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。在我國相關不銹鋼標準(zhun)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(yi)般鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)的熱(re)處理


 如前所述,鐵素體不銹鋼在應用中應避免σ相(xiang)脆性、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


  一般鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的退火溫(wen)(wen)度在(zai)700~800℃,以(yi)0Cr13Al為(wei)例。該鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)在(zai)含(han)鉻13%左右(you)的基礎(chu)上加入(ru)0.10%~0.30%鋁(lv)。鋁(lv)是(shi)很強的α相生(sheng)成(cheng)元(yuan)素(su),鋼(gang)(gang)(gang)中加入(ru)這個含(han)量(liang)的鋁(lv)使鐵素(su)體組(zu)織(zhi)更(geng)穩定(ding)。按標(biao)準(zhun)規定(ding),0Cr13Al退火溫(wen)(wen)度為(wei)780~830℃,保溫(wen)(wen)后空(kong)冷(leng)(leng)或緩(huan)冷(leng)(leng)。這個溫(wen)(wen)度加熱(re)可較充分地消除應力,使鋼(gang)(gang)(gang)得到(dao)軟(ruan)化,改善塑性和韌性,還保證晶粒不(bu)被粗(cu)化,同時,鉻的碳化物、氮化物不(bu)會析(xi)出,因(yin)而提(ti)高了鋼(gang)(gang)(gang)的耐腐蝕性。


  其他(ta)牌號的一般鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的退(tui)火(huo)加熱(re)溫度基本上也在這個(ge)溫度范圍,但有的為(wei)控制晶粒長大傾向,溫度可略低些(xie)(xie)。含有硒、硫的易(yi)切削鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),為(wei)提(ti)高切削性能,從機械加工方面考(kao)慮,控制鋼(gang)(gang)不(bu)被過(guo)度軟化,其退(tui)火(huo)溫度也要偏(pian)低一些(xie)(xie)。有的為(wei)保(bao)證合金元素充分固溶,使鋼(gang)(gang)的組織更加均勻(yun),可適當提(ti)高一些(xie)(xie)加熱(re)溫度,鑄造鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的退(tui)火(huo)加熱(re)溫度也應(ying)偏(pian)高一些(xie)(xie)。


  按照我國的相關標準(zhun),常見(jian)牌號的鐵素體不銹鋼的化學成分見(jian)表(biao)2-2,熱處理工藝制(zhi)度和可(ke)達到(dao)的性能標準(zhun)見(jian)表(biao)2-3。


表 2.jpg    表 3.jpg


 鐵(tie)素體不銹鋼(gang)的(de)退(tui)火加熱保(bao)溫時間一(yi)般(ban)按(an)30min+δ×1min/mm計算,δ為(wei)有效厚度,mm.


 b. 去應力退火


  鐵素體不銹(xiu)鋼在焊接(jie)和冷加工(gong)后,應進行消除應力處理,以消除應力和改善塑性。依(yi)據具體情況(kuang),可(ke)(ke)采用較(jiao)低(di)溫(wen)度(du)(230~370℃),也可(ke)(ke)以采用較(jiao)高溫(wen)度(du),在700~760℃保溫(wen)后,以不大于50℃/h速度(du)緩(huan)冷至(zhi)600℃后空氣冷卻,這時(shi),消除應力會更徹底(di)一(yi)些,但(dan)要有σ相少量析出的危(wei)險(xian)。消除應力處理的保溫(wen)時(shi)間可(ke)(ke)為1.5~2小(xiao)時(shi)或更多。



2. 高純(chun)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼的熱處理(li)


  高(gao)(gao)純鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼指含(han)碳(tan)量通(tong)常不大(da)于(yu)0.01%,特殊(shu)要(yao)求控制氮含(han)量不大(da)于(yu)0.015%,而(er)且硅、錳(meng)、磷、硫等(deng)雜質元素(su)(su)控制含(han)量也低于(yu)一般鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼,見表2-2中00Cr30Mo2和00Cr27Mo。高(gao)(gao)純鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)成分特點(dian)使碳(tan)、氮及(ji)雜質元素(su)(su)給鋼帶來的(de)(de)(de)不利作用得到改善和減(jian)弱,特別(bie)是其高(gao)(gao)溫脆(cui)性(xing)傾(qing)向減(jian)小,耐腐蝕(shi)性(xing)能提(ti)高(gao)(gao),晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)敏(min)感性(xing)降低。


 因此,高(gao)純鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)退(tui)火溫(wen)度(du)可以高(gao)于一般鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)退(tui)火溫(wen)度(du),在較高(gao)的(de)(de)溫(wen)度(du)下進行,通常采(cai)用加熱保溫(wen)溫(wen)度(du)為900~1050℃,保溫(wen)后快冷。高(gao)純鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)退(tui)火后的(de)(de)機械性能見表(biao)2-3。


 高(gao)純鐵素體不(bu)銹鋼的(de)焊后和冷加工后去應力工藝可(ke)同(tong)于(yu)一般鐵素體不(bu)銹鋼。


 這(zhe)里需要(yao)提出注意(yi)的(de)(de)(de)一個問題,在(zai)我國及其他一些國家的(de)(de)(de)材(cai)料標準中,對某(mou)些材(cai)料的(de)(de)(de)熱(re)處(chu)(chu)理冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻方(fang)法標示(shi)(shi)上略(lve)有不同。有的(de)(de)(de)明確標示(shi)(shi)水冷(leng)(leng)(leng)(leng)或油冷(leng)(leng)(leng)(leng)或空冷(leng)(leng)(leng)(leng),而有的(de)(de)(de)則(ze)標示(shi)(shi)快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)或緩(huan)(huan)(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)。這(zhe)種快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)或緩(huan)(huan)(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)標示(shi)(shi)方(fang)法值得(de)討(tao)論。比如空氣冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻,對于一些小(xiao)截面的(de)(de)(de)零(ling)件(jian)或高(gao)合金馬氏體不銹鋼(gang),冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻效果(guo)已達到(dao)快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)效果(guo),而對于較(jiao)大(da)截面的(de)(de)(de)零(ling)件(jian)或碳鋼(gang),普通合金鋼(gang)卻只能達到(dao)緩(huan)(huan)(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)效果(guo)。本(ben)書在(zai)資料引(yin)用時(shi)不做改動。但讀者在(zai)實際(ji)(ji)應用時(shi),應根據(ju)具體材(cai)料成分、尺寸大(da)小(xiao)、形狀(zhuang)復雜程度(du)、熱(re)處(chu)(chu)理目的(de)(de)(de)、欲達到(dao)的(de)(de)(de)熱(re)處(chu)(chu)理效果(guo)和可能出現(xian)的(de)(de)(de)熱(re)處(chu)(chu)理缺(que)陷等(deng)因素確定(ding)實際(ji)(ji)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻方(fang)法。如緩(huan)(huan)(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)可采(cai)用埋灰(砂)冷(leng)(leng)(leng)(leng)、坑冷(leng)(leng)(leng)(leng)、爐冷(leng)(leng)(leng)(leng)或限(xian)速冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻,快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)可采(cai)用空冷(leng)(leng)(leng)(leng)、風冷(leng)(leng)(leng)(leng)、油冷(leng)(leng)(leng)(leng)、水冷(leng)(leng)(leng)(leng)或其他介質冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻等(deng)。