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. 一般(ban)鐵素(su)體不銹(xiu)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. 退火
一般鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)退火溫度(du)在(zai)700~800℃,以0Cr13Al為例(li)。該鋼(gang)(gang)是在(zai)含鉻13%左右的(de)基礎(chu)上(shang)加(jia)入(ru)0.10%~0.30%鋁。鋁是很強的(de)α相生成元素(su),鋼(gang)(gang)中加(jia)入(ru)這個(ge)含量的(de)鋁使(shi)鐵素(su)體(ti)組織更穩定。按(an)標(biao)準規定,0Cr13Al退火溫度(du)為780~830℃,保溫后空冷或(huo)緩冷。這個(ge)溫度(du)加(jia)熱可較充(chong)分地消除應力,使(shi)鋼(gang)(gang)得到(dao)軟(ruan)化,改善塑性(xing)和(he)韌性(xing),還保證晶粒不(bu)被粗化,同時,鉻的(de)碳(tan)化物(wu)(wu)、氮化物(wu)(wu)不(bu)會(hui)析出,因而(er)提高了鋼(gang)(gang)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)。
其他牌號(hao)的(de)(de)一般鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)退(tui)火(huo)加熱(re)溫(wen)度(du)基(ji)本上也(ye)在這個溫(wen)度(du)范圍,但有的(de)(de)為(wei)控制晶粒長大(da)傾(qing)向,溫(wen)度(du)可略(lve)低(di)(di)些(xie)(xie)。含有硒、硫(liu)的(de)(de)易切削(xue)鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼,為(wei)提高(gao)切削(xue)性能,從機械加工方面考慮,控制鋼不(bu)被過度(du)軟化(hua),其退(tui)火(huo)溫(wen)度(du)也(ye)要偏低(di)(di)一些(xie)(xie)。有的(de)(de)為(wei)保證合金(jin)元素充(chong)分固(gu)溶,使鋼的(de)(de)組織(zhi)更加均(jun)勻(yun),可適當(dang)提高(gao)一些(xie)(xie)加熱(re)溫(wen)度(du),鑄(zhu)造鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)退(tui)火(huo)加熱(re)溫(wen)度(du)也(ye)應(ying)偏高(gao)一些(xie)(xie)。
按照我國(guo)的相關標準,常見(jian)牌號的鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼的化學成(cheng)分見(jian)表(biao)(biao)2-2,熱處理工藝制(zhi)度和可(ke)達到的性能標準見(jian)表(biao)(biao)2-3。

鐵素體不銹鋼的(de)退火(huo)加熱(re)保溫(wen)時間一般(ban)按(an)30min+δ×1min/mm計算,δ為有效厚(hou)度,mm.
b. 去應力退火
鐵(tie)素(su)體不(bu)銹鋼(gang)在焊接和冷加(jia)工后(hou),應進行消(xiao)除應力(li)處(chu)理(li),以消(xiao)除應力(li)和改善塑(su)性。依據具體情(qing)況,可(ke)采用較(jiao)低溫度(du)(230~370℃),也可(ke)以采用較(jiao)高溫度(du),在700~760℃保溫后(hou),以不(bu)大于50℃/h速度(du)緩(huan)冷至600℃后(hou)空氣(qi)冷卻,這時(shi),消(xiao)除應力(li)會更徹(che)底一些,但要有σ相少量析出的危(wei)險。消(xiao)除應力(li)處(chu)理(li)的保溫時(shi)間可(ke)為(wei)1.5~2小時(shi)或更多(duo)。
2. 高(gao)純鐵素體不銹鋼(gang)的(de)熱處理
高(gao)純鐵素(su)體不銹(xiu)鋼指含碳(tan)量(liang)通常不大(da)于0.01%,特(te)殊要求(qiu)控制(zhi)氮(dan)含量(liang)不大(da)于0.015%,而且(qie)硅、錳、磷、硫等(deng)雜質元素(su)控制(zhi)含量(liang)也低于一般鐵素(su)體不銹(xiu)鋼,見表2-2中00Cr30Mo2和00Cr27Mo。高(gao)純鐵素(su)體不銹(xiu)鋼的(de)(de)成分特(te)點(dian)使碳(tan)、氮(dan)及雜質元素(su)給鋼帶來的(de)(de)不利作用得到改善和減弱,特(te)別是其高(gao)溫(wen)脆(cui)性(xing)(xing)傾向減小,耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)能提高(gao),晶間腐蝕的(de)(de)敏感性(xing)(xing)降低。
因此(ci),高純(chun)鐵(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的退火(huo)溫度(du)(du)可以高于(yu)一般鐵(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的退火(huo)溫度(du)(du),在較高的溫度(du)(du)下(xia)進行(xing),通常采用加熱保溫溫度(du)(du)為900~1050℃,保溫后快冷。高純(chun)鐵(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼退火(huo)后的機械性能見表2-3。
高純鐵素體(ti)不銹鋼的焊后(hou)和(he)冷(leng)加工后(hou)去應力(li)工藝可同于一般鐵素體(ti)不銹鋼。
這里需要提出注意(yi)的(de)一(yi)個問題,在我國及其他一(yi)些國家的(de)材料標(biao)(biao)(biao)準(zhun)中,對某(mou)些材料的(de)熱(re)處(chu)理冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)方(fang)(fang)法(fa)(fa)標(biao)(biao)(biao)示上略有(you)(you)不(bu)(bu)同。有(you)(you)的(de)明確(que)標(biao)(biao)(biao)示水冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)油冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)空(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng),而(er)有(you)(you)的(de)則標(biao)(biao)(biao)示快冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)。這種快冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)標(biao)(biao)(biao)示方(fang)(fang)法(fa)(fa)值得討論。比(bi)如空(kong)氣冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que),對于(yu)(yu)一(yi)些小(xiao)截(jie)面(mian)的(de)零件或(huo)(huo)高合金(jin)馬氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang),冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)效果(guo)(guo)已達到快冷(leng)(leng)(leng)(leng)效果(guo)(guo),而(er)對于(yu)(yu)較大截(jie)面(mian)的(de)零件或(huo)(huo)碳(tan)鋼(gang),普通(tong)合金(jin)鋼(gang)卻(que)只能達到緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)效果(guo)(guo)。本書在資料引用(yong)時(shi)(shi)不(bu)(bu)做改動。但讀者在實際(ji)應(ying)用(yong)時(shi)(shi),應(ying)根據(ju)具體材料成分、尺寸大小(xiao)、形狀復雜(za)程度、熱(re)處(chu)理目(mu)的(de)、欲達到的(de)熱(re)處(chu)理效果(guo)(guo)和(he)可(ke)能出現(xian)的(de)熱(re)處(chu)理缺陷等因素確(que)定實際(ji)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)方(fang)(fang)法(fa)(fa)。如緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)采用(yong)埋灰(砂)冷(leng)(leng)(leng)(leng)、坑冷(leng)(leng)(leng)(leng)、爐冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)限(xian)速(su)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que),快冷(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)采用(yong)空(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)、風(feng)冷(leng)(leng)(leng)(leng)、油冷(leng)(leng)(leng)(leng)、水冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)其他介質冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)等。

