鐵素體不銹鋼一般情況下是穩定的單相鐵素體組織，加熱和冷卻不發生相變，所以，鐵素體不(bu)銹鋼熱處(chu)理(li)的目的不是改變組織，而是要消除或減弱在各生產工序中可能產生的第二相及其帶來的不利影響，這些影響大概可以包括以下幾個方面。
1. σ相脆性(xing)
鐵(tie)素體不銹鋼，特別是(shi)高鉻鐵(tie)素體不銹鋼是(shi)容(rong)易(yi)生(sheng)成σ 相(xiang)的鋼種。σ 相(xiang)的形成與鋼的成分、組織、加(jia)熱(re)溫(wen)度(du)、預先冷加(jia)工(gong)等因素有關。含鉻量越高越易(yi)生(sheng)成σ相(xiang)，硅、鎳、錳、鉬促進σ 相(xiang)生(sheng)成，碳、氮(dan)有抑制σ相(xiang)生(sheng)成的作用(yong)，通常在540~815℃加(jia)熱(re)就會產生(sheng)σ相(xiang)，在700~800℃加(jia)熱(re)，σ 相(xiang)生(sheng)成速度(du)最快。
σ 相是富鉻的(de)金屬間化合物(wu)，是一種硬而(er)脆的(de)相。所以，σ 相的(de)存(cun)在(zai)(zai)會(hui)使(shi)(shi)鋼變脆，其(qi)通常是在(zai)(zai)鐵素(su)(su)體晶界處析(xi)出，還(huan)會(hui)降低鋼的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性能。使(shi)(shi)用鐵素(su)(su)體不(bu)銹鋼時，應盡量減少σ 相的(de)存(cun)在(zai)(zai)。
σ 相的生成是可逆的。把(ba)鋼加熱到高(gao)于(yu)σ 相生成溫度范(fan)圍，σ 相便(bian)會重(zhong)新溶解到固溶體中(zhong)，減少(shao)對(dui)鋼的危害(hai)。通(tong)常把(ba)鋼加熱到900℃以上即可消除(chu)σ 相。
在(zai)有些特定的(de)使(shi)用(yong)(yong)環境中，如用(yong)(yong)于靜載(zai)荷或摩擦條(tiao)件下，可利用(yong)(yong)σ 相對鋼起到的(de)強化作用(yong)(yong)，提高使(shi)用(yong)(yong)效(xiao)果(guo)。
2. 475℃脆性
鐵素體不銹鋼在400~500℃長時間加熱后，會表現出強度升高、韌性大幅度下降的特征，因其在475℃左右表現最明顯，故常稱為475℃脆性。鐵素體不銹鋼的這種脆性傾向，隨鋼中含鉻量的提高而增大，產生脆性的溫度也隨含鉻量增高而移向較高的溫度。
研究表(biao)明，鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼在400~500℃這個溫度(du)區間長時間加熱過程中，鐵素(su)體(ti)內的鉻(ge)原子將重(zhong)新排列，形(xing)成許(xu)多富(fu)鉻(ge)的小區域，它(ta)們與(yu)母相(xiang)共格，引起點陣畸變和內應力，從而使鋼的強度(du)升高(gao)，韌性(xing)降低，見(jian)圖2-2。
同時(shi)，晶體內(nei)既然形成了富鉻區，也必(bi)然存(cun)在貧鉻區，又加之有內(nei)應力(li)存(cun)在，使(shi)鋼的耐(nai)腐蝕性也會降低(di)。見(jian)圖2-3。
鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)高(gao)于700℃溫度加熱時(shi)，由于鉻原子重新(xin)排列引起的畸變和內應力(li)會消除，所以，其帶來的對鋼(gang)的不利影響也(ye)隨之(zhi)消除。即475℃脆性在高(gao)于這個(ge)溫度進行加熱會被消除。
3. 高溫脆性
當鐵素(su)體不銹鋼(gang)中含有(you)一定量的碳、氮等間隙(xi)元素(su)時，加熱到950℃以上再冷卻下(xia)來(lai)，可使鋼(gang)在(zai)室溫下(xia)的塑性和韌性降低，呈現出明顯(xian)的脆性，一般稱為鐵素(su)體不銹鋼(gang)的高溫脆性。這種現象經常發生在(zai)鑄(zhu)件(jian)、焊(han)接件(jian)以及(ji)在(zai)950℃以上加熱的工件(jian)中。
鐵(tie)素體不銹鋼(gang)(gang)中高(gao)(gao)溫(wen)脆性產生的(de)原因，認為是自高(gao)(gao)溫(wen)冷卻(que)下(xia)來的(de)過(guo)程中，鋼(gang)(gang)中的(de)鉻與碳和(he)氮形成化合物并在(zai)晶內和(he)晶界(jie)析(xi)出的(de)結果。這種析(xi)出物的(de)存在(zai)不僅降低(di)鋼(gang)(gang)的(de)韌性，也(ye)降低(di)鋼(gang)(gang)的(de)耐(nai)腐蝕性。這種不利影響不僅限(xian)制(zhi)了鋼(gang)(gang)在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)下(xia)的(de)使用，也(ye)對焊接(jie)質量產生有害的(de)作用。
鐵素體不銹鋼的高溫脆性可以通(tong)過(guo)將鋼加熱到(dao)(dao)750~850℃,然后以較快速度(du)冷卻(que)來(lai)消(xiao)除，使鋼的塑性得到(dao)(dao)恢復(fu)。
4. 晶間腐(fu)蝕
鐵素體不銹鋼也會產生晶間腐蝕。研究和實踐證明，鐵素體不銹鋼加熱到925℃以上，就是以較快速度冷卻到室溫，也將處于引起晶間腐蝕的敏化狀態。這點與奧氏體不銹鋼產生晶間腐蝕的條件是不同的。普通鐵素體不銹鋼焊接后，焊縫區，特別是緊鄰熔合線處即符合這種產生敏化的條件。
鐵素體不銹鋼產生晶間(jian)腐蝕的原因，認為(wei)是鋼從較高(gao)溫度(du)冷卻下來時(shi)，會有含鉻的碳化物和氮化物從晶間(jian)沉(chen)淀析出的結果(guo)。而在低于900℃溫度(du)加熱冷卻后，晶間(jian)腐蝕傾(qing)向明(ming)顯減(jian)弱。這(zhe)可從許多(duo)研究者的大量實(shi)驗結果(guo)得(de)到證實(shi)，見表2-1。
通(tong)過研究還證明，對于已經處于晶(jing)間腐蝕敏感狀態的鐵素體不銹(xiu)鋼，一般經過700~800℃短時間加熱處理，便可(ke)減(jian)少或消除晶(jing)間腐蝕傾向，這一點也可(ke)從表2-1的實驗數據中得(de)到(dao)驗證。
對鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)進行熱處(chu)理的出發點，就(jiu)是(shi)要消除或減少鋼(gang)中(zhong)(zhong)的σ相脆性、475℃脆性、高溫脆性和(he)晶(jing)間腐蝕傾(qing)向(xiang)存在(zai)而產生的不(bu)(bu)良效(xiao)果(guo)，同時，盡量減少鑄(zhu)造、焊接、冷加工(gong)等加工(gong)過程中(zhong)(zhong)產生的應(ying)力、應(ying)變。以保證鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)在(zai)使用中(zhong)(zhong)具有良好(hao)的韌性和(he)耐腐蝕性能(neng)，使構件組織、形狀和(he)尺寸穩定。
