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(biao)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(ti)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(xing)、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(tie)素體不銹鋼(gang)的退火(huo)溫(wen)度(du)在(zai)700~800℃,以0Cr13Al為例。該鋼(gang)是在(zai)含(han)鉻13%左右的基(ji)礎上加(jia)入0.10%~0.30%鋁。鋁是很強的α相生成元素,鋼(gang)中(zhong)加(jia)入這個含(han)量的鋁使鐵(tie)素體組(zu)織(zhi)更穩(wen)定(ding)。按標(biao)準(zhun)規定(ding),0Cr13Al退火(huo)溫(wen)度(du)為780~830℃,保(bao)溫(wen)后空冷(leng)或緩冷(leng)。這個溫(wen)度(du)加(jia)熱可較充分(fen)地消除應力,使鋼(gang)得到(dao)軟化,改善塑性和韌性,還保(bao)證晶粒不被粗化,同時,鉻的碳化物(wu)、氮化物(wu)不會析(xi)出(chu),因而提高了鋼(gang)的耐(nai)腐蝕性。
其他牌號的(de)一(yi)般鐵(tie)素體不(bu)銹鋼(gang)的(de)退火加熱(re)(re)溫度(du)(du)基本上(shang)也在這個溫度(du)(du)范圍,但有的(de)為控(kong)制(zhi)晶粒長大傾向,溫度(du)(du)可(ke)(ke)略低(di)些。含(han)有硒、硫的(de)易切削(xue)鐵(tie)素體不(bu)銹鋼(gang),為提高切削(xue)性能,從機械加工方面考慮,控(kong)制(zhi)鋼(gang)不(bu)被過度(du)(du)軟化(hua),其退火溫度(du)(du)也要偏低(di)一(yi)些。有的(de)為保證合金元素充分(fen)固溶(rong),使鋼(gang)的(de)組(zu)織更加均勻,可(ke)(ke)適當提高一(yi)些加熱(re)(re)溫度(du)(du),鑄造(zao)鐵(tie)素體不(bu)銹鋼(gang)的(de)退火加熱(re)(re)溫度(du)(du)也應偏高一(yi)些。
按照我國的相關標準,常見(jian)牌號的鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼的化(hua)學(xue)成分(fen)見(jian)表2-2,熱處理工藝(yi)制度和可達(da)到的性能標準見(jian)表2-3。

鐵素體不銹鋼的(de)退(tui)火加熱(re)保溫時間一(yi)般按30min+δ×1min/mm計算,δ為有效厚(hou)度,mm.
b. 去應力退火
鐵素體(ti)不銹鋼在焊(han)接和(he)冷加工后,應進行(xing)消(xiao)(xiao)除(chu)(chu)(chu)應力(li)處(chu)理(li)(li),以(yi)消(xiao)(xiao)除(chu)(chu)(chu)應力(li)和(he)改善塑性。依(yi)據具(ju)體(ti)情況,可(ke)采(cai)用較(jiao)低溫度(du)(230~370℃),也可(ke)以(yi)采(cai)用較(jiao)高溫度(du),在700~760℃保溫后,以(yi)不大(da)于50℃/h速度(du)緩冷至600℃后空氣(qi)冷卻,這時,消(xiao)(xiao)除(chu)(chu)(chu)應力(li)會(hui)更徹底一些,但要有(you)σ相(xiang)少量析出的危險。消(xiao)(xiao)除(chu)(chu)(chu)應力(li)處(chu)理(li)(li)的保溫時間可(ke)為1.5~2小時或(huo)更多。
2. 高純鐵素體不銹鋼的熱處理
高(gao)純(chun)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)指含碳(tan)量通常不(bu)大于(yu)0.01%,特(te)殊要求控(kong)制氮含量不(bu)大于(yu)0.015%,而且硅、錳(meng)、磷、硫等雜(za)質(zhi)元(yuan)素(su)(su)控(kong)制含量也低于(yu)一般鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang),見表2-2中(zhong)00Cr30Mo2和00Cr27Mo。高(gao)純(chun)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)成分特(te)點(dian)使碳(tan)、氮及(ji)雜(za)質(zhi)元(yuan)素(su)(su)給鋼(gang)(gang)帶來的(de)不(bu)利作用得到改善和減弱,特(te)別是其高(gao)溫脆性(xing)(xing)傾向減小(xiao),耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)提高(gao),晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)的(de)敏感性(xing)(xing)降低。
因此,高(gao)純鐵素(su)體不銹鋼(gang)的(de)退(tui)火溫(wen)(wen)度可以高(gao)于一般鐵素(su)體不銹鋼(gang)的(de)退(tui)火溫(wen)(wen)度,在較高(gao)的(de)溫(wen)(wen)度下進(jin)行,通(tong)常(chang)采用加熱(re)保溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度為900~1050℃,保溫(wen)(wen)后(hou)快冷。高(gao)純鐵素(su)體不銹鋼(gang)退(tui)火后(hou)的(de)機械性能(neng)見表2-3。
高純鐵(tie)(tie)素體不銹(xiu)鋼的(de)焊后和冷加工后去應力(li)工藝可同于一般鐵(tie)(tie)素體不銹(xiu)鋼。
這里需(xu)要提出注(zhu)意(yi)的(de)(de)一個問題,在(zai)(zai)我(wo)國(guo)及其他(ta)一些(xie)國(guo)家的(de)(de)材(cai)料標(biao)(biao)準中,對某些(xie)材(cai)料的(de)(de)熱處理(li)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)方法標(biao)(biao)示(shi)(shi)上(shang)略有(you)不(bu)同(tong)。有(you)的(de)(de)明確標(biao)(biao)示(shi)(shi)水冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)油(you)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)空冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng),而有(you)的(de)(de)則標(biao)(biao)示(shi)(shi)快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)。這種快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)標(biao)(biao)示(shi)(shi)方法值得(de)討論。比如空氣(qi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que),對于一些(xie)小截(jie)面的(de)(de)零(ling)件或(huo)高(gao)合金(jin)馬氏體不(bu)銹鋼(gang),冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)效(xiao)果已達到快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)效(xiao)果,而對于較大截(jie)面的(de)(de)零(ling)件或(huo)碳鋼(gang),普通(tong)合金(jin)鋼(gang)卻(que)只能達到緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)效(xiao)果。本書在(zai)(zai)資料引用(yong)時不(bu)做改動(dong)。但讀(du)者在(zai)(zai)實(shi)際應用(yong)時,應根據具體材(cai)料成分、尺寸大小、形狀復雜程度(du)、熱處理(li)目的(de)(de)、欲達到的(de)(de)熱處理(li)效(xiao)果和可能出現的(de)(de)熱處理(li)缺陷(xian)等(deng)因素確定實(shi)際冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)方法。如緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)可采(cai)用(yong)埋灰(砂)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、坑冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、爐冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)限速冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que),快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)可采(cai)用(yong)空冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、風冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、油(you)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、水冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)其他(ta)介(jie)質冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)等(deng)。

