奧氏體不銹鋼的熱處理工藝相對于馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼是較簡單的。但在實際生產中,也應注意一些問題。
一(yi)、奧(ao)氏體不銹鋼固溶化處理(li)加熱溫度的合(he)理(li)選擇
在奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)材(cai)料標準中,規定的(de)(de)固(gu)溶(rong)化(hua)(hua)(hua)加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)范(fan)圍較寬,實際熱(re)(re)處(chu)理生(sheng)產(chan)時,可(ke)考(kao)慮(lv)鋼(gang)的(de)(de)具(ju)體成分(fen)、含(han)量、使用(yong)環(huan)境(jing)、可(ke)能失效形式等因素,合理地選擇最佳(jia)加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)。但是(shi),要注意防止固(gu)溶(rong)化(hua)(hua)(hua)加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)太(tai)高,因為固(gu)溶(rong)化(hua)(hua)(hua)處(chu)理加(jia)(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)太(tai)高,可(ke)能使經過鍛軋已經細化(hua)(hua)(hua)晶粒(li)的(de)(de)材(cai)料晶粒(li)長大,見圖3-23和圖3-24。

晶粒(li)的粗化會引起一些不良后果。
1. 晶(jing)間腐蝕(shi)敏(min)感性增強
奧氏體不銹鋼晶粒粗化,使材料在一定的體積內的晶界面積減小。在固定的敏化處理條件下,碳化物沉淀的量是一定的,因此,晶粒長大晶界面積減小,使奧氏體晶界存在碳化物的密度增加了,這就引起對晶間腐蝕的敏感性增強了,見圖3-25。

2. 降低冷(leng)加工質量
奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼在常溫條件下受力變(bian)形時,由于晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與晶(jing)(jing)粒位向不(bu)(bu)(bu)(bu)同,各個晶(jing)(jing)粒之(zhi)間(jian),一個晶(jing)(jing)粒的(de)心部與晶(jing)(jing)界(jie)(jie)處(chu)之(zhi)間(jian),變(bian)形量(liang)(liang)是不(bu)(bu)(bu)(bu)同的(de),晶(jing)(jing)粒越粗,則這種變(bian)形量(liang)(liang)的(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)均勻性越強,結果使奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼冷加工表面(mian)質量(liang)(liang)變(bian)壞(huai),特別是對奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼薄(bo)板深沖加工時會(hui)有(you)更大的(de)影響。
3. 引起(qi)強度下降(jiang)
奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼因固溶(rong)溫度超(chao)高(gao),引起晶粒粗大(da)后,對機械性能的影(ying)響雖然不(bu)(bu)如高(gao)鉻鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼明(ming)顯,但(dan)也有使強度下(xia)降的趨勢,見表(biao)3-6。

