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。奧氏體不銹鋼在航空、汽車、造船、化工、醫(yī)療器械以及人民日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用,并且由于這類鋼無磁性,因此在儀表、儀器工業(yè)中應(yīng)用得也很廣泛。


   但是奧氏體不銹鋼在加熱和冷卻時(shí)不發(fā)生α→y固態(tài)相變,因此不能通過熱處理來達(dá)到強(qiáng)化的目的,只能通過冷變形加工來提高鋼的強(qiáng)度。但是這種提高強(qiáng)度的方法,只能用于工作溫度不高的零件,否則其強(qiáng)度將因高溫加熱而迅速降低。


  奧氏體不銹鋼的熱處理方式有以下三種:



1. 去應(yīng)力退火


   為了消除加工后的殘留應(yīng)力,可加熱到300~350℃,保溫1~2h,空冷。


   消除焊接應(yīng)力時(shí)一般采用700~900℃退火,保溫1~3h,空冷。溫度越高,焊接應(yīng)力消除得越迅速越徹底,而其軟化效果也越大。


   用來消除冷作硬化的退火,其溫度為750~850℃,保溫時(shí)間為1~3h,快冷。



2. 固溶處理


   為使奧氏體不銹鋼中的碳化物及其他化合物(σ相分解物)充分溶入奧氏體,然后快速冷卻到室溫,以獲得單相奧氏體的工藝方法叫固溶處理。其工藝與淬火工藝相似,只是鋼中不發(fā)生相變,處理的室溫組織是過飽和的y-Fe固溶體。固溶處理的目的是提高奧氏體型不銹鋼的耐蝕性和抗高溫氧化性,也可以消除冷作硬化。


   固溶處理的加熱溫度都較高,一般為1000~1100℃,含碳量高時(shí)取上限溫度,含碳量低時(shí)取下限溫度。奧氏體型不銹鋼應(yīng)在中性或弱氧化氣氛中加熱,為此常采用空氣爐為加熱設(shè)備并以氨分解氣等作為加熱介質(zhì)。氯化鹽會(huì)使鋼遭受腐蝕,故不宜用鹽浴加熱,在有條件的地方最好采用真空爐加熱。在加熱奧氏體不銹鋼時(shí),既應(yīng)阻止鋼的表面氧化,也應(yīng)防止鋼的表面增碳,因?yàn)樵鎏嫉慕Y(jié)果會(huì)使鋼的晶間腐蝕傾向增大。一般來說,加熱溫度越高,碳化物的固溶速度越快,如06Cr9Ni10鋼的碳化物在1000℃固溶需要10min,在1065℃固溶需要3min,在1176℃固溶需要1.5min。從這個(gè)角度來講,加熱溫度越高越好,但加熱溫度偏高又會(huì)引起晶粒過分長(zhǎng)大,氧化鐵皮增厚。因?yàn)閵W氏體不銹鋼無法通過相變來細(xì)化晶粒,如果晶粒過大會(huì)使材料的抗拉強(qiáng)度明顯下降。為保證加熱質(zhì)量,固溶處理前必須將奧氏體不銹鋼零件表面清洗干凈。奧氏體不銹鋼在低溫時(shí)的熱導(dǎo)率較低,升到高溫后(700~800℃)熱導(dǎo)率才有所提高,因此奧氏體不銹鋼零件在低溫加熱時(shí),為保持零件內(nèi)外均衡加熱,加熱速度要緩慢,對(duì)于斷面較大的奧氏體不銹鋼零件要預(yù)熱到700~800℃等溫到一定時(shí)間,再快速升溫。在固溶溫度下的保溫時(shí)間不宜過長(zhǎng),一般按材料的有效厚度計(jì)算,一般每毫米保溫1min。為防止碳化物從奧氏體中析出,加熱保溫后應(yīng)在水中快速冷卻,對(duì)于厚度不大的工件,為防止變形,可以空冷。



3. 穩(wěn)定化處理


   對(duì)于含鈦、鈮的穩(wěn)定型鉻、鎳奧氏體不銹鋼,可以采用穩(wěn)定化處理,以提高鋼在450~900℃溫度范圍內(nèi)、并在強(qiáng)烈腐蝕介質(zhì)中工作時(shí)的耐蝕性。穩(wěn)定化處理是在固溶處理以后進(jìn)行,穩(wěn)定化處理工藝是將鋼加熱到850~900℃,保溫2~4h,然后在水中或空氣中冷卻。


   這是因?yàn)殇撝屑尤脞伜外壙上чg腐蝕,但它們的效果必須通過穩(wěn)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(jīng)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(fā)揮,晶間腐蝕仍會(huì)發(fā)生。如果將穩(wěn)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(qiáng)烈析出的溫度(850~900℃),保溫2~4h,就能夠形成穩(wěn)定的碳化鈦(或碳化鈮),從而防止奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕。



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