要合金元素以百分之幾表示,而鈦、鈮、鋯、氮等則按上述合金結(jié)構(gòu)鋼對(duì)微合金元素的表示方法標(biāo)出。二、鋼的分類 鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性,含碳量一般不超過(guò)1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外,還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類方法多種多樣,其主要方法有如下七種:1、按品質(zhì)分類(1) 普通鋼(P0.045%,S0.050%)(2) 優(yōu)質(zhì)鋼(P、S均0.035%)(3) 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼(P0.035%,S0.030%)2.、按化學(xué)成份分類(1)

12、0;碳素鋼:a.低碳鋼(C0.25%);b.中碳鋼(C0.250.60%);c.高碳鋼(C0.60%)。(2) 合金鋼:a.低合金鋼(合金元素總含量5%);b.中合金鋼(合金元素總含量510%);c.高合金鋼(合金元素總含量10%)。3、按成形方法分類:(1) 鍛鋼;(2) 鑄鋼;(3) 熱軋鋼;(4) 冷拉鋼。4、按金相組織分類(1) 退火狀態(tài)的:a.亞共析鋼(鐵素體+珠光體);b.共析鋼(珠光體);c.過(guò)共析鋼(珠光體+滲碳體);d.萊氏體鋼(珠光體+滲碳體)。(2) 正火狀態(tài)的:a.珠光體鋼;b.貝氏體鋼;c.馬氏體鋼

13、;d.奧氏體鋼。(3) 無(wú)相變或部分發(fā)生相變的金屬組織和熱處理知識(shí)(一)、金屬組織 1、金屬:具有不透明、金屬光澤良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性并且其導(dǎo)電能力隨溫度的增高而減小,富有延性和展性等特性的物質(zhì)。金屬內(nèi)部原子具有規(guī)律性排列的固體(即晶體)。 2、合金:由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成,具有金屬特性的物質(zhì)。 3、相:合金中成份、結(jié)構(gòu)、性能相同的組成部分。 4、固溶體:是一個(gè)(或幾個(gè))組元的原子(化合物)溶入另一個(gè)組元的晶格中,而仍保持另一組元的晶格類型的固態(tài)金屬晶體,固溶體分間隙固溶體和置換固溶體兩種。 5、固溶強(qiáng)化:由于溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑晶格的間隙或結(jié)點(diǎn),使晶格發(fā)生畸變,使固溶體硬

14、度和強(qiáng)度升高,這種現(xiàn)象叫固溶強(qiáng)化現(xiàn)象。 6、化合物:合金組元間發(fā)生化合作用,生成一種具有金屬性能的新的晶體固態(tài)結(jié)構(gòu)。 7、機(jī)械混合物:由兩種晶體結(jié)構(gòu)而組成的合金組成物,雖然是兩面種晶體,卻是一種組成成分,具有獨(dú)立的機(jī)械性能。 8、鐵素全:碳在-Fe(體心立方結(jié)構(gòu)的鐵)中的間隙固溶體。 9、奧氏體:碳在-Fe(面心立方結(jié)構(gòu)的鐵)中的間隙固溶體。 10、滲碳體:碳和鐵形成的穩(wěn)定化合物(Fe3c)。 11、珠光體:鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物(F+Fe3c 含碳0.8%) 12、萊氏體:滲碳體和奧氏體組成的機(jī)械混合物(含碳4.3%) (二)、熱處理 把金屬材料在固態(tài)范圍內(nèi)通過(guò)一定的加熱,

