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)氏體不銹鋼固溶化處(chu)理加熱溫度的合理選擇
在奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的材料(liao)標準(zhun)中(zhong),規(gui)定的固(gu)溶化(hua)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)范圍較寬,實際熱(re)處理生產(chan)時,可考慮(lv)鋼(gang)的具體成(cheng)分、含量、使(shi)用環(huan)境、可能失效形式等因素,合理地選擇最佳加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)。但(dan)是,要注意防止固(gu)溶化(hua)加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)太高,因為固(gu)溶化(hua)處理加(jia)(jia)熱(re)溫(wen)度(du)(du)太高,可能使(shi)經過鍛軋已經細(xi)化(hua)晶粒的材料(liao)晶粒長大(da),見(jian)圖3-23和圖3-24。

晶粒的(de)粗(cu)化會(hui)引起一些不良后果。
1. 晶間腐(fu)蝕敏感性增強(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的敏感性增強了,見圖3-25。

2. 降(jiang)低(di)冷加工質量
奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼在常溫條件下受力(li)變(bian)形(xing)(xing)時,由于晶(jing)(jing)(jing)界(jie)與晶(jing)(jing)(jing)粒位向不(bu)(bu)同,各個(ge)晶(jing)(jing)(jing)粒之間,一個(ge)晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)心部與晶(jing)(jing)(jing)界(jie)處之間,變(bian)形(xing)(xing)量是(shi)不(bu)(bu)同的(de)(de),晶(jing)(jing)(jing)粒越(yue)粗,則這種變(bian)形(xing)(xing)量的(de)(de)不(bu)(bu)均勻性越(yue)強(qiang),結果使奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼冷加工(gong)表面質量變(bian)壞,特別是(shi)對(dui)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼薄板深沖加工(gong)時會有更大的(de)(de)影響。
3. 引(yin)起(qi)強度下降
奧氏體不銹鋼(gang)因(yin)固溶溫度超高,引起晶粒粗大(da)后,對機(ji)械(xie)性能的影響(xiang)雖然不如(ru)高鉻鐵(tie)素體不銹鋼(gang)明顯(xian),但也有使強度下降的趨勢,見(jian)表(biao)3-6。

