奧氏體不銹鋼具有良好的耐蝕性和抗氧化性,并具有高的塑性和良好的焊接性。奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼在航空、汽車、造船、化工、醫療器械以及人民日常生活中得到了廣泛的應用,并且由于這類鋼無磁性,因此在儀表、儀器工業中應用得也很廣泛。
但是奧氏體不(bu)(bu)銹鋼在加熱和冷卻時不(bu)(bu)發生α→y固態相(xiang)變,因此不(bu)(bu)能通過熱處理來達到(dao)強化(hua)的目的,只能通過冷變形加工(gong)來提高(gao)(gao)鋼的強度。但是這種(zhong)提高(gao)(gao)強度的方法,只能用于工(gong)作(zuo)溫度不(bu)(bu)高(gao)(gao)的零件,否則其強度將因高(gao)(gao)溫加熱而(er)迅速降低。
奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)的(de)熱(re)處理方式有以下三種:
1. 去應力退火
為了消除(chu)加(jia)工后的殘留應力,可加(jia)熱到(dao)300~350℃,保(bao)溫1~2h,空冷。
消除焊(han)接(jie)應力時一般采(cai)用700~900℃退(tui)火(huo),保(bao)溫(wen)1~3h,空冷。溫(wen)度越(yue)(yue)高,焊(han)接(jie)應力消除得越(yue)(yue)迅速越(yue)(yue)徹(che)底,而其軟(ruan)化效果也越(yue)(yue)大。
用來消除冷作硬化的退火,其(qi)溫(wen)度為750~850℃,保溫(wen)時間為1~3h,快冷。
2. 固溶處理(li)
為使奧(ao)氏體不銹鋼(gang)中的(de)(de)(de)碳化物(wu)及其他化合物(wu)(σ相(xiang)分解物(wu))充分溶(rong)入(ru)奧(ao)氏體,然后快速冷卻(que)到室溫(wen),以獲得(de)單相(xiang)奧(ao)氏體的(de)(de)(de)工藝(yi)方法叫固溶(rong)處(chu)理(li)。其工藝(yi)與淬火工藝(yi)相(xiang)似,只是鋼(gang)中不發生相(xiang)變,處(chu)理(li)的(de)(de)(de)室溫(wen)組織(zhi)是過飽和的(de)(de)(de)y-Fe固溶(rong)體。固溶(rong)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是提(ti)高(gao)奧(ao)氏體型不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性和抗高(gao)溫(wen)氧化性,也可(ke)以消除冷作硬化。
固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)理(li)的(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)都較(jiao)高(gao),一般(ban)為(wei)(wei)(wei)1000~1100℃,含碳(tan)量高(gao)時(shi)取(qu)上限溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du),含碳(tan)量低時(shi)取(qu)下(xia)限溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)。奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)型不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)應在中性或弱氧(yang)化(hua)氣(qi)氛(fen)中加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re),為(wei)(wei)(wei)此常采(cai)用空(kong)氣(qi)爐為(wei)(wei)(wei)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)設備并以氨分解氣(qi)等(deng)作為(wei)(wei)(wei)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)介質(zhi)。氯(lv)化(hua)鹽(yan)會使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)遭(zao)受腐蝕(shi),故不(bu)(bu)宜用鹽(yan)浴加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re),在有條件(jian)(jian)的(de)地(di)方最(zui)好采(cai)用真空(kong)爐加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)。在加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)時(shi),既應阻止(zhi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)表(biao)面氧(yang)化(hua),也應防止(zhi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)表(biao)面增(zeng)碳(tan),因為(wei)(wei)(wei)增(zeng)碳(tan)的(de)結果會使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)晶間腐蝕(shi)傾向增(zeng)大。