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)素體不銹(xiu)鋼(gang)的熱處理
如前所述,鐵素體不銹鋼在應用中應避免σ相脆(cui)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(yi)般鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)退火(huo)溫(wen)度在700~800℃,以0Cr13Al為例。該鋼(gang)是在含鉻(ge)13%左右的(de)(de)基礎上加入(ru)0.10%~0.30%鋁。鋁是很強的(de)(de)α相生(sheng)成(cheng)元(yuan)素(su),鋼(gang)中加入(ru)這個含量的(de)(de)鋁使鐵素(su)體組(zu)織更(geng)穩(wen)定。按標準規(gui)定,0Cr13Al退火(huo)溫(wen)度為780~830℃,保(bao)溫(wen)后空冷或緩冷。這個溫(wen)度加熱可較(jiao)充分地消除應力(li),使鋼(gang)得到軟化(hua),改善塑性(xing)和韌(ren)性(xing),還(huan)保(bao)證晶粒不(bu)被粗(cu)化(hua),同時,鉻(ge)的(de)(de)碳化(hua)物(wu)、氮化(hua)物(wu)不(bu)會析出,因而提高了鋼(gang)的(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)。
其他牌號的(de)一(yi)般鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)退火加熱(re)溫度(du)基本上也在這個溫度(du)范圍,但有(you)的(de)為控制晶粒長大傾向,溫度(du)可(ke)(ke)略低些(xie)。含有(you)硒、硫的(de)易切削鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),為提高(gao)切削性能,從(cong)機(ji)械加工方面考慮(lv),控制鋼(gang)(gang)不(bu)被(bei)過度(du)軟化,其退火溫度(du)也要(yao)偏(pian)低一(yi)些(xie)。有(you)的(de)為保證合金元素充(chong)分固溶,使鋼(gang)(gang)的(de)組織更(geng)加均勻,可(ke)(ke)適當提高(gao)一(yi)些(xie)加熱(re)溫度(du),鑄造(zao)鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)退火加熱(re)溫度(du)也應偏(pian)高(gao)一(yi)些(xie)。
按照(zhao)我國(guo)的相關標準(zhun),常見(jian)(jian)牌(pai)號的鐵素體不銹(xiu)鋼的化學(xue)成分見(jian)(jian)表2-2,熱處理工藝制度(du)和可(ke)達到的性能標準(zhun)見(jian)(jian)表2-3。

鐵素體不銹鋼的(de)退(tui)火加熱保(bao)溫時(shi)間(jian)一般按30min+δ×1min/mm計(ji)算(suan),δ為有效(xiao)厚度,mm.
b. 去應力退火
鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼在焊接和冷(leng)加工后(hou),應(ying)進(jin)行消(xiao)除(chu)(chu)應(ying)力(li)處理,以(yi)(yi)消(xiao)除(chu)(chu)應(ying)力(li)和改善塑性。依據具體(ti)情況(kuang),可采用較低溫度(230~370℃),也可以(yi)(yi)采用較高溫度,在700~760℃保溫后(hou),以(yi)(yi)不(bu)大于(yu)50℃/h速(su)度緩冷(leng)至600℃后(hou)空氣冷(leng)卻(que),這時,消(xiao)除(chu)(chu)應(ying)力(li)會(hui)更(geng)(geng)徹底一(yi)些,但要(yao)有σ相少量(liang)析出的(de)危險。消(xiao)除(chu)(chu)應(ying)力(li)處理的(de)保溫時間(jian)可為(wei)1.5~2小時或更(geng)(geng)多(duo)。
2. 高純鐵(tie)素體不(bu)銹鋼(gang)的熱處理
高(gao)純鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼指(zhi)含碳量(liang)(liang)通常不(bu)大(da)于0.01%,特殊要(yao)求(qiu)控制(zhi)氮(dan)含量(liang)(liang)不(bu)大(da)于0.015%,而且硅、錳、磷、硫等(deng)雜質(zhi)(zhi)元素控制(zhi)含量(liang)(liang)也(ye)低于一(yi)般鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼,見表2-2中(zhong)00Cr30Mo2和(he)00Cr27Mo。高(gao)純鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼的成分(fen)特點使碳、氮(dan)及雜質(zhi)(zhi)元素給鋼帶(dai)來(lai)的不(bu)利作(zuo)用得到改善和(he)減弱,特別是其高(gao)溫脆性傾(qing)向減小,耐腐蝕性能提高(gao),晶(jing)間(jian)腐蝕的敏感性降低。
因此(ci),高(gao)(gao)純鐵素體(ti)(ti)不銹鋼(gang)的(de)退火(huo)溫(wen)度可以高(gao)(gao)于一般鐵素體(ti)(ti)不銹鋼(gang)的(de)退火(huo)溫(wen)度,在較(jiao)高(gao)(gao)的(de)溫(wen)度下進行,通常采(cai)用加(jia)熱(re)保溫(wen)溫(wen)度為900~1050℃,保溫(wen)后(hou)快冷(leng)。高(gao)(gao)純鐵素體(ti)(ti)不銹鋼(gang)退火(huo)后(hou)的(de)機械性能見表2-3。
高(gao)純鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼的焊后(hou)和(he)冷(leng)加工后(hou)去應力工藝可同(tong)于一般(ban)鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼。
這(zhe)里需(xu)要提出注意(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一個問題,在我國及其他一些(xie)國家的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料標準(zhun)中,對(dui)某些(xie)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱處(chu)理(li)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)方(fang)法(fa)標示(shi)上略有(you)不同。有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)明確標示(shi)水(shui)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)油冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)空冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng),而有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)則(ze)標示(shi)快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)。這(zhe)種快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)標示(shi)方(fang)法(fa)值得討論。比(bi)如(ru)空氣(qi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que),對(dui)于一些(xie)小截面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)零(ling)件(jian)或(huo)高合金馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang),冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)效果已達(da)(da)到(dao)(dao)(dao)快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)效果,而對(dui)于較大(da)截面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)零(ling)件(jian)或(huo)碳鋼(gang),普通(tong)合金鋼(gang)卻(que)(que)只(zhi)能達(da)(da)到(dao)(dao)(dao)緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效果。本書在資料引用(yong)(yong)時不做(zuo)改動。但(dan)讀者在實際應用(yong)(yong)時,應根據具(ju)體(ti)材料成分、尺寸(cun)大(da)小、形狀復雜程度、熱處(chu)理(li)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)、欲達(da)(da)到(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱處(chu)理(li)效果和可能出現的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱處(chu)理(li)缺陷等因素確定(ding)實際冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)方(fang)法(fa)。如(ru)緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)可采用(yong)(yong)埋灰(砂)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、坑冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、爐冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)限速冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que),快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)可采用(yong)(yong)空冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、風冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、油冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、水(shui)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)其他介質冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)等。

