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. 一般鐵素體(ti)不銹鋼的熱(re)處(chu)理
如前所述,鐵素體不銹鋼在應用中應避免σ相脆性、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
一般鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)退火溫度(du)(du)在700~800℃,以(yi)0Cr13Al為例。該鋼(gang)是在含鉻(ge)13%左右的(de)基礎(chu)上(shang)加入0.10%~0.30%鋁(lv)。鋁(lv)是很強的(de)α相生(sheng)成元素,鋼(gang)中加入這個含量(liang)的(de)鋁(lv)使鐵(tie)素體組(zu)織更穩定(ding)。按(an)標(biao)準規定(ding),0Cr13Al退火溫度(du)(du)為780~830℃,保(bao)溫后空冷(leng)或(huo)緩冷(leng)。這個溫度(du)(du)加熱可較(jiao)充分地(di)消除應力,使鋼(gang)得到軟(ruan)化(hua),改善塑性(xing)和韌性(xing),還保(bao)證晶粒不(bu)被粗化(hua),同時(shi),鉻(ge)的(de)碳(tan)化(hua)物(wu)、氮化(hua)物(wu)不(bu)會(hui)析(xi)出,因而提高了鋼(gang)的(de)耐腐蝕性(xing)。
其(qi)他牌號的(de)一般(ban)鐵素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)退火(huo)加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度基本上也在(zai)這個(ge)溫度范(fan)圍(wei),但有(you)的(de)為控制晶(jing)粒長大(da)傾(qing)向,溫度可略(lve)低(di)些。含(han)有(you)硒(xi)、硫的(de)易切(qie)削鐵素體不(bu)(bu)銹鋼(gang),為提高切(qie)削性能(neng),從機(ji)械加(jia)(jia)(jia)工方面考慮,控制鋼(gang)不(bu)(bu)被過(guo)度軟化,其(qi)退火(huo)溫度也要偏(pian)低(di)一些。有(you)的(de)為保證合金元素充分(fen)固(gu)溶,使鋼(gang)的(de)組織更(geng)加(jia)(jia)(jia)均勻,可適當提高一些加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度,鑄造鐵素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)退火(huo)加(jia)(jia)(jia)熱(re)溫度也應偏(pian)高一些。
按照我(wo)國的(de)相關(guan)標準(zhun),常見牌號的(de)鐵素體不銹(xiu)鋼的(de)化學(xue)成(cheng)分見表2-2,熱處理(li)工(gong)藝制度(du)和可達(da)到的(de)性能標準(zhun)見表2-3。

鐵素體不(bu)銹鋼(gang)的(de)退火加熱保(bao)溫(wen)時(shi)間一般(ban)按30min+δ×1min/mm計算(suan),δ為有效厚度,mm.
b. 去應力退火
鐵素體不銹鋼在焊接和(he)冷(leng)加工(gong)后,應(ying)進行(xing)消除(chu)應(ying)力(li)(li)處理,以消除(chu)應(ying)力(li)(li)和(he)改善塑性(xing)。依據(ju)具(ju)體情況,可(ke)采(cai)用較(jiao)低溫(wen)度(230~370℃),也可(ke)以采(cai)用較(jiao)高溫(wen)度,在700~760℃保溫(wen)后,以不大(da)于50℃/h速度緩冷(leng)至600℃后空氣冷(leng)卻,這時,消除(chu)應(ying)力(li)(li)會更(geng)徹(che)底一些,但要有σ相少量析出的危險。消除(chu)應(ying)力(li)(li)處理的保溫(wen)時間(jian)可(ke)為1.5~2小時或(huo)更(geng)多。
2. 高純鐵素體不銹鋼的熱處理
高純(chun)鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)鋼指含碳(tan)量(liang)通常不(bu)大于0.01%,特殊要求(qiu)控制(zhi)氮(dan)(dan)含量(liang)不(bu)大于0.015%,而且硅、錳、磷、硫等(deng)雜質(zhi)元素(su)(su)控制(zhi)含量(liang)也低于一般鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)鋼,見表2-2中00Cr30Mo2和00Cr27Mo。高純(chun)鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)成分(fen)特點使碳(tan)、氮(dan)(dan)及(ji)雜質(zhi)元素(su)(su)給鋼帶來的(de)不(bu)利作用得到改善(shan)和減(jian)弱,特別是其高溫(wen)脆性傾向減(jian)小,耐腐蝕性能提高,晶間(jian)腐蝕的(de)敏感性降(jiang)低。
因(yin)此,高純鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)的退(tui)火溫(wen)度(du)可(ke)以高于一(yi)般鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)的退(tui)火溫(wen)度(du),在較高的溫(wen)度(du)下進行,通(tong)常(chang)采用(yong)加熱保溫(wen)溫(wen)度(du)為900~1050℃,保溫(wen)后快冷。高純鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)退(tui)火后的機械性能見表2-3。
高純鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼的焊后和冷加工(gong)(gong)后去(qu)應力工(gong)(gong)藝可同于一般鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼。
這里需要提出(chu)(chu)注意的(de)一個問題,在我國(guo)(guo)及其他(ta)一些(xie)國(guo)(guo)家的(de)材料(liao)標(biao)(biao)準(zhun)中(zhong),對某些(xie)材料(liao)的(de)熱處(chu)理冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)方法(fa)(fa)標(biao)(biao)示(shi)(shi)上(shang)略有(you)不(bu)同。有(you)的(de)明(ming)確標(biao)(biao)示(shi)(shi)水冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)油冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)空(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng),而(er)有(you)的(de)則標(biao)(biao)示(shi)(shi)快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)。這種快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)標(biao)(biao)示(shi)(shi)方法(fa)(fa)值得討論。比如空(kong)氣冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que),對于一些(xie)小截(jie)面(mian)的(de)零件或(huo)高合(he)金馬氏體不(bu)銹鋼,冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)效(xiao)(xiao)果已(yi)達(da)到快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)效(xiao)(xiao)果,而(er)對于較大(da)截(jie)面(mian)的(de)零件或(huo)碳鋼,普通(tong)合(he)金鋼卻(que)(que)(que)只能達(da)到緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)效(xiao)(xiao)果。本書在資料(liao)引(yin)用(yong)(yong)時不(bu)做改(gai)動。但(dan)讀者在實際(ji)應用(yong)(yong)時,應根據(ju)具(ju)體材料(liao)成分、尺寸大(da)小、形狀(zhuang)復雜程度、熱處(chu)理目的(de)、欲達(da)到的(de)熱處(chu)理效(xiao)(xiao)果和可(ke)能出(chu)(chu)現的(de)熱處(chu)理缺陷等(deng)因素確定實際(ji)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)方法(fa)(fa)。如緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)采用(yong)(yong)埋(mai)灰(砂)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、坑冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、爐(lu)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)限速冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que),快(kuai)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)采用(yong)(yong)空(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、風冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、油冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、水冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)其他(ta)介質冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)等(deng)。

