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. 一般鐵素體不銹(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(xiang)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(tui)火


  一般鐵(tie)素體(ti)不銹鋼的(de)(de)退火(huo)溫度(du)在700~800℃,以(yi)0Cr13Al為例(li)。該鋼是在含鉻13%左右的(de)(de)基(ji)礎上加入(ru)0.10%~0.30%鋁(lv)(lv)。鋁(lv)(lv)是很(hen)強的(de)(de)α相生成(cheng)元素,鋼中加入(ru)這個含量的(de)(de)鋁(lv)(lv)使鐵(tie)素體(ti)組織更穩定。按標準規定,0Cr13Al退火(huo)溫度(du)為780~830℃,保溫后空(kong)冷(leng)或緩(huan)冷(leng)。這個溫度(du)加熱(re)可較充分地消除應力,使鋼得到軟(ruan)化(hua),改善塑性和韌性,還保證晶(jing)粒不被粗化(hua),同時,鉻的(de)(de)碳化(hua)物、氮化(hua)物不會析出,因(yin)而提高了鋼的(de)(de)耐腐蝕性。


  其他牌號的一般鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼的退火加熱溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)基本上也在這個(ge)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)范圍,但有的為控制(zhi)晶粒長(chang)大(da)傾向,溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)可略低(di)些(xie)。含有硒、硫的易切(qie)削鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼,為提高切(qie)削性(xing)能,從機械加工方(fang)面考慮,控制(zhi)鋼不(bu)被過度(du)(du)(du)軟化,其退火溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)也要偏(pian)低(di)一些(xie)。有的為保證合(he)金元素(su)充分(fen)固溶,使鋼的組織更加均(jun)勻,可適當提高一些(xie)加熱溫(wen)(wen)度(du)(du)(du),鑄造(zao)鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼的退火加熱溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)也應偏(pian)高一些(xie)。


  按照我國的(de)相關(guan)標(biao)準,常見(jian)牌(pai)號的(de)鐵素體不銹(xiu)鋼的(de)化學成分(fen)見(jian)表2-2,熱處理工(gong)藝制度(du)和可達到的(de)性能標(biao)準見(jian)表2-3。


表 2.jpg    表 3.jpg


 鐵(tie)素(su)體不銹鋼的退火加熱(re)保(bao)溫(wen)時(shi)間一般(ban)按30min+δ×1min/mm計算,δ為(wei)有效厚(hou)度,mm.


 b. 去應力退(tui)火(huo)


  鐵素體不(bu)銹鋼在焊接和冷(leng)加(jia)工后,應(ying)進行(xing)消(xiao)除(chu)應(ying)力處理,以(yi)消(xiao)除(chu)應(ying)力和改(gai)善塑性。依(yi)據具體情(qing)況(kuang),可采用較低溫(wen)(wen)度(du)(230~370℃),也可以(yi)采用較高(gao)溫(wen)(wen)度(du),在700~760℃保溫(wen)(wen)后,以(yi)不(bu)大(da)于50℃/h速度(du)緩冷(leng)至600℃后空氣冷(leng)卻,這時(shi),消(xiao)除(chu)應(ying)力會(hui)更徹(che)底一些,但要有σ相少量析出的(de)危險。消(xiao)除(chu)應(ying)力處理的(de)保溫(wen)(wen)時(shi)間可為1.5~2小時(shi)或更多。



2. 高純鐵素體(ti)不銹鋼的熱處理


  高(gao)純鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)(gang)指含(han)碳量通常不大于(yu)0.01%,特殊(shu)要求(qiu)控制氮含(han)量不大于(yu)0.015%,而(er)且硅、錳、磷、硫等雜(za)質元素控制含(han)量也(ye)低于(yu)一般鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)(gang),見表2-2中00Cr30Mo2和00Cr27Mo。高(gao)純鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)(gang)的成分特點使(shi)碳、氮及雜(za)質元素給鋼(gang)(gang)帶來的不利作(zuo)用得到改善(shan)和減(jian)弱,特別(bie)是(shi)其高(gao)溫脆性(xing)(xing)傾向減(jian)小,耐腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能提高(gao),晶間腐蝕(shi)(shi)的敏感性(xing)(xing)降低。


 因(yin)此,高純鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)退(tui)火溫(wen)度可以高于一般鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)退(tui)火溫(wen)度,在較高的(de)溫(wen)度下進行,通常(chang)采用加熱(re)保(bao)溫(wen)溫(wen)度為900~1050℃,保(bao)溫(wen)后快冷(leng)。高純鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)退(tui)火后的(de)機械性能見表2-3。


 高純鐵素體(ti)不銹鋼的焊(han)后和冷加工(gong)(gong)后去應力工(gong)(gong)藝可同于(yu)一般鐵素體(ti)不銹鋼。


 這里需要提出注意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個問題(ti),在我(wo)國及(ji)其(qi)他一(yi)些(xie)國家的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)標(biao)準中(zhong),對(dui)某(mou)些(xie)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)處理(li)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)方法(fa)標(biao)示(shi)上略(lve)有(you)不(bu)同。有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)明確(que)標(biao)示(shi)水(shui)冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)油冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)空冷(leng)(leng)(leng)(leng),而有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)則標(biao)示(shi)快冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)。這種快冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)示(shi)方法(fa)值得討論。比如空氣冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que),對(dui)于(yu)一(yi)些(xie)小(xiao)截面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)零件(jian)或(huo)(huo)(huo)高合(he)金馬氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang),冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)效果(guo)(guo)已達(da)(da)到(dao)快冷(leng)(leng)(leng)(leng)效果(guo)(guo),而對(dui)于(yu)較大(da)(da)截面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)零件(jian)或(huo)(huo)(huo)碳鋼(gang)(gang),普(pu)通(tong)合(he)金鋼(gang)(gang)卻(que)只能達(da)(da)到(dao)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效果(guo)(guo)。本書在資料(liao)引(yin)用時不(bu)做改(gai)動。但讀者在實際(ji)應用時,應根據(ju)具(ju)體材(cai)料(liao)成(cheng)分、尺(chi)寸大(da)(da)小(xiao)、形狀復雜程度、熱(re)處理(li)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)、欲達(da)(da)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)處理(li)效果(guo)(guo)和(he)可(ke)能出現的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)處理(li)缺(que)陷等(deng)因素確(que)定實際(ji)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)方法(fa)。如緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)采用埋灰(砂)冷(leng)(leng)(leng)(leng)、坑冷(leng)(leng)(leng)(leng)、爐(lu)冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)限(xian)速(su)冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que),快冷(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)采用空冷(leng)(leng)(leng)(leng)、風(feng)冷(leng)(leng)(leng)(leng)、油冷(leng)(leng)(leng)(leng)、水(shui)冷(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)其(qi)他介質冷(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)等(deng)。