15、保溫和冷卻以改變其組織和性能的一種工藝。 13、退火:將金屬或合金的材料或制件加熱到相變或部分相變溫度,保溫一段時(shí)間,然后緩慢冷卻的一種熱處理工藝。 14、正火:將鋼加熱到完全相變以上的某一溫度,保溫一定的時(shí)間后,在空氣中冷卻的一種熱處理工藝。 15、淬火:將鋼加熱到相變或部分相變溫度,保溫一段時(shí)間后,快速冷卻的熱處理工藝。 16、回火:將經(jīng)過(guò)淬火的鋼,重新加熱到一定溫度(相變溫度以下),保溫一段時(shí)間,然后冷卻的熱處理工藝。 17、調(diào)質(zhì)處理:將鋼件淬火,隨之進(jìn)行高溫回火,這種復(fù)合工藝稱調(diào)質(zhì)處理。 鋼材常見(jiàn)的力學(xué)性能通俗解釋歸為四項(xiàng),即:強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性。簡(jiǎn)單的可這樣解釋:強(qiáng)度,

16、是指材料抵抗變形或斷裂的能力。有二種:屈服強(qiáng)度b、抗拉強(qiáng)度s。強(qiáng)度指標(biāo)是衡量結(jié)構(gòu)鋼的重要指標(biāo),強(qiáng)度越高說(shuō)明鋼材承受的力(也叫載荷)越大;硬度,是指材料表面抵抗硬物壓人的能力。常見(jiàn)有三種:布氏硬度HBS、洛氏硬度HRC、維氏硬度HV。硬度是衡量鋼材表面變形能力的指標(biāo),硬度越高,說(shuō)明鋼的耐磨性越好;即不容易磨損;塑性,是指材料產(chǎn)生變形而不斷裂的能力。有兩種表示方法:伸長(zhǎng)率、斷面收縮率。塑性是衡量鋼材成型能力的指標(biāo),塑性越高,說(shuō)明鋼材的延展性越好,即容易拉絲或軋板;韌性也叫沖擊韌性,是指材料抵抗沖擊變形的能力,表示方法為沖擊值k。沖擊韌性是衡量鋼材抗沖擊能力的指標(biāo),數(shù)值越高,說(shuō)明鋼材抵抗運(yùn)動(dòng)載荷的能

17、力越強(qiáng)。一般情況下,強(qiáng)度低的鋼材,硬度也低,塑性和韌性就高,例如鋼板、型材,就是由強(qiáng)度較低的鋼材生產(chǎn)的;而強(qiáng)度較高的鋼材,硬度也高,但塑性和韌性就差,例如生產(chǎn)機(jī)械零件的中碳鋼、高碳鋼,就很少看到軋成板或拉成絲。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了脫碳層全脫碳層和總脫碳層(全脫碳層+部分脫碳層)。部分脫碳層中碳量部分失去,又叫過(guò)渡層。 某些特殊用途鋼,如滾動(dòng)軸承鋼、工具鋼和彈簧鋼等,會(huì)因脫碳而降低表面硬度,從而降低其耐磨性、切削性和彈性等,所以要控制脫碳層脫碳是鋼加熱時(shí)表面碳含量降低的現(xiàn)象。鋼中碳在高溫下與氫或氧發(fā)生作用生成甲烷或一氧化碳。鋼鐵在加熱的情況下,表面同時(shí)發(fā)生兩種化學(xué)變化。1:脫碳。2:氧化。當(dāng)環(huán)境中氧氣含量

18、充分時(shí),氧化程度要大于脫碳,表面就形成氧化皮,比如鍛造過(guò)程中出現(xiàn)的大面積氧化皮。隨著加熱溫度的提高,脫碳層的深度不斷增加。一般低于1000時(shí),鋼表面的氧化皮阻礙碳的擴(kuò)散,脫碳比氧化慢,但隨著溫度升高,一方面氧化皮形成速度增加;另一方面氧化皮下碳的擴(kuò)散速度也加快,此時(shí)氧化皮失去保護(hù)能力,達(dá)到某一溫度后脫碳反而比氧化快。表面脫碳后,內(nèi)外膨脹系數(shù)不同,淬火時(shí)容易出現(xiàn)裂紋。一些對(duì)表面硬度要求高的零件,比如工具鋼,出現(xiàn)脫碳后,表面淬火硬度達(dá)不到要求1鐵素體(F)原系外來(lái)語(yǔ)(Ferrite)譯名,臺(tái)灣文獻(xiàn)譯為肥粒鐵。 鐵素體系碳溶于體心立方晶格的-Fe中所形成的間隙固溶體-Fe(C)。以4硝酸酒精溶液腐蝕