一般(ban)來(lai)說(shuo),加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)越(yue)高(gao),碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)固(gu)(gu)溶(rong)速(su)(su)度(du)(du)(du)(du)越(yue)快(kuai),如06Cr9Ni10鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)碳(tan)化(hua)物(wu)在1000℃固(gu)(gu)溶(rong)需要(yao)(yao)10min,在1065℃固(gu)(gu)溶(rong)需要(yao)(yao)3min,在1176℃固(gu)(gu)溶(rong)需要(yao)(yao)1.5min。從(cong)這個角(jiao)度(du)(du)(du)(du)來(lai)講,加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)越(yue)高(gao)越(yue)好,但(dan)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)偏高(gao)又(you)會引起晶粒過(guo)分長大,氧(yang)化(hua)鐵皮增(zeng)厚(hou)。因為(wei)(wei)(wei)奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)無法通過(guo)相變來(lai)細化(hua)晶粒,如果晶粒過(guo)大會使材料(liao)的(de)抗拉強(qiang)度(du)(du)(du)(du)明顯下(xia)降。為(wei)(wei)(wei)保證加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)質(zhi)量,固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)理(li)前必(bi)須(xu)將奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)零件(jian)(jian)表(biao)面清洗干凈。奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在低溫(wen)(wen)(wen)時(shi)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)導率較(jiao)低,升(sheng)到高(gao)溫(wen)(wen)(wen)后(hou)(700~800℃)熱(re)(re)(re)(re)(re)導率才有所提(ti)高(gao),因此奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)零件(jian)(jian)在低溫(wen)(wen)(wen)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)時(shi),為(wei)(wei)(wei)保持(chi)零件(jian)(jian)內外(wai)均(jun)衡加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re),加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)速(su)(su)度(du)(du)(du)(du)要(yao)(yao)緩慢,對于斷面較(jiao)大的(de)奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)零件(jian)(jian)要(yao)(yao)預熱(re)(re)(re)(re)(re)到700~800℃等(deng)溫(wen)(wen)(wen)到一定時(shi)間,再(zai)快(kuai)速(su)(su)升(sheng)溫(wen)(wen)(wen)。在固(gu)(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)下(xia)的(de)保溫(wen)(wen)(wen)時(shi)間不(bu)(bu)宜過(guo)長,一般(ban)按材料(liao)的(de)有效(xiao)厚(hou)度(du)(du)(du)(du)計算(suan),一般(ban)每毫米保溫(wen)(wen)(wen)1min。為(wei)(wei)(wei)防止(zhi)碳(tan)化(hua)物(wu)從(cong)奧(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)中析(xi)出(chu),加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)保溫(wen)(wen)(wen)后(hou)應在水中快(kuai)速(su)(su)冷卻,對于厚(hou)度(du)(du)(du)(du)不(bu)(bu)大的(de)工件(jian)(jian),為(wei)(wei)(wei)防止(zhi)變形,可(ke)以空(kong)冷。
3. 穩定化處理
對(dui)于含鈦、鈮(ni)的穩定(ding)型鉻(ge)、鎳(nie)奧氏體不銹(xiu)鋼(gang),可以采用穩定(ding)化(hua)處(chu)理,以提高鋼(gang)在450~900℃溫度(du)范圍(wei)內、并在強烈腐(fu)蝕介質中(zhong)工作時的耐蝕性。穩定(ding)化(hua)處(chu)理是在固(gu)溶處(chu)理以后進行,穩定(ding)化(hua)處(chu)理工藝(yi)是將鋼(gang)加(jia)熱到(dao)850~900℃,保(bao)溫2~4h,然后在水中(zhong)或空氣中(zhong)冷卻。
這是因為鋼中加入鈦和鈮可消除晶間腐蝕,但它們的效果必須通過穩定化處理才能得到保證。單純的固溶處理使鉻的碳化物全部溶入奧氏體中,鈦和鈮的碳化物則部分溶入奧氏體中,如經400~800℃加熱,溶入奧氏體中的碳大部分以Cr23C6的形式析出,鈦和鈮的固定作用不能有效地發揮,晶間腐蝕仍會發生。如果將穩定化溫度提高到高于Cr23C6的溶解溫度,且又是碳化鈦(或碳化鈮)強烈析出的溫度(850~900℃),保溫2~4h,就能夠形成穩定的碳化鈦(或碳化鈮),從而防止奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕。

