鐵素體不銹鋼一般情況下是穩定的單相鐵素體組織，加熱和冷卻不發生相變，所以，鐵素體不銹(xiu)鋼熱處理的目的不是改變組織，而是要消除或減弱在各生產工序中可能產生的第二相及其帶來的不利影響，這些影響大概可以包括以下幾個方面。
1. σ相脆性
鐵(tie)素體不銹鋼，特別是(shi)高鉻(ge)鐵(tie)素體不銹鋼是(shi)容易生(sheng)成(cheng)(cheng)σ 相(xiang)的(de)鋼種。σ 相(xiang)的(de)形成(cheng)(cheng)與鋼的(de)成(cheng)(cheng)分、組織(zhi)、加(jia)(jia)熱(re)(re)溫度、預(yu)先冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)等因素有(you)(you)關。含鉻(ge)量越(yue)高越(yue)易生(sheng)成(cheng)(cheng)σ相(xiang)，硅、鎳、錳、鉬促(cu)進σ 相(xiang)生(sheng)成(cheng)(cheng)，碳、氮有(you)(you)抑制σ相(xiang)生(sheng)成(cheng)(cheng)的(de)作用，通常在(zai)540~815℃加(jia)(jia)熱(re)(re)就會產生(sheng)σ相(xiang)，在(zai)700~800℃加(jia)(jia)熱(re)(re)，σ 相(xiang)生(sheng)成(cheng)(cheng)速(su)度最快(kuai)。
σ 相(xiang)(xiang)是富鉻的(de)(de)金屬間化合物，是一種硬而脆的(de)(de)相(xiang)(xiang)。所以，σ 相(xiang)(xiang)的(de)(de)存(cun)在會使(shi)鋼(gang)(gang)變(bian)脆，其(qi)通常是在鐵(tie)素(su)體(ti)晶界處(chu)析出，還會降低(di)鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐腐蝕性(xing)能(neng)。使(shi)用鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)時，應盡量減少σ 相(xiang)(xiang)的(de)(de)存(cun)在。
σ 相(xiang)的生成(cheng)是可逆的。把(ba)鋼(gang)加(jia)熱到(dao)高于σ 相(xiang)生成(cheng)溫度(du)范圍，σ 相(xiang)便(bian)會重新(xin)溶解到(dao)固溶體(ti)中，減(jian)少(shao)對鋼(gang)的危害。通常把(ba)鋼(gang)加(jia)熱到(dao)900℃以(yi)上即可消除(chu)σ 相(xiang)。
在有些特定的使用(yong)(yong)環境中，如用(yong)(yong)于靜載荷或摩擦條件(jian)下，可利(li)用(yong)(yong)σ 相對鋼起到(dao)的強(qiang)化作用(yong)(yong)，提(ti)高使用(yong)(yong)效果。
2. 475℃脆性
鐵素體不銹鋼在400~500℃長時間加熱后，會表現出強度升高、韌性大幅度下降的特征，因其在475℃左右表現最明顯，故常稱為475℃脆性。鐵素體不銹鋼的這種脆性傾向，隨鋼中含鉻量的提高而增大，產生脆性的溫度也隨含鉻量增高而移向較高的溫度。
研究(jiu)表明(ming)，鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)在400~500℃這個溫度(du)(du)區間長時間加熱過程(cheng)中(zhong)，鐵素體(ti)內(nei)的鉻原子(zi)將重新(xin)排列，形(xing)成許多富鉻的小區域，它們(men)與母相共格，引(yin)起點陣(zhen)畸變(bian)和內(nei)應力(li)，從而使鋼(gang)的強度(du)(du)升(sheng)高，韌性(xing)降低(di)，見圖2-2。
同時(shi)，晶體(ti)內既然形成了(le)富鉻區，也必然存在貧鉻區，又加之有內應力存在，使鋼的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)也會降低。見圖(tu)2-3。
鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼高(gao)于(yu)(yu)700℃溫(wen)度加熱(re)時，由于(yu)(yu)鉻原(yuan)子(zi)重新排列引(yin)起的畸變和內應力(li)會消(xiao)除(chu)，所以(yi)，其帶來的對鋼的不利影(ying)響也隨(sui)之消(xiao)除(chu)。即475℃脆(cui)性在高(gao)于(yu)(yu)這(zhe)個溫(wen)度進行加熱(re)會被消(xiao)除(chu)。
