奧氏體不銹(xiu)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(ao)氏體(ti)不銹(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。
但是(shi)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼在(zai)加(jia)熱(re)和冷(leng)卻時不發生α→y固態相變,因此不能通(tong)過(guo)熱(re)處理來達(da)到強化的(de)目的(de),只(zhi)能通(tong)過(guo)冷(leng)變形加(jia)工(gong)來提高(gao)鋼的(de)強度(du)。但是(shi)這種(zhong)提高(gao)強度(du)的(de)方法,只(zhi)能用(yong)于工(gong)作溫(wen)度(du)不高(gao)的(de)零件,否(fou)則其強度(du)將因高(gao)溫(wen)加(jia)熱(re)而迅速(su)降低。
奧氏(shi)體不銹鋼的熱處理方(fang)式有以(yi)下三種:
1. 去應(ying)力(li)退(tui)火(huo)
為了(le)消除加(jia)工后的殘留應力,可加(jia)熱到300~350℃,保溫1~2h,空冷。
消除焊接(jie)應力時一般采用700~900℃退火,保(bao)溫1~3h,空冷。溫度(du)越高,焊接(jie)應力消除得越迅速(su)越徹底,而其軟化效果也越大。
用來消除冷(leng)作硬(ying)化的退(tui)火,其(qi)溫度(du)為(wei)750~850℃,保溫時間為(wei)1~3h,快冷(leng)。
2. 固溶(rong)處(chu)理
為使奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)中的碳化(hua)物(wu)及其他化(hua)合物(wu)(σ相分解物(wu))充分溶(rong)(rong)(rong)入奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti),然后快速冷(leng)卻到室溫,以獲(huo)得單相奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)的工(gong)藝方法(fa)叫(jiao)固溶(rong)(rong)(rong)處理(li)。其工(gong)藝與淬火工(gong)藝相似,只(zhi)是鋼(gang)中不(bu)發生相變(bian),處理(li)的室溫組織是過飽和的y-Fe固溶(rong)(rong)(rong)體(ti)。固溶(rong)(rong)(rong)處理(li)的目的是提高(gao)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)型不(bu)銹鋼(gang)的耐蝕性(xing)和抗高(gao)溫氧化(hua)性(xing),也(ye)可(ke)以消除冷(leng)作硬化(hua)。
固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)處理(li)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)都較(jiao)高(gao),一(yi)(yi)(yi)般(ban)為(wei)(wei)1000~1100℃,含碳量高(gao)時(shi)取(qu)上限溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du),含碳量低時(shi)取(qu)下(xia)限溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)。奧(ao)氏體(ti)(ti)型不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)應在(zai)(zai)中性或(huo)弱氧化(hua)氣(qi)氛中加(jia)(jia)(jia)熱(re),為(wei)(wei)此(ci)常采(cai)用空氣(qi)爐為(wei)(wei)加(jia)(jia)(jia)熱(re)設備并以氨分解(jie)氣(qi)等作為(wei)(wei)加(jia)(jia)(jia)熱(re)介質。氯(lv)化(hua)鹽會(hui)(hui)使鋼(gang)(gang)(gang)遭(zao)受腐蝕,故不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)宜(yi)用鹽浴加(jia)(jia)(jia)熱(re),在(zai)(zai)有條件的(de)(de)(de)地(di)方最好(hao)采(cai)用真(zhen)空爐加(jia)(jia)(jia)熱(re)。在(zai)(zai)加(jia)(jia)(jia)熱(re)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)時(shi),既(ji)應阻止鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)氧化(hua),也應防止鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)增(zeng)碳,因為(wei)(wei)增(zeng)碳的(de)(de)(de)結果(guo)會(hui)(hui)使鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)晶(jing)間腐蝕傾向(xiang)增(zeng)大。一(yi)(yi)(yi)般(ban)來說,加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)越高(gao),碳化(hua)物的(de)(de)(de)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)速(su)度(du)(du)(du)越快,如(ru)06Cr9Ni10鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)碳化(hua)物在(zai)(zai)1000℃固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)需(xu)(xu)要10min,在(zai)(zai)1065℃固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)需(xu)(xu)要3min,在(zai)(zai)1176℃固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)需(xu)(xu)要1.5min。從這個(ge)角度(du)(du)(du)來講(jiang),加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)越高(gao)越好(hao),但加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)偏高(gao)又會(hui)(hui)引(yin)起晶(jing)粒過(guo)分長(chang)大,氧化(hua)鐵皮增(zeng)厚(hou)。因為(wei)(wei)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)無法通過(guo)相(xiang)變來細化(hua)晶(jing)粒,如(ru)果(guo)晶(jing)粒過(guo)大會(hui)(hui)使材(cai)料的(de)(de)(de)抗拉強(qiang)度(du)(du)(du)明顯下(xia)降(jiang)。為(wei)(wei)保(bao)證加(jia)(jia)(jia)熱(re)質量,固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)處理(li)前必須將奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)零(ling)件表(biao)面(mian)清洗干凈。奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)時(shi)的(de)(de)(de)熱(re)導(dao)(dao)率較(jiao)低,升到(dao)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)后(700~800℃)熱(re)導(dao)(dao)率才有所提高(gao),因此(ci)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)零(ling)件在(zai)(zai)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)加(jia)(jia)(jia)熱(re)時(shi),為(wei)(wei)保(bao)持零(ling)件內外均衡加(jia)(jia)(jia)熱(re),加(jia)(jia)(jia)熱(re)速(su)度(du)(du)(du)要緩慢(man),對(dui)于(yu)(yu)斷面(mian)較(jiao)大的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)零(ling)件要預熱(re)到(dao)700~800℃等溫(wen)(wen)(wen)(wen)到(dao)一(yi)(yi)(yi)定時(shi)間,再(zai)快速(su)升溫(wen)(wen)(wen)(wen)。在(zai)(zai)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)下(xia)的(de)(de)(de)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)時(shi)間不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)宜(yi)過(guo)長(chang),一(yi)(yi)(yi)般(ban)按(an)材(cai)料的(de)(de)(de)有效厚(hou)度(du)(du)(du)計算(suan),一(yi)(yi)(yi)般(ban)每毫米保(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)1min。為(wei)(wei)防止碳化(hua)物從奧(ao)氏體(ti)(ti)中析出,加(jia)(jia)(jia)熱(re)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)后應在(zai)(zai)水中快速(su)冷(leng)卻,對(dui)于(yu)(yu)厚(hou)度(du)(du)(du)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)大的(de)(de)(de)工(gong)件,為(wei)(wei)防止變形,可以空冷(leng)。
3. 穩定化(hua)處理
對于(yu)含鈦(tai)、鈮(ni)的穩定(ding)(ding)型(xing)鉻、鎳(nie)奧氏體不銹(xiu)鋼(gang),可以采用穩定(ding)(ding)化(hua)處(chu)理,以提(ti)高鋼(gang)在(zai)450~900℃溫度范圍內、并在(zai)強烈腐蝕介質中(zhong)工作時的耐蝕性(xing)。穩定(ding)(ding)化(hua)處(chu)理是在(zai)固溶(rong)處(chu)理以后進行,穩定(ding)(ding)化(hua)處(chu)理工藝是將鋼(gang)加熱到850~900℃,保溫2~4h,然后在(zai)水(shui)中(zhong)或空氣中(zhong)冷(leng)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。