19、,在光學(xué)顯微鏡下觀察,鐵素體呈明亮的等軸多邊形。由于各晶粒位向不同,受腐蝕程度略有差別,故稍顯明暗不同。鐵素體在不同處理狀態(tài)亦可呈塊狀、月牙狀、網(wǎng)絡(luò)狀等形態(tài),硬度在100HB左右。    2滲碳體(相)原系外來(lái)語(yǔ)(Cementite)譯名,臺(tái)灣文獻(xiàn)譯為雪明碳鐵。滲碳體系鐵和碳的化合物,含碳量為6.69,分子式為Fe3C,在合金鋼中,滲碳體中的Fe原子可以為其他合金元素原子所置換,形成合金滲碳體(Fe,Me)3C。滲碳體是一種具有復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)的間隙化合物。滲碳體硬度很高(8001000 HV),而塑性及沖擊韌度幾乎為零,脆性很大。其顯微組織形態(tài)很多,不受硝酸酒精試劑腐蝕(染色

20、),在光學(xué)顯微鏡下呈白亮色,在堿性苦味酸鈉腐蝕下,被染成黑色。滲碳體是鋼中的主要強(qiáng)化相,有片狀、粒狀、網(wǎng)絡(luò)狀、半網(wǎng)絡(luò)狀等形態(tài),其形態(tài)與分布對(duì)鋼的力學(xué)性能有很大影響。     3珠光體(P)原系外來(lái)語(yǔ)(Pearlite)譯名,臺(tái)灣文獻(xiàn)譯為波萊鐵。珠光體是鐵碳合金相圖中的共析轉(zhuǎn)變產(chǎn)物(F+Fe3C),是鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物,因具有這種組織的樣品拋光蝕刻后有珠母貝的光澤而得名。有片(層)狀和球(粒)狀等不同形態(tài)和分布方式。珠光體用4硝酸酒精溶液腐蝕,F(xiàn)和Fe3C交界處腐蝕較深,在直射光照射下變成黑色線條,可清晰看到層狀,粒狀等形態(tài)和分布情況。 

21、    4奧氏體(A)因這種組織的發(fā)現(xiàn)人Austen而得名,臺(tái)灣文獻(xiàn)譯為沃斯田鐵。奧氏體系碳溶于面心立方晶格-Fe中所形成的固溶體-Fe(c),常以符號(hào)A表示。奧氏體中的碳也是存在于-Fe晶體的間隙固溶體。奧氏體存在于7271495的溫度區(qū)間,是一種高溫相,不易腐蝕,呈白色,若先用4硝酸酒精溶液腐蝕,再用10過(guò)硫酸銨溶液腐蝕,則奧氏體可染成黑色。高溫下奧氏體顯微組織為:晶粒呈多邊形,與鐵素體的顯微組織相近似,但晶界較鐵素體平直,且晶粒內(nèi)常有孿晶帶出現(xiàn)。     5魏氏組織(W)原系外來(lái)語(yǔ)(Widmanstatten)譯名,臺(tái)

22、灣文獻(xiàn)譯為費(fèi)德曼。亞(過(guò))共析鋼在鍛造、軋制、熱處理時(shí),如果加熱溫度過(guò)高,形成了粗晶A,同時(shí)冷卻速度又較快,這時(shí)除了使F(Fe3C)沿晶界呈網(wǎng)狀析出外,還有一部分按切變機(jī)制從晶界并排向晶粒內(nèi)部生長(zhǎng),或在晶粒內(nèi)部獨(dú)自析出,呈針片狀,針片狀鐵素體(F)或滲碳體(Fe3C)分布在珠光體(P)基體上的組織(形態(tài))稱為魏氏組織。魏氏組織是由于過(guò)熱而造成的一種組織缺陷,它使鋼的強(qiáng)度降低而脆性增加。經(jīng)過(guò)鑄造、鍛造、焊接的中低碳鋼,晶粒往往粗大,空冷時(shí)最易出現(xiàn)魏氏組織,緩冷則不易出現(xiàn)。鋼中一旦出現(xiàn)魏氏組織,一般可通過(guò)正火或退火加以消除。     魏氏組織是沿原奧氏體特定