3. 高溫脆性
當鐵素(su)體不銹鋼中(zhong)含有(you)一(yi)(yi)定量的(de)碳、氮等間(jian)隙元素(su)時(shi)，加熱(re)到(dao)950℃以(yi)上再冷卻(que)下(xia)來，可使鋼在室溫(wen)下(xia)的(de)塑性和(he)韌性降低(di)，呈現出明(ming)顯的(de)脆(cui)性，一(yi)(yi)般稱為(wei)鐵素(su)體不銹鋼的(de)高溫(wen)脆(cui)性。這種現象經常發生在鑄件、焊接(jie)件以(yi)及在950℃以(yi)上加熱(re)的(de)工(gong)件中(zhong)。
鐵素體不(bu)銹鋼中(zhong)高(gao)溫(wen)脆性(xing)產生的(de)(de)原因，認為是自高(gao)溫(wen)冷卻下(xia)來的(de)(de)過程中(zhong)，鋼中(zhong)的(de)(de)鉻(ge)與碳和(he)(he)氮形成(cheng)化合物(wu)并在晶(jing)內和(he)(he)晶(jing)界析出的(de)(de)結果。這(zhe)種(zhong)析出物(wu)的(de)(de)存在不(bu)僅(jin)降低鋼的(de)(de)韌性(xing)，也降低鋼的(de)(de)耐(nai)腐蝕性(xing)。這(zhe)種(zhong)不(bu)利影響不(bu)僅(jin)限制了鋼在高(gao)溫(wen)下(xia)的(de)(de)使用，也對(dui)焊接質量產生有(you)害的(de)(de)作用。
鐵素(su)體(ti)不銹鋼的高溫脆性(xing)可以通過(guo)將鋼加熱到750~850℃,然后以較快速度冷卻(que)來消除，使鋼的塑性(xing)得(de)到恢復(fu)。
4. 晶(jing)間腐蝕
鐵素體不銹鋼也會產生晶間腐蝕。研究和實踐證明，鐵素體不銹鋼加熱到925℃以上，就是以較快速度冷卻到室溫，也將處于引起晶間腐蝕的敏化狀態。這點與奧氏體不銹鋼產生晶間腐蝕的條件是不同的。普通鐵素體不銹鋼焊接后，焊縫區，特別是緊鄰熔合線處即符合這種產生敏化的條件。
鐵素體不(bu)銹鋼產生(sheng)晶間(jian)腐蝕的原因，認為是鋼從(cong)較高(gao)溫度冷卻(que)下(xia)來(lai)時，會有含鉻的碳化物和(he)氮化物從(cong)晶間(jian)沉淀(dian)析出的結(jie)果(guo)。而在(zai)低于900℃溫度加(jia)熱冷卻(que)后，晶間(jian)腐蝕傾向明(ming)顯減弱。這可從(cong)許(xu)多研究者的大量(liang)實驗結(jie)果(guo)得到證實，見表2-1。
通(tong)過(guo)研究(jiu)還證明，對于已經(jing)處(chu)于晶(jing)間腐(fu)蝕敏感(gan)狀態的(de)鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼，一般經(jing)過(guo)700~800℃短時間加熱處(chu)理，便(bian)可減(jian)少或消除晶(jing)間腐(fu)蝕傾向，這一點也可從表2-1的(de)實驗數據中得到驗證。
對鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)進行熱處理的(de)出發(fa)點，就是要消(xiao)除或減少(shao)鋼(gang)(gang)中的(de)σ相(xiang)脆性(xing)(xing)、475℃脆性(xing)(xing)、高溫(wen)脆性(xing)(xing)和晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)傾(qing)向存(cun)在(zai)而產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)不良(liang)效果，同時，盡量減少(shao)鑄(zhu)造、焊接、冷加工(gong)等加工(gong)過程中產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)應力、應變。以保證鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)使(shi)用中具有良(liang)好的(de)韌性(xing)(xing)和耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)，使(shi)構件組織、形狀和尺(chi)寸穩定。
