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(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼在加熱(re)和冷(leng)卻(que)時不(bu)(bu)(bu)發生α→y固態相(xiang)變(bian),因此不(bu)(bu)(bu)能通過(guo)熱(re)處理來達到強化的(de)(de)目的(de)(de),只能通過(guo)冷(leng)變(bian)形加工來提高(gao)(gao)(gao)鋼的(de)(de)強度。但是這種提高(gao)(gao)(gao)強度的(de)(de)方法,只能用于工作溫度不(bu)(bu)(bu)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)零件,否則其強度將因高(gao)(gao)(gao)溫加熱(re)而迅速降(jiang)低(di)。
奧氏體不銹鋼的(de)熱(re)處理方式有以下三種:
1. 去應力退火
為了消除(chu)加工后的殘留應力,可加熱(re)到(dao)300~350℃,保溫1~2h,空冷。
消(xiao)除焊接應(ying)力時一般采用700~900℃退火,保溫(wen)1~3h,空冷。溫(wen)度越(yue)(yue)高,焊接應(ying)力消(xiao)除得越(yue)(yue)迅速越(yue)(yue)徹底(di),而其軟化效果(guo)也越(yue)(yue)大(da)。
用(yong)來消(xiao)除冷作硬化的(de)退火,其(qi)溫度為750~850℃,保(bao)溫時間為1~3h,快冷。
2. 固溶處理
為(wei)使奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)碳化物及其(qi)他化合物(σ相分解物)充分溶(rong)入奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti),然(ran)后快速冷卻(que)到室(shi)溫(wen)(wen)(wen),以獲得單相奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)工藝(yi)方法叫(jiao)固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)理。其(qi)工藝(yi)與(yu)淬火工藝(yi)相似,只是(shi)鋼(gang)中(zhong)不(bu)發生相變,處(chu)理的(de)(de)(de)室(shi)溫(wen)(wen)(wen)組織是(shi)過飽和的(de)(de)(de)y-Fe固(gu)(gu)溶(rong)體(ti)(ti)(ti)。固(gu)(gu)溶(rong)處(chu)理的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)提(ti)高(gao)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)型不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)耐蝕性(xing)和抗高(gao)溫(wen)(wen)(wen)氧化性(xing),也可以消除冷作硬化。
固(gu)(gu)溶(rong)處理的(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)都(dou)較高(gao),一(yi)般(ban)為(wei)1000~1100℃,含(han)碳(tan)量(liang)高(gao)時(shi)取上限溫(wen)度(du)(du)(du)(du),含(han)碳(tan)量(liang)低(di)時(shi)取下(xia)限溫(wen)度(du)(du)(du)(du)。奧(ao)氏(shi)(shi)體型不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)應在(zai)(zai)(zai)中(zhong)性或弱氧化(hua)氣氛中(zhong)加(jia)(jia)(jia)熱(re),為(wei)此(ci)常采(cai)用(yong)(yong)空氣爐為(wei)加(jia)(jia)(jia)熱(re)設備并以氨分解氣等(deng)(deng)作為(wei)加(jia)(jia)(jia)熱(re)介(jie)質。氯(lv)化(hua)鹽會使鋼(gang)(gang)(gang)遭(zao)受(shou)腐蝕,故不(bu)宜用(yong)(yong)鹽浴加(jia)(jia)(jia)熱(re),在(zai)(zai)(zai)有條(tiao)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)地方最(zui)好采(cai)用(yong)(yong)真空爐加(jia)(jia)(jia)熱(re)。在(zai)(zai)(zai)加(jia)(jia)(jia)熱(re)奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)時(shi),既應阻止鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)表面氧化(hua),也應防(fang)止鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)表面增(zeng)(zeng)碳(tan),因(yin)(yin)(yin)為(wei)增(zeng)(zeng)碳(tan)的(de)(de)(de)結果會使鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)晶間(jian)腐蝕傾向(xiang)增(zeng)(zeng)大。一(yi)般(ban)來說,加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)越高(gao),碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)固(gu)(gu)溶(rong)速(su)度(du)(du)(du)(du)越快,如06Cr9Ni10鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)物(wu)在(zai)(zai)(zai)1000℃固(gu)(gu)溶(rong)需要(yao)10min,在(zai)(zai)(zai)1065℃固(gu)(gu)溶(rong)需要(yao)3min,在(zai)(zai)(zai)1176℃固(gu)(gu)溶(rong)需要(yao)1.5min。從這個角度(du)(du)(du)(du)來講,加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)越高(gao)越好,但加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)偏(pian)高(gao)又(you)會引起(qi)晶粒(li)過(guo)分長(chang)大,氧化(hua)鐵皮增(zeng)(zeng)厚。因(yin)(yin)(yin)為(wei)奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)無法通(tong)過(guo)相變來細化(hua)晶粒(li),如果晶粒(li)過(guo)大會使材料(liao)的(de)(de)(de)抗拉(la)強度(du)(du)(du)(du)明顯下(xia)降(jiang)。為(wei)保證加(jia)(jia)(jia)熱(re)質量(liang),固(gu)(gu)溶(rong)處理前(qian)必須將奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)零件(jian)(jian)表面清(qing)洗干凈(jing)。奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)低(di)溫(wen)時(shi)的(de)(de)(de)熱(re)導率較低(di),升到高(gao)溫(wen)后(hou)(700~800℃)熱(re)導率才(cai)有所(suo)提高(gao),因(yin)(yin)(yin)此(ci)奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)零件(jian)(jian)在(zai)(zai)(zai)低(di)溫(wen)加(jia)(jia)(jia)熱(re)時(shi),為(wei)保持(chi)零件(jian)(jian)內外均衡加(jia)(jia)(jia)熱(re),加(jia)(jia)(jia)熱(re)速(su)度(du)(du)(du)(du)要(yao)緩慢,對于(yu)斷面較大的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)零件(jian)(jian)要(yao)預(yu)熱(re)到700~800℃等(deng)(deng)溫(wen)到一(yi)定時(shi)間(jian),再快速(su)升溫(wen)。在(zai)(zai)(zai)固(gu)(gu)溶(rong)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)下(xia)的(de)(de)(de)保溫(wen)時(shi)間(jian)不(bu)宜過(guo)長(chang),一(yi)般(ban)按材料(liao)的(de)(de)(de)有效厚度(du)(du)(du)(du)計算(suan),一(yi)般(ban)每毫米保溫(wen)1min。為(wei)防(fang)止碳(tan)化(hua)物(wu)從奧(ao)氏(shi)(shi)體中(zhong)析出,加(jia)(jia)(jia)熱(re)保溫(wen)后(hou)應在(zai)(zai)(zai)水中(zhong)快速(su)冷(leng)卻(que),對于(yu)厚度(du)(du)(du)(du)不(bu)大的(de)(de)(de)工(gong)件(jian)(jian),為(wei)防(fang)止變形,可以空冷(leng)。
3. 穩定化處理
對(dui)于含(han)鈦、鈮的(de)(de)穩(wen)定型鉻、鎳(nie)奧氏體不銹(xiu)鋼,可以(yi)采用穩(wen)定化處理,以(yi)提(ti)高鋼在(zai)450~900℃溫度(du)范圍內、并在(zai)強烈腐(fu)蝕介質中(zhong)工作(zuo)時的(de)(de)耐蝕性(xing)。穩(wen)定化處理是在(zai)固溶處理以(yi)后進行,穩(wen)定化處理工藝是將鋼加熱到850~900℃,保溫2~4h,然(ran)后在(zai)水(shui)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。

