鐵素體不銹鋼為改善塑性、韌性,保證耐腐蝕性能,消除應力,通常采用退火處理。在我國相關不銹(xiu)鋼(gang)標準所列的鐵素體不銹鋼中,從化學成分控制上可有兩種情況,即一般鐵素體不銹鋼和高純鐵素體不銹鋼。后者比前者含碳量更低,嚴格控制氮含量,對硅、錳、磷、硫等雜質元素的含量控制更嚴格。所以,在退火工藝上也略顯不同。


1. 一般鐵素(su)體不(bu)銹鋼的熱處(chu)理


 如前所述,鐵素體不銹鋼在應用中應避免σ相(xiang)脆性(xing)、475℃脆性、高溫脆性及晶間腐蝕敏感傾向的存在,以保證有較好的塑性、韌性、耐腐蝕性和較小的應力。所以,熱處理工藝的選擇應以此為目標。


 a. 退火


  一般鐵(tie)素(su)(su)體不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)退(tui)火溫(wen)度在700~800℃,以(yi)0Cr13Al為例。該鋼(gang)(gang)是(shi)在含(han)鉻13%左右的(de)(de)(de)基礎上加入0.10%~0.30%鋁。鋁是(shi)很強的(de)(de)(de)α相(xiang)生成元素(su)(su),鋼(gang)(gang)中加入這(zhe)個含(han)量(liang)的(de)(de)(de)鋁使鐵(tie)素(su)(su)體組織更穩定(ding)。按標準規定(ding),0Cr13Al退(tui)火溫(wen)度為780~830℃,保溫(wen)后空冷(leng)或緩冷(leng)。這(zhe)個溫(wen)度加熱可較充分(fen)地(di)消除(chu)應力,使鋼(gang)(gang)得到軟化,改善塑性(xing)和韌性(xing),還保證晶粒不被(bei)粗化,同(tong)時,鉻的(de)(de)(de)碳化物、氮化物不會析出,因(yin)而(er)提高了鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)。


  其(qi)他牌號的一般鐵素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的退(tui)(tui)火(huo)加(jia)熱溫(wen)度(du)(du)基本上也(ye)(ye)在這個溫(wen)度(du)(du)范圍,但有的為控(kong)制晶粒長(chang)大(da)傾(qing)向,溫(wen)度(du)(du)可略(lve)低些。含有硒、硫的易切削鐵素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,為提高切削性能,從機械(xie)加(jia)工方面(mian)考慮(lv),控(kong)制鋼不(bu)被過度(du)(du)軟化,其(qi)退(tui)(tui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)也(ye)(ye)要偏(pian)低一些。有的為保證合金元素(su)(su)充分固溶(rong),使鋼的組織更加(jia)均勻,可適當提高一些加(jia)熱溫(wen)度(du)(du),鑄(zhu)造鐵素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的退(tui)(tui)火(huo)加(jia)熱溫(wen)度(du)(du)也(ye)(ye)應偏(pian)高一些。


  按(an)照(zhao)我國的相關標準(zhun),常見牌(pai)號的鐵素體不銹(xiu)鋼的化學成(cheng)分見表2-2,熱處(chu)理工(gong)藝制(zhi)度和可達到的性能標準(zhun)見表2-3。


表 2.jpg    表 3.jpg


 鐵素(su)體不銹鋼的退火加(jia)熱保溫時間一般按30min+δ×1min/mm計算,δ為有效(xiao)厚(hou)度,mm.


