奧氏體不銹鋼的熱處理工藝相對于馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼是較簡單的。但在實際生產中,也應注意一些問題。
一、奧氏(shi)體不銹鋼固溶化處理加(jia)熱溫度的(de)合(he)理選擇
在奧氏體(ti)不銹鋼(gang)的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)標準中(zhong),規定的(de)(de)固溶化(hua)加(jia)熱溫度(du)范圍較寬,實際熱處(chu)理(li)生產時(shi),可(ke)考慮鋼(gang)的(de)(de)具體(ti)成(cheng)分(fen)、含量、使用環(huan)境、可(ke)能失(shi)效形式等(deng)因素(su),合理(li)地選(xuan)擇最佳加(jia)熱溫度(du)。但是,要注意防止固溶化(hua)加(jia)熱溫度(du)太(tai)高,因為固溶化(hua)處(chu)理(li)加(jia)熱溫度(du)太(tai)高,可(ke)能使經過鍛軋已經細化(hua)晶粒(li)的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)晶粒(li)長大,見圖3-23和圖3-24。

晶粒的粗化會引起(qi)一些不良(liang)后果。
1. 晶間(jian)腐蝕(shi)敏感性增強
奧氏體不銹鋼晶粒粗化,使材料在一定的體積內的晶界面積減小。在固定的敏化處理條件下,碳化物沉淀的量是一定的,因此,晶粒長大晶界面積減小,使奧氏體晶界存在碳化物的密度增加了,這就引起對晶間腐蝕的敏感性增強了,見圖3-25。

2. 降低冷加(jia)工質量
奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼在常溫條(tiao)件下受力變(bian)形(xing)時,由(you)于晶(jing)界與晶(jing)粒(li)位向不(bu)(bu)(bu)同(tong),各個晶(jing)粒(li)之間(jian),一個晶(jing)粒(li)的心部與晶(jing)界處(chu)之間(jian),變(bian)形(xing)量是不(bu)(bu)(bu)同(tong)的,晶(jing)粒(li)越粗,則這種變(bian)形(xing)量的不(bu)(bu)(bu)均(jun)勻性(xing)越強,結果使奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼冷加工表面質量變(bian)壞,特(te)別是對(dui)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼薄板深(shen)沖加工時會(hui)有更大的影(ying)響。
3. 引起強度下降
奧氏體不銹(xiu)鋼因固溶溫度超高(gao),引起晶粒粗大后(hou),對機械(xie)性能的(de)影(ying)響雖然不如高(gao)鉻鐵素體不銹(xiu)鋼明顯,但也有使強度下降的(de)趨勢,見表3-6。

奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼固(gu)溶化加熱(re)溫度過高的另(ling)一個影(ying)響是能引起δ鐵(tie)素體含(han)量(liang)增加,這不(bu)僅使奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼熱(re)加工(gong)性能變壞(huai),也會引起組織中鉻分布的不(bu)平衡,甚至局部區(qu)域貧鉻,使鋼的晶間腐(fu)蝕(shi)敏感性增強。
所以(yi),奧氏體不(bu)銹鋼固溶化熱(re)處理時,要適當(dang)控(kong)制(zhi)加熱(re)溫度(du)。
二(er)、穩定化處理對固溶狀態(tai)性能(neng)的(de)影(ying)響(xiang)
含穩(wen)定化元素(su)的(de)奧氏(shi)體不銹鋼,固溶化熱(re)處理(li)后再(zai)經穩(wen)定化處理(li)時,會使機械性(xing)(xing)能(neng)有(you)下降的(de)趨勢(shi)。強度和塑性(xing)(xing)、韌(ren)性(xing)(xing)均有(you)這個(ge)現象(xiang)。
強(qiang)度(du)下降的(de)(de)原(yuan)因,可(ke)能是穩定化處理時,強(qiang)碳化物形(xing)成元素鈦與更多的(de)(de)碳結合成TiC,減少了碳在奧氏體固溶(rong)體中(zhong)的(de)(de)強(qiang)化程(cheng)度(du),并且,TiC在加(jia)熱保(bao)溫過程(cheng)中(zhong)也會集(ji)聚(ju)長大,這(zhe)也會對強(qiang)度(du)產(chan)生影響。
塑性和韌性下降的原因,可能是由于穩定化處理減少了(FeCr)23C6 的含量,增加了TiC的含量,TiC比(FeCr)23C6 硬度高,脆性大,這必然會引起塑性和韌性下降。
三、穩定化處(chu)理加(jia)熱溫度不宜過高
在穩定化熱處理工藝部分曾提到,加熱到825℃就基本上可以使(FeCr)23C6 全部溶解,而TiC的溶解溫度在750~1120℃,否可采用較高的溫度來加速穩定化處理效果呢,經研究證明,定化處理溫度宜取下限,一般在860~930℃更好些。特別是果零件以后會在敏化溫度區間加工或工作時,更要注意這一,因為,隨著穩定化溫度的提高,碳在奧氏體固溶體中的固溶度會提高,也就是碳在固溶體中的過飽和度提高,當以后該零件在敏化溫度區間加工或工作時,由于這個時候奧氏體中可溶含碳量要低于在較高溫度時奧氏體的含碳量,則多余部分的碳要析出,這部分析出的碳會與鉻形成(FeCr)23C6。存在于晶界處,必然會使材料的晶間腐蝕敏感性增強。所以,穩定化加熱溫度一般選擇在850~930℃,不宜太高。
四、奧氏體不(bu)銹鋼不(bu)宜(yi)多次進行(xing)固溶化處理
在重(zhong)要(yao)產(chan)品(pin)的奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼零件生產(chan)時(shi),都明確(que)規(gui)定奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼經一(yi)次(ci)(ci)固溶化處理(li)后,如因(yin)某些原(yuan)(yuan)因(yin)需要(yao)重(zhong)新固溶化處理(li),則只允許(xu)進(jin)行一(yi)次(ci)(ci),即總共固溶化處理(li)次(ci)(ci)數不(bu)能超(chao)過兩次(ci)(ci)。其原(yuan)(yuan)因(yin)也是重(zhong)復、多次(ci)(ci)固溶加熱,會引(yin)起晶粒(li)長大(da),給材料性能帶(dai)來不(bu)利影響。
五(wu)、奧氏體不銹鋼的污染及其預防(fang)
奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼具(ju)有(you)優良的(de)(de)性(xing)能和(he)(he)(he)特(te)點,使(shi)其越(yue)來越(yue)受(shou)到(dao)重(zhong)視(shi)和(he)(he)(he)應用(yong)(yong),特(te)別是在核電設備的(de)(de)制(zhi)造生產(chan)中,更(geng)是被應用(yong)(yong)于制(zhi)造重(zhong)要(yao)、關鍵的(de)(de)零部(bu)(bu)件。制(zhi)造這些零部(bu)(bu)件選用(yong)(yong)的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼,不僅對(dui)(dui)(dui)其成分、顯(xian)微(wei)組織、雜質(zhi)元素(su)有(you)嚴格的(de)(de)控制(zhi),對(dui)(dui)(dui)力學(xue)性(xing)能、耐腐蝕性(xing)能、物理性(xing)能有(you)高標準的(de)(de)規(gui)定,對(dui)(dui)(dui)表面缺(que)陷(xian)、內(nei)部(bu)(bu)缺(que)陷(xian)的(de)(de)檢驗和(he)(he)(he)評定有(you)特(te)殊的(de)(de)要(yao)求(qiu),也對(dui)(dui)(dui)加(jia)工、生產(chan)、制(zhi)造、包裝、運輸過程提出了明確的(de)(de)限制(zhi)條件。這體(ti)現在對(dui)(dui)(dui)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼的(de)(de)清潔度和(he)(he)(he)防污染(ran)的(de)(de)要(yao)求(qiu),以絕對(dui)(dui)(dui)保證奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼的(de)(de)安(an)全使(shi)用(yong)(yong)。
1. 奧(ao)氏體不(bu)銹鋼的污(wu)染(ran)源和污(wu)染(ran)物
為了保證奧(ao)氏體不(bu)銹鋼的清潔和(he)不(bu)被(bei)污染(ran),在自(zi)始至終的全(quan)過程中要遠離和(he)禁(jin)止(zhi)接(jie)觸下列可能(neng)引起污染(ran)的材料。
(1) 高碳材料,包括碳鋼,鐵素體鋼和(he)馬氏體不銹鋼。
(2) 可釋(shi)放出氯化物、氟化物的物品。
(3) 含氯0.25%以(yi)上的材料,如某(mou)些塑料、橡膠、石(shi)棉。
(4) 含鹵素25ppm以上的水或其他介質。
(5) 硫(liu)及硫(liu)化物。
(6) 低熔點元素及其化合(he)物,如Pb、Hg、P、Zn、Cd、Sn、Sb、Bi、As、Cu及稀土元素Ce、La等(deng)。
(7) 熱處理(li)和(he)(he)焊接過程中容易在材料上形(xing)成合(he)金和(he)(he)沉淀物的物品。
(8) 亞硝酸(suan)鹽。
(9) 鉻酸鹽、磷酸鹽。
(10) 增(zeng)碳或(huo)增(zeng)硫(liu)的液體、氣體介質(含熱處理加(jia)熱爐氣)。
2. 熱處理及(ji)與熱處理相關工序的(de)防污染措施
(1) 熱(re)(re)(re)(re)處理(包括其他熱(re)(re)(re)(re)加工)加熱(re)(re)(re)(re)時(shi)的爐內氣氛應是中(zhong)性(xing)或(huo)弱氧化性(xing)氣氛和(he)低硫氣氛,最好采用(yong)真空熱(re)(re)(re)(re)處理和(he)保(bao)護(hu)氣氛熱(re)(re)(re)(re)處理。
在還(huan)原(yuan)性,能(neng)增(zeng)碳和(he)增(zeng)硫的(de)氣氛中加熱會使奧氏體不銹鋼(gang)表(biao)面增(zeng)碳、增(zeng)硫,結(jie)果可(ke)能(neng)引起(qi)奧氏體不銹鋼(gang)表(biao)面脆(cui)化和(he)降低耐腐蝕性能(neng)。
在強氧化性氣氛中(zhong)加熱,會使奧氏(shi)體(ti)不銹鋼表面合(he)金元素氧化,降(jiang)低鋼的表面質(zhi)量和耐腐蝕(shi)性。
(2) 熱(re)處理時(shi)采(cai)用的工裝,掛具等應(ying)用同材(cai)質(zhi)(zhi)材(cai)料制造,或者采(cai)用合(he)格的材(cai)料將工件與工裝、掛具隔離,以防止奧氏體不銹鋼與其接觸(chu)處受污染(ran),從而降低表面(mian)質(zhi)(zhi)量和耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性。
(3) 不銹鋼制造的全過(guo)程要防止與有污染可能的固體、液體、氣體相接觸(特殊工序采(cai)用的介(jie)質除(chu)外(wai))。
(4) 奧氏體(ti)不銹鋼制品在包裝(zhuang)、運輸過程中也應防止(zhi)與可污染物接觸。
(5) 一旦(dan)受到污染,應采取消除(chu)污染措施,如進行酸(suan)洗、鈍化處理等。參見(jian)本書第(di)七章第(di)六節的(de)相關(guan)內容(rong)。

