Cr.91钢的焊接部在长时间高温时效作用下，其组织会产生粗大化的晶粒。由于Cr.91钢的原始组织中没有观察到粗大晶粒，所以认为，高温下马氏体组织发生再结晶，生成了铁素体晶粒，但这个铁素体晶粒的生成过程并不明了。关于马氏体组织再结晶，研究人员的报告显示，具有马氏体组织的超低碳钢在静态时效过程中发生再结晶，生成铁素体晶粒。并且从再结晶驱动力（位错的弹性应变能的减少量）与再结晶的抑制力（再结晶晶粒生成引起的晶界能增加）的平衡角度，用位错密度与碳化物粒子的间距说明再结晶的发生条件。本研究为查明Cr.91钢焊接部铁素体晶粒的生成过程，对静态时效引起的Cr.91钢焊接组织的变化和位错密度以及碳化物粒子的间距变化进行了调查。

试验用材是TIG焊接制作的STPA28焊接接头。除去第1层到第8层，一层一道次地进行焊接。基钢（BM）和焊缝金属（WM）的化学成分如表1所示。对试验钢进行740℃×7.7h的焊后热处理（PWHT）后，进行740℃×100h的时效处理。本研究的时效处理温度很高，加速了钢的组织变化。设定回火参数C值为20，进行换算可知，本研究的时效条件相当于600℃温度下进行3.4×10⁵h的时效。从试验用材中切取边长20mm的正方形试料用于OM、SEM、EBSD的组织观察。用负荷为1.96N的维氏硬度试验法，测定焊缝金属的硬度，并用硬度与位错密度的换算公式计算出位错密度。

图1是试验用钢焊接接头的微观组织。在焊接部没有异常粗大的晶粒和焊接缺陷。在焊接接头微观组织内观察到对应于多层焊接积层的晶粒粗大区与晶粒微细区（焊接热影响区（HAZ））以一定间隔存在的状态。PWHT后微观组织未发生变化，但740℃×100h时效处理后，在焊缝金属内的部分区域生成了铁素体晶粒。而在晶粒粗大区未生成铁素体晶粒。由此推定，铁素体晶粒优先在焊缝金属的HAZ生成。有研究报告显示，Cr.91钢马氏体再结晶晶粒在15o-45o的晶界生成。具有这个取向差的大部分晶界相当于原始奥氏体晶界（PAGB）。计算出了PAGB上的析出物（推断是M₂₃C₆）粒子间距。图2是根据硬度换算的位错密度与PAGB上析出物粒子间距的关系。由图2可知，与马氏体未再结晶区的析出物分布相比，焊缝金属HAZ的析出物分布较为稀疏。但在740℃×100h时效处理后，马氏体未再结晶区与焊缝金属HAZ的位错密度相同，据此可以定性地说明，铁素体优先在析出物钉扎力下降的区域生成。