 b. 去應力退火


  鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼在焊接和冷(leng)加(jia)工后(hou),應(ying)進行消(xiao)除(chu)應(ying)力(li)(li)(li)處理,以(yi)消(xiao)除(chu)應(ying)力(li)(li)(li)和改善(shan)塑性。依(yi)據具體(ti)情況,可采用較(jiao)低溫(wen)度(230~370℃),也可以(yi)采用較(jiao)高溫(wen)度,在700~760℃保溫(wen)后(hou),以(yi)不(bu)大(da)于50℃/h速度緩冷(leng)至600℃后(hou)空(kong)氣冷(leng)卻,這時,消(xiao)除(chu)應(ying)力(li)(li)(li)會更徹底一些,但要有(you)σ相少(shao)量(liang)析出(chu)的危險。消(xiao)除(chu)應(ying)力(li)(li)(li)處理的保溫(wen)時間可為1.5~2小時或更多。



2. 高純鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼的熱處理


  高(gao)純鐵(tie)素(su)(su)體不銹鋼(gang)(gang)(gang)指含碳量通常不大于(yu)0.01%,特(te)殊要求控(kong)制氮含量不大于(yu)0.015%,而且(qie)硅、錳、磷、硫等雜(za)質元(yuan)素(su)(su)控(kong)制含量也低于(yu)一般(ban)鐵(tie)素(su)(su)體不銹鋼(gang)(gang)(gang),見表(biao)2-2中00Cr30Mo2和00Cr27Mo。高(gao)純鐵(tie)素(su)(su)體不銹鋼(gang)(gang)(gang)的成(cheng)分特(te)點使(shi)碳、氮及雜(za)質元(yuan)素(su)(su)給(gei)鋼(gang)(gang)(gang)帶來的不利作用得(de)到改善和減弱,特(te)別是其高(gao)溫脆(cui)性傾向減小(xiao),耐腐蝕性能提高(gao),晶間腐蝕的敏(min)感(gan)性降低。


 因此,高(gao)純鐵素體不(bu)銹鋼(gang)的(de)退火溫(wen)(wen)度(du)可(ke)以高(gao)于一般鐵素體不(bu)銹鋼(gang)的(de)退火溫(wen)(wen)度(du),在較高(gao)的(de)溫(wen)(wen)度(du)下進行,通常采用加熱保溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度(du)為900~1050℃,保溫(wen)(wen)后快冷。高(gao)純鐵素體不(bu)銹鋼(gang)退火后的(de)機械性能見表(biao)2-3。


 高純鐵素體不銹(xiu)鋼的焊(han)后和冷加工后去應力工藝(yi)可同于一般(ban)鐵素體不銹(xiu)鋼。


 這(zhe)里需要提出注意(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)一個問題,在我國及其(qi)他一些國家的(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)(liao)標(biao)準中,對某些材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)處理(li)(li)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻方法標(biao)示上略有(you)不同(tong)。有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)明確(que)標(biao)示水(shui)冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)油(you)冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)空(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng),而有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)則標(biao)示快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)。這(zhe)種快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)示方法值得(de)討論。比如空(kong)氣冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻,對于一些小截面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)零件或(huo)(huo)高合金馬(ma)氏體不銹鋼,冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)已達(da)到快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo),而對于較大截面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)零件或(huo)(huo)碳鋼,普通(tong)合金鋼卻只(zhi)能達(da)到緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)。本書在資(zi)料(liao)(liao)引用時(shi)不做改動(dong)。但讀(du)者(zhe)在實際應(ying)用時(shi),應(ying)根據具體材料(liao)(liao)成(cheng)分、尺寸(cun)大小、形(xing)狀復(fu)雜程度、熱(re)處理(li)(li)目的(de)(de)(de)(de)(de)、欲(yu)達(da)到的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)處理(li)(li)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)和可能出現的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)處理(li)(li)缺陷等(deng)因素確(que)定實際冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻方法。如緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)可采(cai)用埋灰(砂)冷(leng)(leng)(leng)(leng)、坑(keng)冷(leng)(leng)(leng)(leng)、爐冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)限速冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻,快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)可采(cai)用空(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)、風冷(leng)(leng)(leng)(leng)、油(you)冷(leng)(leng)(leng)(leng)、水(shui)冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)其(qi)他介質(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻等(deng)。