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(bu)銹鋼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)銹鋼的熱處理
如前所述,鐵素體不銹鋼在應用中應避免σ相脆性、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(tui)火
一(yi)般鐵素體(ti)不銹鋼的(de)(de)退火溫(wen)度在700~800℃,以0Cr13Al為例。該鋼是(shi)在含(han)鉻(ge)13%左右(you)的(de)(de)基礎(chu)上加入0.10%~0.30%鋁(lv)。鋁(lv)是(shi)很強的(de)(de)α相生成元素,鋼中加入這個含(han)量的(de)(de)鋁(lv)使(shi)鐵素體(ti)組織更穩定(ding)。按標準規(gui)定(ding),0Cr13Al退火溫(wen)度為780~830℃,保溫(wen)后空冷或緩冷。這個溫(wen)度加熱(re)可較(jiao)充分(fen)地消除應力,使(shi)鋼得到(dao)軟化(hua),改善塑性和韌性,還(huan)保證晶粒不被粗化(hua),同(tong)時,鉻(ge)的(de)(de)碳化(hua)物(wu)、氮化(hua)物(wu)不會析出,因而提高了鋼的(de)(de)耐腐蝕性。
其他牌號的(de)一(yi)(yi)般鐵素體不銹(xiu)鋼的(de)退(tui)火(huo)加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)(du)(du)基本上也在(zai)這個溫(wen)度(du)(du)(du)范圍,但有(you)的(de)為(wei)(wei)控制(zhi)晶粒長(chang)大傾向,溫(wen)度(du)(du)(du)可略低些(xie)(xie)。含(han)有(you)硒、硫的(de)易切(qie)削鐵素體不銹(xiu)鋼,為(wei)(wei)提(ti)高(gao)切(qie)削性能(neng),從機(ji)械加(jia)(jia)工方面考慮(lv),控制(zhi)鋼不被過度(du)(du)(du)軟(ruan)化,其退(tui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)(du)也要偏低一(yi)(yi)些(xie)(xie)。有(you)的(de)為(wei)(wei)保證(zheng)合金元素充分(fen)固溶,使鋼的(de)組織更加(jia)(jia)均(jun)勻,可適(shi)當提(ti)高(gao)一(yi)(yi)些(xie)(xie)加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)(du)(du),鑄造鐵素體不銹(xiu)鋼的(de)退(tui)火(huo)加(jia)(jia)熱溫(wen)度(du)(du)(du)也應(ying)偏高(gao)一(yi)(yi)些(xie)(xie)。
按照(zhao)我國(guo)的相(xiang)關標準,常(chang)見(jian)(jian)牌號的鐵素體不銹(xiu)鋼的化學(xue)成分見(jian)(jian)表2-2,熱處理(li)工藝制度和可達到的性能標準見(jian)(jian)表2-3。
鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼的退火加熱保(bao)溫時間一(yi)般按30min+δ×1min/mm計算,δ為(wei)有(you)效厚(hou)度,mm.
b. 去應力退火(huo)
鐵素體不銹(xiu)鋼在焊接和冷(leng)加工(gong)后(hou),應(ying)進行消(xiao)除應(ying)力處(chu)理,以消(xiao)除應(ying)力和改善塑性(xing)。依據具體情況,可(ke)采(cai)用較低(di)溫(wen)(wen)度(230~370℃),也可(ke)以采(cai)用較高溫(wen)(wen)度,在700~760℃保溫(wen)(wen)后(hou),以不大于(yu)50℃/h速度緩冷(leng)至600℃后(hou)空氣冷(leng)卻,這(zhe)時,消(xiao)除應(ying)力會(hui)更徹底一些(xie),但要有σ相少量(liang)析(xi)出的危險。消(xiao)除應(ying)力處(chu)理的保溫(wen)(wen)時間可(ke)為1.5~2小時或更多(duo)。
2. 高純鐵素體不銹鋼的熱處理
高(gao)(gao)純鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼指(zhi)含(han)碳(tan)量(liang)通常不(bu)(bu)大(da)于0.01%,特殊要求控制氮(dan)含(han)量(liang)不(bu)(bu)大(da)于0.015%,而且(qie)硅、錳(meng)、磷、硫等雜質元(yuan)素控制含(han)量(liang)也低(di)于一般鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,見表2-2中00Cr30Mo2和(he)00Cr27Mo。高(gao)(gao)純鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)成分(fen)特點使碳(tan)、氮(dan)及雜質元(yuan)素給(gei)鋼帶(dai)來的(de)不(bu)(bu)利作用得到改善和(he)減(jian)弱,特別是其高(gao)(gao)溫脆性傾向減(jian)小,耐腐蝕性能提高(gao)(gao),晶間腐蝕的(de)敏感性降低(di)。
因(yin)此,高純(chun)鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)的退(tui)火(huo)溫(wen)度可以高于一般鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)的退(tui)火(huo)溫(wen)度,在較高的溫(wen)度下進行,通常采用加熱(re)保(bao)溫(wen)溫(wen)度為900~1050℃,保(bao)溫(wen)后(hou)(hou)快冷(leng)。高純(chun)鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)退(tui)火(huo)后(hou)(hou)的機械性能見表2-3。
高純鐵(tie)(tie)素體不銹鋼(gang)的焊后和(he)冷(leng)加工后去(qu)應力工藝可(ke)同于一般鐵(tie)(tie)素體不銹鋼(gang)。
這(zhe)里需要提出注(zhu)意的(de)一個問(wen)題,在我(wo)國及其他一些(xie)(xie)國家(jia)的(de)材(cai)料標(biao)準中,對某(mou)些(xie)(xie)材(cai)料的(de)熱(re)(re)處(chu)理(li)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)方法(fa)標(biao)示(shi)上(shang)略有不(bu)同。有的(de)明確標(biao)示(shi)水(shui)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)油冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)空(kong)(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng),而有的(de)則(ze)標(biao)示(shi)快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)。這(zhe)種快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)標(biao)示(shi)方法(fa)值得討論。比如空(kong)(kong)氣冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que),對于一些(xie)(xie)小截(jie)面的(de)零件或(huo)(huo)(huo)高(gao)合(he)金(jin)馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang),冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)效(xiao)果(guo)已(yi)達(da)到(dao)(dao)快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)效(xiao)果(guo),而對于較大截(jie)面的(de)零件或(huo)(huo)(huo)碳鋼(gang),普通合(he)金(jin)鋼(gang)卻(que)(que)(que)只能達(da)到(dao)(dao)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)效(xiao)果(guo)。本書在資(zi)料引用時不(bu)做改動。但讀者在實際(ji)應用時,應根據具(ju)體(ti)材(cai)料成分、尺寸大小、形(xing)狀復雜程度、熱(re)(re)處(chu)理(li)目的(de)、欲達(da)到(dao)(dao)的(de)熱(re)(re)處(chu)理(li)效(xiao)果(guo)和可(ke)能出現的(de)熱(re)(re)處(chu)理(li)缺陷等因素確定實際(ji)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)方法(fa)。如緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)采用埋灰(砂)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、坑(keng)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、爐冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)限速冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que),快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)采用空(kong)(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、風(feng)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、油冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、水(shui)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)其他介質冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)等。