奧氏(shi)體不銹鋼固(gu)溶化加熱(re)溫度過高的另一個影響是能(neng)引起δ鐵素體含量(liang)增加,這不僅使(shi)奧氏(shi)體不銹鋼熱(re)加工性能(neng)變壞,也會(hui)引起組織中鉻分布的不平衡,甚至局部區域貧鉻,使(shi)鋼的晶間腐蝕敏感性增強。
所以(yi),奧氏體不銹(xiu)鋼固(gu)溶化熱處(chu)理(li)時,要適(shi)當控制(zhi)加熱溫度。
二、穩(wen)定(ding)化處理對(dui)固溶狀(zhuang)態性能(neng)的影(ying)響(xiang)
含穩(wen)定(ding)化元素的奧氏體不(bu)銹鋼(gang),固溶化熱處(chu)理后再經穩(wen)定(ding)化處(chu)理時,會(hui)使機(ji)械性能有下降(jiang)的趨勢。強度和(he)塑性、韌(ren)性均有這個現(xian)象。
強(qiang)(qiang)度(du)下(xia)降(jiang)的原(yuan)因,可能是穩定(ding)化(hua)(hua)處(chu)理時,強(qiang)(qiang)碳化(hua)(hua)物形成(cheng)元素鈦與更多的碳結合成(cheng)TiC,減少(shao)了碳在(zai)奧氏體(ti)固溶體(ti)中(zhong)的強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)程(cheng)度(du),并且(qie),TiC在(zai)加熱保溫(wen)過程(cheng)中(zhong)也會(hui)(hui)集聚長大(da),這也會(hui)(hui)對強(qiang)(qiang)度(du)產生影響。
塑性和韌性下降的原因,可能是由于穩定化處理減少了(FeCr)23C6 的含量,增加了TiC的含量,TiC比(FeCr)23C6 硬度高,脆性大,這必然會引起塑性和韌性下降。
三(san)、穩(wen)定化處(chu)理加熱溫度不宜過高(gao)
在穩定化熱處理工藝部分曾提到,加熱到825℃就基本上可以使(FeCr)23C6 全部溶解,而TiC的溶解溫度在750~1120℃,否可采用較高的溫度來加速穩定化處理效果呢,經研究證明,定化處理溫度宜取下限,一般在860~930℃更好些。特別是果零件以后會在敏化溫度區間加工或工作時,更要注意這一,因為,隨著穩定化溫度的提高,碳在奧氏體固溶體中的固溶度會提高,也就是碳在固溶體中的過飽和度提高,當以后該零件在敏化溫度區間加工或工作時,由于這個時候奧氏體中可溶含碳量要低于在較高溫度時奧氏體的含碳量,則多余部分的碳要析出,這部分析出的碳會與鉻形成(FeCr)23C6。存在于晶界處,必然會使材料的晶間腐蝕敏感性增強。所以,穩定化加熱溫度一般選擇在850~930℃,不宜太高。
四、奧氏體不銹鋼不宜(yi)多次進(jin)行固溶(rong)化處理
在重要產(chan)品的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼零(ling)件生(sheng)產(chan)時,都明確(que)規定(ding)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼經一次固(gu)溶(rong)化(hua)處(chu)理(li)后(hou),如因(yin)某些原因(yin)需要重新固(gu)溶(rong)化(hua)處(chu)理(li),則只允許進行一次,即總共固(gu)溶(rong)化(hua)處(chu)理(li)次數(shu)不(bu)能(neng)超過(guo)兩次。其(qi)原因(yin)也是重復、多次固(gu)溶(rong)加熱,會引起晶粒(li)長大,給(gei)材(cai)料性能(neng)帶來不(bu)利(li)影響(xiang)。
五、奧(ao)氏體不銹鋼(gang)的污染及其預(yu)防
奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼具有(you)優良的(de)(de)(de)性能(neng)和(he)特(te)點,使(shi)(shi)其越來越受到重視(shi)和(he)應用,特(te)別是(shi)在核電設備的(de)(de)(de)制造(zao)(zao)(zao)生(sheng)產中,更是(shi)被應用于制造(zao)(zao)(zao)重要(yao)(yao)、關(guan)鍵的(de)(de)(de)零部件(jian)。制造(zao)(zao)(zao)這些(xie)零部件(jian)選用的(de)(de)(de)奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼,不(bu)(bu)僅對(dui)(dui)其成分、顯微組(zu)織(zhi)、雜質元(yuan)素有(you)嚴格的(de)(de)(de)控(kong)制,對(dui)(dui)力學(xue)性能(neng)、耐腐蝕性能(neng)、物理性能(neng)有(you)高標準的(de)(de)(de)規定,對(dui)(dui)表面(mian)缺陷、內部缺陷的(de)(de)(de)檢驗和(he)評定有(you)特(te)殊的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu),也對(dui)(dui)加工、生(sheng)產、制造(zao)(zao)(zao)、包(bao)裝、運輸過程提出了(le)明確(que)的(de)(de)(de)限(xian)制條件(jian)。這體現在對(dui)(dui)奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)清潔(jie)度(du)和(he)防(fang)污染的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu),以絕(jue)對(dui)(dui)保證奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)安全(quan)使(shi)(shi)用。
1. 奧氏(shi)體不銹鋼的污染源和污染物
為(wei)了保證奧(ao)氏體(ti)不銹鋼的清潔和不被污染(ran),在自(zi)始至終的全過程中(zhong)要遠離(li)和禁止接觸(chu)下列可能引起(qi)污染(ran)的材料(liao)。
(1) 高碳(tan)(tan)材料,包括碳(tan)(tan)鋼,鐵素體鋼和馬(ma)氏體不銹鋼。
(2) 可釋放(fang)出氯化物(wu)、氟(fu)化物(wu)的物(wu)品(pin)。
(3) 含氯0.25%以上(shang)的(de)材料,如某些塑料、橡膠、石棉。
(4) 含鹵素25ppm以上的水(shui)或其他(ta)介質。
(5) 硫(liu)及硫(liu)化物。
(6) 低(di)熔點元素及(ji)其化合物(wu),如(ru)Pb、Hg、P、Zn、Cd、Sn、Sb、Bi、As、Cu及(ji)稀土元素Ce、La等。
(7) 熱處理(li)和焊接(jie)過程中容(rong)易(yi)在材料上形(xing)成(cheng)合金和沉淀物的物品。
(8) 亞硝酸鹽(yan)。
(9) 鉻酸(suan)鹽、磷酸(suan)鹽。
(10) 增碳或(huo)增硫的液體、氣體介(jie)質(zhi)(含熱(re)(re)處(chu)理加熱(re)(re)爐氣)。
2. 熱處(chu)理及與熱處(chu)理相(xiang)關工序的防污(wu)染措施
(1) 熱處理(包(bao)括其他熱加工)加熱時(shi)的(de)爐(lu)內氣氛(fen)應是中性或弱氧化(hua)性氣氛(fen)和(he)低硫氣氛(fen),最好(hao)采用真空熱處理和(he)保護氣氛(fen)熱處理。
在(zai)還原(yuan)性,能增碳和增硫的氣氛中加(jia)熱會(hui)使奧(ao)氏體不(bu)銹鋼表面增碳、增硫,結果可能引起奧(ao)氏體不(bu)銹鋼表面脆化和降低耐腐蝕性能。
在強(qiang)氧化性氣(qi)氛中加熱,會使(shi)奧(ao)氏體不銹鋼表面合金元(yuan)素(su)氧化,降低鋼的表面質量和(he)耐腐蝕性。
(2) 熱處理(li)時采用的(de)工裝,掛(gua)具(ju)等(deng)應用同材(cai)質(zhi)材(cai)料制造,或者采用合格的(de)材(cai)料將(jiang)工件與工裝、掛(gua)具(ju)隔離,以防止奧氏體不(bu)銹鋼(gang)與其接觸(chu)處受污染(ran),從而降(jiang)低(di)表面質(zhi)量(liang)和(he)耐腐蝕性(xing)。
(3) 不(bu)銹鋼制造的(de)全過程要防止與(yu)有污染可能的(de)固體、液體、氣體相接觸(特殊工序采用(yong)的(de)介質除外)。
(4) 奧(ao)氏體不銹鋼制(zhi)品在包裝、運輸過程中也(ye)應防止(zhi)與可(ke)污染(ran)物(wu)接(jie)觸(chu)。
(5) 一旦(dan)受到污染,應采取(qu)消除污染措施,如進行酸洗、鈍化處理(li)等。參見本書第(di)七章第(di)六節的相(xiang)關(guan)內容。


 
		