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(biao)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(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)的熱處(chu)理
如前所述,鐵素體不銹鋼在應用中應避免σ相脆(cui)性、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. 退火(huo)
一(yi)般(ban)鐵素體不銹鋼(gang)的(de)退火(huo)溫(wen)度(du)在700~800℃,以0Cr13Al為例。該鋼(gang)是在含鉻13%左右(you)的(de)基礎上加(jia)入(ru)0.10%~0.30%鋁(lv)。鋁(lv)是很(hen)強(qiang)的(de)α相(xiang)生成(cheng)元素,鋼(gang)中加(jia)入(ru)這(zhe)(zhe)個含量的(de)鋁(lv)使鐵素體組織更穩定。按標(biao)準規定,0Cr13Al退火(huo)溫(wen)度(du)為780~830℃,保溫(wen)后空冷或(huo)緩(huan)冷。這(zhe)(zhe)個溫(wen)度(du)加(jia)熱可(ke)較(jiao)充分地消除應力,使鋼(gang)得到(dao)軟(ruan)化,改(gai)善(shan)塑性和韌(ren)性,還保證晶(jing)粒不被粗化,同時(shi),鉻的(de)碳化物、氮化物不會析出,因而(er)提高了(le)鋼(gang)的(de)耐腐蝕性。
其(qi)他牌號的(de)(de)一(yi)(yi)般鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)退火加(jia)熱溫(wen)度(du)基本上也在這個溫(wen)度(du)范圍,但有(you)(you)的(de)(de)為控制晶粒長大傾向,溫(wen)度(du)可(ke)略(lve)低(di)些。含有(you)(you)硒、硫(liu)的(de)(de)易切削(xue)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),為提高切削(xue)性能,從機(ji)械加(jia)工方面考慮,控制鋼(gang)不(bu)被過度(du)軟化,其(qi)退火溫(wen)度(du)也要(yao)偏低(di)一(yi)(yi)些。有(you)(you)的(de)(de)為保證(zheng)合金元素(su)充(chong)分固溶,使鋼(gang)的(de)(de)組織更(geng)加(jia)均勻(yun),可(ke)適當提高一(yi)(yi)些加(jia)熱溫(wen)度(du),鑄造鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)退火加(jia)熱溫(wen)度(du)也應(ying)偏高一(yi)(yi)些。
按(an)照(zhao)我國的(de)相關標準(zhun),常見(jian)牌號的(de)鐵素(su)體不銹鋼(gang)的(de)化學成分見(jian)表2-2,熱處理工藝(yi)制度和可達到的(de)性(xing)能標準(zhun)見(jian)表2-3。

鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)退火加熱(re)保溫時(shi)間一般按30min+δ×1min/mm計算,δ為(wei)有效厚度(du),mm.
b. 去(qu)應力退火
鐵素(su)體不(bu)銹鋼在焊接和(he)冷加工(gong)后,應進(jin)行消除(chu)應力(li)處理(li),以(yi)消除(chu)應力(li)和(he)改善(shan)塑性。依據具(ju)體情(qing)況,可(ke)(ke)采用較(jiao)(jiao)低溫度(du)(230~370℃),也可(ke)(ke)以(yi)采用較(jiao)(jiao)高(gao)溫度(du),在700~760℃保溫后,以(yi)不(bu)大于50℃/h速度(du)緩冷至(zhi)600℃后空氣冷卻,這時(shi)(shi),消除(chu)應力(li)會(hui)更徹底一些,但(dan)要有(you)σ相(xiang)少量(liang)析(xi)出的危險(xian)。消除(chu)應力(li)處理(li)的保溫時(shi)(shi)間可(ke)(ke)為1.5~2小時(shi)(shi)或更多。
2. 高(gao)純鐵(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)熱處理
