奧氏體不銹鋼(gang)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(dan)是(shi)(shi)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼在加熱(re)(re)和冷(leng)卻時不(bu)發生α→y固態(tai)相變(bian),因此不(bu)能(neng)通(tong)過熱(re)(re)處理來達到強(qiang)化的(de)(de)目的(de)(de),只能(neng)通(tong)過冷(leng)變(bian)形(xing)加工來提高(gao)鋼的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)。但(dan)是(shi)(shi)這種提高(gao)強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)方(fang)法,只能(neng)用于工作溫度(du)(du)不(bu)高(gao)的(de)(de)零件,否則其強(qiang)度(du)(du)將(jiang)因高(gao)溫加熱(re)(re)而(er)迅(xun)速降低。
奧(ao)氏體不銹鋼的熱處(chu)理方式(shi)有以下三種:
1. 去(qu)應力退(tui)火(huo)
為(wei)了消除加工后的殘(can)留應力,可加熱(re)到300~350℃,保溫1~2h,空冷。
消除(chu)焊接應(ying)力時一(yi)般(ban)采(cai)用700~900℃退火,保溫1~3h,空冷(leng)。溫度越高,焊接應(ying)力消除(chu)得越迅速越徹底(di),而其軟(ruan)化效果(guo)也(ye)越大。
用(yong)來消除冷作硬化的(de)退火,其溫度為(wei)(wei)750~850℃,保溫時(shi)間為(wei)(wei)1~3h,快冷。
2. 固溶(rong)處理(li)
為使奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼中(zhong)的(de)(de)碳化物(wu)及其他化合物(wu)(σ相分解物(wu))充分溶入奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體,然后快速冷卻(que)到室溫,以獲(huo)得(de)單相奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體的(de)(de)工(gong)藝方法(fa)叫固溶處(chu)理(li)。其工(gong)藝與淬火工(gong)藝相似(si),只是鋼中(zhong)不(bu)發生相變(bian),處(chu)理(li)的(de)(de)室溫組織是過(guo)飽和(he)的(de)(de)y-Fe固溶體。固溶處(chu)理(li)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是提高(gao)(gao)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體型不(bu)銹鋼的(de)(de)耐蝕性和(he)抗高(gao)(gao)溫氧化性,也可以消除冷作硬(ying)化。
固(gu)溶處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)都較高,一(yi)(yi)(yi)般(ban)為1000~1100℃,含碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)量高時(shi)(shi)取(qu)上限溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du),含碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)量低(di)(di)時(shi)(shi)取(qu)下(xia)限溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)。奧(ao)氏(shi)體(ti)型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)應在(zai)中性或弱氧化(hua)(hua)氣(qi)氛中加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re),為此常(chang)采(cai)用空氣(qi)爐為加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)設備并(bing)以氨分(fen)解氣(qi)等(deng)(deng)作為加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)介質(zhi)。氯化(hua)(hua)鹽(yan)會使(shi)鋼(gang)(gang)(gang)遭(zao)受腐蝕,故不(bu)(bu)宜(yi)用鹽(yan)浴加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re),在(zai)有條件(jian)的(de)(de)(de)地方最好(hao)采(cai)用真空爐加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)。在(zai)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)時(shi)(shi),既應阻止鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)表面(mian)氧化(hua)(hua),也(ye)應防止鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)表面(mian)增碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan),因(yin)(yin)為增碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)結果會使(shi)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)晶(jing)間腐蝕傾向增大(da)(da)(da)。一(yi)(yi)(yi)般(ban)來(lai)說,加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)越高,碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)固(gu)溶速(su)(su)度(du)(du)(du)(du)(du)越快,如06Cr9Ni10鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)在(zai)1000℃固(gu)溶需(xu)(xu)要(yao)10min,在(zai)1065℃固(gu)溶需(xu)(xu)要(yao)3min,在(zai)1176℃固(gu)溶需(xu)(xu)要(yao)1.5min。從(cong)這個角(jiao)度(du)(du)(du)(du)(du)來(lai)講,加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)越高越好(hao),但加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)偏高又會引起晶(jing)粒過分(fen)長大(da)(da)(da),氧化(hua)(hua)鐵皮增厚(hou)。因(yin)(yin)為奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)無法通過相變來(lai)細化(hua)(hua)晶(jing)粒,如果晶(jing)粒過大(da)(da)(da)會使(shi)材料的(de)(de)(de)抗拉強度(du)(du)(du)(du)(du)明(ming)顯下(xia)降。為保(bao)證加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)質(zhi)量,固(gu)溶處(chu)理(li)(li)前必須將奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)零(ling)(ling)件(jian)表面(mian)清洗干凈。奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)導(dao)(dao)率較低(di)(di),升到(dao)高溫(wen)(wen)(wen)后(700~800℃)熱(re)(re)(re)(re)導(dao)(dao)率才有所提高,因(yin)(yin)此奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)零(ling)(ling)件(jian)在(zai)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)時(shi)(shi),為保(bao)持零(ling)(ling)件(jian)內外均衡加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re),加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)速(su)(su)度(du)(du)(du)(du)(du)要(yao)緩(huan)慢,對(dui)于(yu)斷面(mian)較大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)零(ling)(ling)件(jian)要(yao)預熱(re)(re)(re)(re)到(dao)700~800℃等(deng)(deng)溫(wen)(wen)(wen)到(dao)一(yi)(yi)(yi)定時(shi)(shi)間,再(zai)快速(su)(su)升溫(wen)(wen)(wen)。在(zai)固(gu)溶溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)下(xia)的(de)(de)(de)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)間不(bu)(bu)宜(yi)過長,一(yi)(yi)(yi)般(ban)按材料的(de)(de)(de)有效(xiao)厚(hou)度(du)(du)(du)(du)(du)計算,一(yi)(yi)(yi)般(ban)每(mei)毫米保(bao)溫(wen)(wen)(wen)1min。為防止碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)從(cong)奧(ao)氏(shi)體(ti)中析出(chu),加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)后應在(zai)水中快速(su)(su)冷(leng)卻,對(dui)于(yu)厚(hou)度(du)(du)(du)(du)(du)不(bu)(bu)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)工件(jian),為防止變形,可以空冷(leng)。
3. 穩定化處理
對于含鈦、鈮的穩定型鉻、鎳奧(ao)氏體不銹鋼,可(ke)以(yi)采用穩定化(hua)處(chu)理,以(yi)提高鋼在(zai)(zai)(zai)450~900℃溫度范圍(wei)內、并在(zai)(zai)(zai)強烈腐蝕介質中(zhong)(zhong)工作時的耐(nai)蝕性。穩定化(hua)處(chu)理是(shi)在(zai)(zai)(zai)固溶處(chu)理以(yi)后進(jin)行,穩定化(hua)處(chu)理工藝(yi)是(shi)將鋼加熱(re)到850~900℃,保溫2~4h,然后在(zai)(zai)(zai)水中(zhong)(zhong)或空氣中(zhong)(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。