奧氏體不銹鋼的熱處理工藝相對于馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼是較簡單的。但在實際生產中,也應注意一些問題。
一、奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼固溶化處理(li)加熱溫度(du)的合理(li)選擇(ze)
在奧氏體不(bu)銹鋼的材(cai)料標準(zhun)中,規定的固溶化(hua)加熱溫度范圍較寬,實際熱處理(li)生產(chan)時,可考慮鋼的具體成分、含(han)量、使(shi)用(yong)環(huan)境、可能失效形式(shi)等因素,合理(li)地選(xuan)擇最(zui)佳加熱溫度。但是,要注意防止固溶化(hua)加熱溫度太高,因為(wei)固溶化(hua)處理(li)加熱溫度太高,可能使(shi)經過鍛(duan)軋(ya)已經細化(hua)晶粒的材(cai)料晶粒長大(da),見圖3-23和圖3-24。

晶粒的(de)粗化會引(yin)起一些不(bu)良后(hou)果。
1. 晶間腐蝕敏感(gan)性增強(qiang)
奧氏體不銹鋼晶粒粗化,使材料在一定的體積內的晶界面積減小。在固定的敏化處理條件下,碳化物沉淀的量是一定的,因此,晶粒長大晶界面積減小,使奧氏體晶界存在碳化物的密度增加了,這就引起對晶間腐蝕(shi)的敏感性增強了,見圖3-25。

2. 降低冷加工質量
奧(ao)(ao)氏體不銹鋼在常溫條件下(xia)受力變(bian)形(xing)時(shi)(shi),由于晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與(yu)晶(jing)(jing)(jing)粒位向不同,各個晶(jing)(jing)(jing)粒之間,一個晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)心部與(yu)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)處之間,變(bian)形(xing)量(liang)(liang)是不同的(de)(de),晶(jing)(jing)(jing)粒越(yue)(yue)粗,則(ze)這(zhe)種變(bian)形(xing)量(liang)(liang)的(de)(de)不均勻性(xing)越(yue)(yue)強,結果使奧(ao)(ao)氏體不銹鋼冷(leng)加(jia)(jia)工表面質量(liang)(liang)變(bian)壞(huai),特別是對奧(ao)(ao)氏體不銹鋼薄板深(shen)沖加(jia)(jia)工時(shi)(shi)會(hui)有更大的(de)(de)影響(xiang)。
3. 引起強度下降
奧氏體(ti)不(bu)銹鋼因固溶溫度超高(gao),引起晶(jing)粒粗大后,對機械性能的影(ying)響雖然不(bu)如高(gao)鉻鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼明顯,但也(ye)有使強度下(xia)降的趨勢,見表(biao)3-6。

奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼固溶(rong)化加熱(re)溫度過高(gao)的(de)(de)另一個影(ying)響是能引起δ鐵素(su)體(ti)含量(liang)增(zeng)加,這不(bu)僅(jin)使奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼熱(re)加工性(xing)能變壞,也會引起組織(zhi)中鉻分布的(de)(de)不(bu)平衡,甚至局部(bu)區域貧(pin)鉻,使鋼的(de)(de)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性(xing)增(zeng)強。
所以,奧氏體(ti)不銹鋼(gang)固(gu)溶化熱(re)處理時,要適(shi)當控制加熱(re)溫(wen)度(du)。
二、穩(wen)定化處(chu)理對固(gu)溶狀態性能的影響
含穩定(ding)化元素的奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼,固溶化熱處(chu)理(li)后再經穩定(ding)化處(chu)理(li)時,會(hui)使(shi)機械性(xing)能有下(xia)降的趨勢。強度和塑性(xing)、韌性(xing)均有這個現(xian)象(xiang)。
強度(du)下降的原因(yin),可能是穩定化處理時(shi),強碳(tan)化物(wu)形成元素(su)鈦與更(geng)多的碳(tan)結合(he)成TiC,減(jian)少了(le)碳(tan)在奧氏體固溶體中的強化程度(du),并且,TiC在加熱(re)保(bao)溫過程中也會(hui)集聚長大,這也會(hui)對強度(du)產生影響。
塑性和韌性下降的原因,可能是由于穩定化處理減少了(FeCr)23C6 的含量,增加了TiC的含量,TiC比(FeCr)23C6 硬度高,脆性大,這必然會引起塑性和韌性下降。
三、穩定化處(chu)理(li)加熱(re)溫度不宜過(guo)高
在穩定化熱處理工藝部分曾提到,加熱到825℃就基本上可以使(FeCr)23C6 全部溶解,而TiC的溶解溫度在750~1120℃,否可采用較高的溫度來加速穩定化處理效果呢,經研究證明,定化處理溫度宜取下限,一般在860~930℃更好些。特別是果零件以后會在敏化溫度區間加工或工作時,更要注意這一,因為,隨著穩定化溫度的提高,碳在奧氏體固溶體中的固溶度會提高,也就是碳在固溶體中的過飽和度提高,當以后該零件在敏化溫度區間加工或工作時,由于這個時候奧氏體中可溶含碳量要低于在較高溫度時奧氏體的含碳量,則多余部分的碳要析出,這部分析出的碳會與鉻形成(FeCr)23C6。存在于晶界處,必然會使材料的晶間腐蝕敏感性增強。所以,穩定化加熱溫度一般選擇在850~930℃,不宜太高。
四、奧氏體不銹鋼(gang)不宜多(duo)次(ci)進行固(gu)溶化處(chu)理(li)
在重要產品的(de)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼零件生產時,都明確規定奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼經一次(ci)固溶(rong)化處(chu)(chu)理(li)后,如因某些(xie)原因需要重新固溶(rong)化處(chu)(chu)理(li),則只允許進(jin)行一次(ci),即總(zong)共固溶(rong)化處(chu)(chu)理(li)次(ci)數(shu)不能超過兩次(ci)。其(qi)原因也是(shi)重復(fu)、多(duo)次(ci)固溶(rong)加熱,會引(yin)起(qi)晶粒長大(da),給材料性(xing)能帶來不利影響。
五、奧氏體不銹鋼(gang)的污染及其(qi)預防
奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼具有(you)優(you)良的(de)(de)(de)性能和特點(dian),使其越來越受到重視和應用(yong),特別是(shi)在(zai)核電(dian)設備的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)(zhi)造生產(chan)中,更是(shi)被(bei)應用(yong)于制(zhi)(zhi)(zhi)造重要、關鍵的(de)(de)(de)零部件(jian)。制(zhi)(zhi)(zhi)造這些零部件(jian)選用(yong)的(de)(de)(de)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,不(bu)僅(jin)對其成分、顯微組(zu)織、雜質元素有(you)嚴格的(de)(de)(de)控制(zhi)(zhi)(zhi),對力學性能、耐腐蝕性能、物理性能有(you)高(gao)標準(zhun)的(de)(de)(de)規定,對表面(mian)缺陷、內部缺陷的(de)(de)(de)檢(jian)驗和評定有(you)特殊的(de)(de)(de)要求,也對加(jia)工、生產(chan)、制(zhi)(zhi)(zhi)造、包裝(zhuang)、運輸(shu)過(guo)程提出了明確的(de)(de)(de)限制(zhi)(zhi)(zhi)條件(jian)。這體(ti)現在(zai)對奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)清(qing)潔(jie)度和防污染的(de)(de)(de)要求,以絕對保證奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)安全使用(yong)。
1. 奧(ao)氏體不(bu)銹鋼的(de)污(wu)染源和污(wu)染物(wu)
為了保證奧氏體(ti)不銹鋼的(de)清潔和不被污(wu)染(ran),在自(zi)始至終的(de)全過程(cheng)中要遠(yuan)離和禁(jin)止接觸下列可能引起污(wu)染(ran)的(de)材料。
(1) 高碳(tan)材料(liao),包括(kuo)碳(tan)鋼,鐵素(su)體(ti)鋼和馬氏體(ti)不銹鋼。
(2) 可釋(shi)放出(chu)氯化(hua)物、氟化(hua)物的物品。
(3) 含氯0.25%以上的材(cai)料,如某些(xie)塑料、橡膠(jiao)、石棉。
(4) 含鹵素25ppm以上的水或(huo)其(qi)他介質。
(5) 硫(liu)及硫(liu)化(hua)物。
(6) 低熔點元(yuan)(yuan)素(su)及(ji)其化合(he)物,如Pb、Hg、P、Zn、Cd、Sn、Sb、Bi、As、Cu及(ji)稀(xi)土元(yuan)(yuan)素(su)Ce、La等。
(7) 熱處理和焊接過程中容易(yi)在(zai)材料上形成合(he)金和沉(chen)淀物(wu)(wu)的物(wu)(wu)品。
(8) 亞硝酸鹽。
(9) 鉻酸(suan)鹽、磷酸(suan)鹽。
(10) 增碳或(huo)增硫的液體、氣體介質(含熱處理(li)加熱爐氣)。
2. 熱處理及與熱處理相關工序的防污染措施(shi)
(1) 熱(re)處(chu)理(包括其他熱(re)加工)加熱(re)時的爐內氣氛(fen)應是中性或弱氧化(hua)性氣氛(fen)和低硫氣氛(fen),最好(hao)采用真空熱(re)處(chu)理和保護氣氛(fen)熱(re)處(chu)理。
在還原性,能(neng)(neng)增碳和增硫(liu)的(de)氣氛中加熱會使(shi)奧(ao)氏體不銹鋼表面(mian)增碳、增硫(liu),結(jie)果可(ke)能(neng)(neng)引起奧(ao)氏體不銹鋼表面(mian)脆化和降低耐腐蝕性能(neng)(neng)。
在強氧(yang)化性(xing)氣氛中加熱,會使奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼表(biao)面合金元素氧(yang)化,降低(di)鋼的表(biao)面質量和耐腐蝕性(xing)。
(2) 熱處(chu)理時(shi)采用的(de)工裝,掛具(ju)(ju)等應用同材質(zhi)材料制(zhi)造(zao),或者(zhe)采用合格的(de)材料將工件與(yu)工裝、掛具(ju)(ju)隔離(li),以防止奧氏體不銹鋼(gang)與(yu)其接觸(chu)處(chu)受污染,從而降低表面質(zhi)量和耐(nai)腐(fu)蝕性。
(3) 不(bu)銹鋼(gang)制造的(de)(de)全過程要(yao)防止與有污染(ran)可能的(de)(de)固(gu)體、液體、氣(qi)體相(xiang)接觸(特(te)殊工序采(cai)用的(de)(de)介質除外)。
(4) 奧氏體不銹鋼(gang)制品(pin)在包裝(zhuang)、運(yun)輸過程中也應防(fang)止(zhi)與可污染物接觸(chu)。
(5) 一旦(dan)受到污染,應采取消除污染措施(shi),如進行酸洗、鈍化處(chu)理等。參見本書第(di)七(qi)章第(di)六(liu)節(jie)的相關(guan)內容。