23、晶面而形成的具有幾何學(xué)特征的冷卻轉(zhuǎn)變組織,經(jīng)拋光和硝酸酒精溶液腐蝕后,可在顯微組織中看到白色的鐵素體和黑色的珠光體,鐵素體呈針狀,具有該組織的鋼材性脆而韌性極低。魏氏組織與母相之間保持嚴(yán)格的晶體學(xué)關(guān)系,并在試樣磨面上呈現(xiàn)浮凸。    6貝氏體(B)原系外來(lái)語(yǔ)(Bainite)譯名,因這種組織的發(fā)現(xiàn)人ECPain而得名,臺(tái)灣文獻(xiàn)譯為變韌鐵。貝氏體乃是鐵素體(F)和滲碳體(Fe3C)或過(guò)飽和的固溶體與碳化物(Cm)的機(jī)械混合物,其組織形態(tài),性能和形成過(guò)程均不同于珠光體,它的Fe3C分布在呈羽毛狀或呈針狀的鐵素體(F)中。貝氏體由于形成條件不同而具有多種形態(tài):如上貝氏體(B上)為

24、過(guò)冷奧氏體(A)在550400溫度區(qū)間等溫所形成,在光學(xué)顯微鏡下觀察,呈羽毛狀。上貝氏體(B上)常沿奧氏體(A)晶界形核,向晶內(nèi)發(fā)展。從電子顯微照片上可以看到:在平行的鐵素體(F)條間有短棒狀或串珠狀滲碳體(Fe3C)斷續(xù)分布,其硬度為3545HRC;下貝氏體(B下)是過(guò)冷奧氏體(A)于400200溫區(qū)所形成。在光學(xué)顯微鏡下呈黑暗色片狀(針狀或竹葉狀),互成一定角度。電子顯微觀察及X射線結(jié)構(gòu)分析得知:這種組織乃是由過(guò)飽和的固溶體與其長(zhǎng)軸成5060°角度分布的碳化物質(zhì)點(diǎn)形成的,其硬度為4550HRC。貝氏體還有粒狀、蝶狀等結(jié)構(gòu)形態(tài)。     7馬

25、氏體(M)原系外來(lái)語(yǔ)(Martensite)譯名,臺(tái)灣文獻(xiàn)譯為麻田三鐵。馬氏體是碳在-Fe晶格中的過(guò)飽和固溶體,馬氏體組織是奧氏體(溶有充足的碳原子)過(guò)冷到低溫區(qū)(如240以下)在連續(xù)冷卻過(guò)程中形成,與其他固態(tài)相變所不同的是:較變無(wú)孕育期,屬于無(wú)擴(kuò)散型相變,當(dāng)奧氏體快冷到Ms點(diǎn)(馬氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變的臨界溫度)以下,立即(爆發(fā)式)形成,其形成數(shù)量與等溫時(shí)間無(wú)關(guān) ,只隨溫度的不斷降低而增加。低碳鋼中的條狀馬氏體和高碳鋼中的片狀馬氏體為常見(jiàn)的兩種形態(tài)。馬氏體硬度很高,并與含碳量有關(guān),如T8鋼的馬氏體硬度可達(dá)6265HRC。用4硝酸酒精溶液或維列爾試劑腐蝕,馬氏體可染成黑色。    8回火馬氏體鋼經(jīng)淬火后在250以下進(jìn)行低溫回火時(shí),所形成的組織叫回火馬氏體

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