高純(chun)鐵素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)指含碳量(liang)通常不(bu)(bu)大于0.01%,特(te)殊要求控制(zhi)氮(dan)含量(liang)不(bu)(bu)大于0.015%,而且硅(gui)、錳、磷、硫(liu)等雜質元素(su)(su)控制(zhi)含量(liang)也低(di)于一般鐵素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang),見(jian)表2-2中00Cr30Mo2和(he)00Cr27Mo。高純(chun)鐵素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)成分特(te)點使碳、氮(dan)及雜質元素(su)(su)給鋼(gang)帶來(lai)的(de)不(bu)(bu)利(li)作(zuo)用得到改(gai)善和(he)減(jian)弱,特(te)別是其高溫脆性傾(qing)向減(jian)小,耐腐蝕性能提高,晶間腐蝕的(de)敏感性降低(di)。
因此,高(gao)純鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)退(tui)(tui)火(huo)溫(wen)度(du)可以高(gao)于一般鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)退(tui)(tui)火(huo)溫(wen)度(du),在較高(gao)的(de)溫(wen)度(du)下進(jin)行,通常(chang)采(cai)用(yong)加熱(re)保溫(wen)溫(wen)度(du)為900~1050℃,保溫(wen)后快冷。高(gao)純鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)退(tui)(tui)火(huo)后的(de)機械性(xing)能見表(biao)2-3。
高純鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)的(de)焊后(hou)和冷加工后(hou)去應(ying)力工藝可同于一般鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)。
這(zhe)里需(xu)要(yao)提出注(zhu)意的(de)(de)一(yi)個(ge)問題,在我國(guo)及其他一(yi)些國(guo)家的(de)(de)材料(liao)標(biao)準中,對某些材料(liao)的(de)(de)熱(re)(re)處(chu)(chu)理冷(leng)卻(que)(que)(que)方(fang)法標(biao)示(shi)上略有(you)不同。有(you)的(de)(de)明確標(biao)示(shi)水冷(leng)或(huo)(huo)油(you)冷(leng)或(huo)(huo)空冷(leng),而有(you)的(de)(de)則(ze)標(biao)示(shi)快(kuai)(kuai)冷(leng)或(huo)(huo)緩(huan)(huan)(huan)冷(leng)。這(zhe)種快(kuai)(kuai)冷(leng)或(huo)(huo)緩(huan)(huan)(huan)冷(leng)的(de)(de)標(biao)示(shi)方(fang)法值得討(tao)論。比如(ru)空氣冷(leng)卻(que)(que)(que),對于(yu)一(yi)些小截面的(de)(de)零件(jian)或(huo)(huo)高合金(jin)馬氏(shi)體(ti)不銹鋼,冷(leng)卻(que)(que)(que)效(xiao)果(guo)已達到快(kuai)(kuai)冷(leng)效(xiao)果(guo),而對于(yu)較(jiao)大截面的(de)(de)零件(jian)或(huo)(huo)碳鋼,普(pu)通合金(jin)鋼卻(que)(que)(que)只能(neng)達到緩(huan)(huan)(huan)冷(leng)的(de)(de)效(xiao)果(guo)。本書在資料(liao)引用(yong)時(shi)不做改動。但讀(du)者在實(shi)際應用(yong)時(shi),應根(gen)據具(ju)體(ti)材料(liao)成分(fen)、尺寸大小、形狀復雜程(cheng)度、熱(re)(re)處(chu)(chu)理目的(de)(de)、欲達到的(de)(de)熱(re)(re)處(chu)(chu)理效(xiao)果(guo)和可能(neng)出現的(de)(de)熱(re)(re)處(chu)(chu)理缺陷等因素(su)確定實(shi)際冷(leng)卻(que)(que)(que)方(fang)法。如(ru)緩(huan)(huan)(huan)冷(leng)可采用(yong)埋灰(砂)冷(leng)、坑冷(leng)、爐冷(leng)或(huo)(huo)限速冷(leng)卻(que)(que)(que),快(kuai)(kuai)冷(leng)可采用(yong)空冷(leng)、風冷(leng)、油(you)冷(leng)、水冷(leng)或(huo)(huo)其他介質冷(leng)卻(que)(que)(que)等。

