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(ti)不銹(xiu)鋼的熱(re)處理(li)


 如前所述,鐵素體不銹鋼在應用中應避免σ相脆(cui)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)不銹鋼的(de)(de)退火溫度(du)(du)在700~800℃,以0Cr13Al為(wei)例。該鋼是(shi)在含鉻(ge)13%左右的(de)(de)基礎上加入(ru)0.10%~0.30%鋁。鋁是(shi)很強的(de)(de)α相生成元素(su),鋼中加入(ru)這(zhe)個含量(liang)的(de)(de)鋁使鐵素(su)體(ti)組織更穩定。按(an)標準規定,0Cr13Al退火溫度(du)(du)為(wei)780~830℃,保(bao)溫后空冷或(huo)緩冷。這(zhe)個溫度(du)(du)加熱可(ke)較充分地消除應力,使鋼得到(dao)軟(ruan)化,改善塑性(xing)和韌性(xing),還保(bao)證晶粒不被粗(cu)化,同時,鉻(ge)的(de)(de)碳化物(wu)、氮(dan)化物(wu)不會析出,因而提高了鋼的(de)(de)耐腐蝕性(xing)。


  其他牌(pai)號(hao)的(de)一(yi)般鐵素(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)退火(huo)加熱溫度(du)基本上也(ye)(ye)在這個溫度(du)范圍(wei),但有(you)的(de)為(wei)控制晶(jing)粒長大傾向,溫度(du)可(ke)(ke)略低(di)些(xie)。含有(you)硒、硫(liu)的(de)易切削鐵素(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼,為(wei)提高切削性能,從機械(xie)加工方(fang)面考慮,控制鋼不被(bei)過度(du)軟化,其退火(huo)溫度(du)也(ye)(ye)要(yao)偏低(di)一(yi)些(xie)。有(you)的(de)為(wei)保證(zheng)合金元(yuan)素(su)充分固溶(rong),使鋼的(de)組(zu)織更加均勻,可(ke)(ke)適當(dang)提高一(yi)些(xie)加熱溫度(du),鑄造鐵素(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)退火(huo)加熱溫度(du)也(ye)(ye)應偏高一(yi)些(xie)。


  按照我國(guo)的(de)相關(guan)標準,常(chang)見(jian)牌號的(de)鐵素體不銹鋼的(de)化(hua)學成(cheng)分見(jian)表2-2,熱處理(li)工藝制度(du)和可達到的(de)性能標準見(jian)表2-3。


表 2.jpg    表 3.jpg


 鐵(tie)素體不銹鋼的退(tui)火加熱保溫時間一般按30min+δ×1min/mm計算,δ為有效厚度,mm.


 b. 去應(ying)力退火


  鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)在焊接和冷(leng)(leng)加工后,應進(jin)行消(xiao)除應力(li)處理(li),以(yi)消(xiao)除應力(li)和改(gai)善塑性。依(yi)據具體(ti)情(qing)況,可(ke)采用(yong)較(jiao)低溫度(230~370℃),也可(ke)以(yi)采用(yong)較(jiao)高溫度,在700~760℃保溫后,以(yi)不(bu)(bu)大(da)于(yu)50℃/h速度緩冷(leng)(leng)至600℃后空氣冷(leng)(leng)卻,這時(shi),消(xiao)除應力(li)會更(geng)徹底一些,但(dan)要有σ相少量析(xi)出的危險。消(xiao)除應力(li)處理(li)的保溫時(shi)間可(ke)為1.5~2小時(shi)或更(geng)多。



2. 高純(chun)鐵素體不銹鋼的(de)熱處理


  高純鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)指含碳(tan)量(liang)通常不(bu)(bu)大于0.01%,特殊要求控制氮(dan)含量(liang)不(bu)(bu)大于0.015%,而且硅、錳、磷、硫等(deng)雜(za)質元(yuan)素(su)控制含量(liang)也(ye)低于一般鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),見表2-2中00Cr30Mo2和(he)00Cr27Mo。高純鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的成分特點(dian)使碳(tan)、氮(dan)及雜(za)質元(yuan)素(su)給鋼(gang)(gang)帶來的不(bu)(bu)利作用得到改善和(he)減(jian)(jian)弱(ruo),特別是其高溫脆性傾向減(jian)(jian)小(xiao),耐腐蝕性能提高,晶間(jian)腐蝕的敏(min)感性降低。


 因此,高(gao)純鐵素體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的退火(huo)(huo)溫(wen)(wen)度(du)可以高(gao)于(yu)一般鐵素體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的退火(huo)(huo)溫(wen)(wen)度(du),在較(jiao)高(gao)的溫(wen)(wen)度(du)下進行,通常采用加熱保(bao)溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度(du)為900~1050℃,保(bao)溫(wen)(wen)后快冷(leng)。高(gao)純鐵素體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)退火(huo)(huo)后的機(ji)械性(xing)能見表2-3。


 高純鐵素體不銹鋼的(de)焊后和冷加工(gong)后去應力工(gong)藝可(ke)同于一般鐵素體不銹鋼。


 這(zhe)里需要提(ti)出(chu)注意(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)一個問題,在我國(guo)及其他(ta)一些(xie)國(guo)家的(de)(de)(de)(de)(de)材料標準(zhun)中,對(dui)某些(xie)材料的(de)(de)(de)(de)(de)熱處理(li)(li)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)方法標示(shi)上略有(you)(you)不同(tong)。有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)明確(que)(que)標示(shi)水冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)(huo)油(you)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)(huo)空(kong)(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng),而(er)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)則標示(shi)快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)(huo)緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)。這(zhe)種快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)(huo)緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)(de)(de)標示(shi)方法值得討論(lun)。比如空(kong)(kong)氣冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que),對(dui)于(yu)一些(xie)小截面的(de)(de)(de)(de)(de)零件或(huo)(huo)(huo)(huo)高合(he)金馬氏體不銹(xiu)鋼(gang),冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)效(xiao)果(guo)已達到(dao)快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)效(xiao)果(guo),而(er)對(dui)于(yu)較大截面的(de)(de)(de)(de)(de)零件或(huo)(huo)(huo)(huo)碳鋼(gang),普通合(he)金鋼(gang)卻(que)只能達到(dao)緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)。本書在資(zi)料引用時不做(zuo)改動。但讀者在實際應用時,應根(gen)據具體材料成分、尺寸大小、形狀復雜程度、熱處理(li)(li)目的(de)(de)(de)(de)(de)、欲達到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)熱處理(li)(li)效(xiao)果(guo)和可(ke)能出(chu)現的(de)(de)(de)(de)(de)熱處理(li)(li)缺陷等因素確(que)(que)定實際冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)方法。如緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)采(cai)用埋灰(砂)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、坑冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、爐冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)(huo)限速(su)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que),快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)采(cai)用空(kong)(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、風(feng)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、油(you)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、水冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)(huo)其他(ta)介質冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)等。