奧氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)固溶化(hua)加(jia)熱溫度(du)過(guo)高的(de)另一(yi)個(ge)影響是能引起δ鐵素體(ti)含量(liang)增加(jia),這不僅使(shi)奧氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)熱加(jia)工(gong)性(xing)(xing)能變壞,也(ye)會引起組織中(zhong)鉻(ge)分布的(de)不平衡,甚(shen)至局部區域貧鉻(ge),使(shi)鋼(gang)的(de)晶間腐蝕敏感性(xing)(xing)增強(qiang)。
所以,奧氏體不銹鋼固溶化熱處理時(shi),要適當控制加熱溫(wen)度。
二、穩(wen)定化處理對固(gu)溶狀態性能的影(ying)響
含(han)穩定(ding)化元(yuan)素(su)的奧氏(shi)體不銹鋼,固溶化熱處(chu)(chu)理后再經穩定(ding)化處(chu)(chu)理時,會(hui)使機械(xie)性能有下降的趨勢。強度和塑(su)性、韌性均有這個現象。
強(qiang)度下降(jiang)的(de)(de)原因,可能是穩定化(hua)處(chu)理時,強(qiang)碳化(hua)物形(xing)成元素(su)鈦與更多的(de)(de)碳結合(he)成TiC,減少了(le)碳在奧氏(shi)體固溶(rong)體中的(de)(de)強(qiang)化(hua)程度,并且,TiC在加熱保溫過程中也(ye)會(hui)集聚長大(da),這也(ye)會(hui)對強(qiang)度產(chan)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(wen)定化(hua)處理加熱溫度不宜(yi)過高
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、奧氏體不銹鋼不宜多(duo)次進行固溶化處理
在(zai)重要產品的奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼零件(jian)生產時,都(dou)明確規定奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼經一(yi)次(ci)固(gu)溶(rong)化處(chu)理(li)后,如因某些原(yuan)因需要重新固(gu)溶(rong)化處(chu)理(li),則只允許進行一(yi)次(ci),即總(zong)共固(gu)溶(rong)化處(chu)理(li)次(ci)數不(bu)能超過兩次(ci)。其原(yuan)因也是重復、多次(ci)固(gu)溶(rong)加熱,會(hui)引起晶粒長大,給材(cai)料性能帶來不(bu)利影(ying)響。
五、奧氏體(ti)不銹鋼的污染及其預防(fang)
奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具有優良的性能(neng)和(he)特(te)點,使(shi)其越來越受到重(zhong)視和(he)應用(yong),特(te)別是在核電設備的制(zhi)(zhi)造生產(chan)中,更是被應用(yong)于制(zhi)(zhi)造重(zhong)要(yao)、關鍵(jian)的零(ling)部(bu)件。制(zhi)(zhi)造這些零(ling)部(bu)件選用(yong)的奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),不(bu)(bu)僅對(dui)其成分、顯(xian)微(wei)組織、雜質(zhi)元素有嚴格(ge)的控制(zhi)(zhi),對(dui)力學性能(neng)、耐腐蝕性能(neng)、物理性能(neng)有高標準(zhun)的規(gui)定,對(dui)表(biao)面(mian)缺(que)陷、內部(bu)缺(que)陷的檢驗和(he)評定有特(te)殊的要(yao)求(qiu),也對(dui)加工、生產(chan)、制(zhi)(zhi)造、包裝、運輸過程(cheng)提出了(le)明(ming)確的限(xian)制(zhi)(zhi)條件。這體(ti)(ti)現在對(dui)奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的清潔(jie)度和(he)防污染(ran)的要(yao)求(qiu),以絕對(dui)保證奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的安全使(shi)用(yong)。
1. 奧氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)污染源(yuan)和(he)污染物
為(wei)了保證奧氏體不銹鋼的清潔和不被污(wu)染(ran),在自始(shi)至終的全過程中要遠離和禁止接(jie)觸下列(lie)可能引起污(wu)染(ran)的材(cai)料(liao)。
(1) 高(gao)碳材料,包括碳鋼,鐵(tie)素體(ti)鋼和馬氏(shi)體(ti)不銹鋼。
(2) 可釋放出氯化(hua)物(wu)、氟化(hua)物(wu)的物(wu)品。
(3) 含氯0.25%以上的材料,如某些塑料、橡膠、石棉。
(4) 含鹵素25ppm以(yi)上的水(shui)或其他介質。
(5) 硫及(ji)硫化物。
(6) 低熔點元素(su)及其化(hua)合物,如Pb、Hg、P、Zn、Cd、Sn、Sb、Bi、As、Cu及稀(xi)土(tu)元素(su)Ce、La等。
(7) 熱(re)處理和焊接過程(cheng)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(pin)。
(8) 亞硝酸鹽。
(9) 鉻酸鹽、磷酸鹽。
(10) 增碳或增硫的液體、氣體介質(含熱處(chu)理加熱爐氣)。
2. 熱(re)處理(li)及與熱(re)處理(li)相關工序的(de)防(fang)污染措施
(1) 熱處(chu)理(包括其(qi)他熱加工)加熱時的爐內氣氛(fen)應是中性或弱氧化性氣氛(fen)和低硫氣氛(fen),最好采用(yong)真空熱處(chu)理和保護氣氛(fen)熱處(chu)理。
在還原性(xing),能(neng)增(zeng)碳(tan)(tan)和增(zeng)硫(liu)的氣氛中加熱(re)會使(shi)奧氏體(ti)不銹鋼表面增(zeng)碳(tan)(tan)、增(zeng)硫(liu),結果(guo)可(ke)能(neng)引起奧氏體(ti)不銹鋼表面脆化和降低耐腐蝕性(xing)能(neng)。
在強氧(yang)化性(xing)氣氛中(zhong)加熱(re),會使奧氏體不銹鋼(gang)表(biao)面(mian)合金元素氧(yang)化,降低鋼(gang)的表(biao)面(mian)質量和耐腐(fu)蝕性(xing)。
(2) 熱處理時(shi)采用的工(gong)裝,掛具(ju)等應(ying)用同材(cai)質(zhi)材(cai)料制(zhi)造,或者采用合(he)格的材(cai)料將工(gong)件與工(gong)裝、掛具(ju)隔離,以防止奧氏(shi)體不(bu)銹鋼與其接觸處受污染,從而降低表面(mian)質(zhi)量和耐(nai)腐蝕(shi)性。
(3) 不(bu)銹鋼制造的(de)(de)全過程要防(fang)止與有污染(ran)可(ke)能的(de)(de)固體、液體、氣(qi)體相接觸(特殊工序采(cai)用的(de)(de)介質(zhi)除外)。
(4) 奧氏(shi)體不銹鋼制(zhi)品在包裝、運(yun)輸過程中也應防(fang)止與可(ke)污染物(wu)接觸。
(5) 一(yi)旦受到(dao)污(wu)染(ran),應(ying)采取消除(chu)污(wu)染(ran)措施,如(ru)進行酸洗、鈍化處理等。參見本書第(di)七章第(di)六節(jie)的相(xiang)關內容。

