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显微组织（microstructure）是指将用适当方法（如侵蚀）处理后的金属试样的磨面或其复型或用适当方法制成的薄膜置于光学显微镜或电子显微镜下观察到的组织。
钢铁显微组织是在金相显微镜或电子显微镜下看到的钢和铸铁中由基本组成单元构成的聚合体。用金相显微镜观察时试样表面应磨平抛光，并用适宜的侵蚀剂稍加侵蚀。用电子显微镜观察时，需要进行更加复杂的试样准备工作。不同含碳量和合金成分的钢或铸铁，其显微组织各不相同。同一成分的钢或铸铁，经过不同的金属热处理后也具有不同的显微组织。不同的显微组织具有不同的性能，因此钢铁可以通过热处理获得不同的性能。钢铁显微组织分析是研究钢铁和评定钢铁制品质量的重要手段。
钢的显微组织包含：铁素体、渗碳体、珠光体、魏式组织、贝氏体（其中又分为上贝氏体、下贝氏体、和粒状贝氏体）、奥氏体、马氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火李氏体等。
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