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(yi)般鐵素(su)體不銹鋼的(de)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. 退火


  一般鐵(tie)素體不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)退(tui)火溫(wen)度(du)在700~800℃,以0Cr13Al為例。該鋼(gang)是(shi)在含鉻13%左右的(de)(de)基礎(chu)上加(jia)入(ru)0.10%~0.30%鋁。鋁是(shi)很強的(de)(de)α相生成元素,鋼(gang)中加(jia)入(ru)這(zhe)個含量(liang)的(de)(de)鋁使(shi)鐵(tie)素體組織更穩(wen)定。按標準規定,0Cr13Al退(tui)火溫(wen)度(du)為780~830℃,保溫(wen)后空冷或緩冷。這(zhe)個溫(wen)度(du)加(jia)熱可較充分地消除應力,使(shi)鋼(gang)得(de)到(dao)軟化,改(gai)善(shan)塑性和韌性,還(huan)保證晶粒不(bu)被粗化,同(tong)時,鉻的(de)(de)碳化物(wu)、氮化物(wu)不(bu)會析出,因而提高了(le)鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)腐蝕性。


  其他牌號的(de)(de)(de)一般(ban)鐵(tie)素體不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)退火加熱溫度(du)(du)基本上也在這個溫度(du)(du)范圍(wei),但(dan)有的(de)(de)(de)為控制晶粒長(chang)大(da)傾向,溫度(du)(du)可略低(di)些。含有硒、硫的(de)(de)(de)易切削(xue)鐵(tie)素體不(bu)銹鋼,為提高(gao)切削(xue)性能,從機(ji)械加工(gong)方面(mian)考慮,控制鋼不(bu)被過度(du)(du)軟化,其退火溫度(du)(du)也要偏低(di)一些。有的(de)(de)(de)為保證合(he)金元(yuan)素充(chong)分(fen)固溶,使鋼的(de)(de)(de)組織更加均勻,可適(shi)當提高(gao)一些加熱溫度(du)(du),鑄(zhu)造鐵(tie)素體不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)退火加熱溫度(du)(du)也應(ying)偏高(gao)一些。


  按照我國的相(xiang)關標(biao)準,常見牌號的鐵(tie)素體(ti)不銹鋼的化學成分(fen)見表(biao)2-2,熱處理工藝制度和可達(da)到的性能標(biao)準見表(biao)2-3。


表 2.jpg    表 3.jpg


 鐵素(su)體不銹鋼(gang)的退火(huo)加熱(re)保(bao)溫時間(jian)一般按30min+δ×1min/mm計算,δ為有效厚度,mm.


 b. 去應力退火(huo)


  鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼在(zai)焊接和(he)冷(leng)(leng)加工后(hou),應進行消(xiao)除(chu)應力(li)處理(li),以(yi)(yi)消(xiao)除(chu)應力(li)和(he)改(gai)善塑性。依據具體(ti)(ti)情況,可采用(yong)(yong)較低溫(wen)度(230~370℃),也可以(yi)(yi)采用(yong)(yong)較高溫(wen)度,在(zai)700~760℃保溫(wen)后(hou),以(yi)(yi)不(bu)大于50℃/h速度緩冷(leng)(leng)至600℃后(hou)空氣冷(leng)(leng)卻(que),這時(shi),消(xiao)除(chu)應力(li)會(hui)更(geng)徹底一些(xie),但要有σ相少(shao)量析(xi)出的危險。消(xiao)除(chu)應力(li)處理(li)的保溫(wen)時(shi)間可為1.5~2小時(shi)或更(geng)多。



2. 高純鐵素體不銹鋼的熱(re)處(chu)理


  高(gao)純(chun)鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)指含碳量通常(chang)不(bu)(bu)(bu)大(da)于(yu)0.01%,特(te)殊要(yao)求控(kong)制氮含量不(bu)(bu)(bu)大(da)于(yu)0.015%,而且硅、錳、磷、硫等雜質元(yuan)素(su)控(kong)制含量也低(di)于(yu)一般鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang),見表2-2中(zhong)00Cr30Mo2和00Cr27Mo。高(gao)純(chun)鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)成分特(te)點使(shi)碳、氮及雜質元(yuan)素(su)給鋼(gang)帶來的(de)不(bu)(bu)(bu)利作用(yong)得到改(gai)善和減弱,特(te)別是其高(gao)溫(wen)脆性(xing)傾向(xiang)減小,耐腐蝕性(xing)能提(ti)高(gao),晶(jing)間腐蝕的(de)敏感(gan)性(xing)降低(di)。


 因此,高(gao)純(chun)鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼的退(tui)火溫(wen)(wen)度可以高(gao)于一(yi)般鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼的退(tui)火溫(wen)(wen)度,在較高(gao)的溫(wen)(wen)度下進行,通常采(cai)用加熱保(bao)溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度為(wei)900~1050℃,保(bao)溫(wen)(wen)后(hou)快(kuai)冷。高(gao)純(chun)鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼退(tui)火后(hou)的機械性能見表2-3。


 高純鐵素體(ti)不銹鋼(gang)的焊后和冷(leng)加(jia)工后去(qu)應力(li)工藝(yi)可同于一般鐵素體(ti)不銹鋼(gang)。


 這里需要提出(chu)注意(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)一個問(wen)題,在(zai)我國(guo)及其他(ta)一些國(guo)家的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料標(biao)準中(zhong),對某(mou)些材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)熱處理(li)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)方(fang)法標(biao)示上略(lve)有(you)不同(tong)。有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)明確標(biao)示水冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)油冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(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)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)。這種快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)示方(fang)法值(zhi)得討論(lun)。比如(ru)空(kong)氣(qi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que),對于(yu)一些小截(jie)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)零(ling)件(jian)或(huo)高(gao)合金(jin)馬氏體不銹(xiu)鋼(gang),冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)效果(guo)已(yi)達(da)到快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)效果(guo),而對于(yu)較大(da)截(jie)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)零(ling)件(jian)或(huo)碳鋼(gang),普(pu)通合金(jin)鋼(gang)卻(que)(que)只能(neng)達(da)到緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)(de)(de)效果(guo)。本書在(zai)資(zi)料引用(yong)時(shi)不做改動。但讀者(zhe)在(zai)實際應用(yong)時(shi),應根據具(ju)體材(cai)料成分(fen)、尺(chi)寸(cun)大(da)小、形狀復雜程度(du)、熱處理(li)目的(de)(de)(de)(de)(de)、欲(yu)達(da)到的(de)(de)(de)(de)(de)熱處理(li)效果(guo)和可(ke)(ke)能(neng)出(chu)現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)熱處理(li)缺陷等因素(su)確定實際冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)方(fang)法。如(ru)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)(ke)采用(yong)埋灰(hui)(砂)冷(leng)(leng)(leng)(leng)、坑冷(leng)(leng)(leng)(leng)、爐冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)限速冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que),快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)(ke)采用(yong)空(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)、風冷(leng)(leng)(leng)(leng)、油冷(leng)(leng)(leng)(leng)、水冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)其他(ta)介質冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)等。