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(tie)素體不銹鋼的(de)熱處理
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(su)(su)體不銹鋼的(de)(de)(de)退(tui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)在700~800℃,以0Cr13Al為例。該鋼是在含鉻13%左右的(de)(de)(de)基(ji)礎上(shang)加入(ru)0.10%~0.30%鋁。鋁是很(hen)強的(de)(de)(de)α相生成元素(su)(su),鋼中加入(ru)這個(ge)含量的(de)(de)(de)鋁使(shi)鐵(tie)素(su)(su)體組(zu)織更穩定。按標準規定,0Cr13Al退(tui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)為780~830℃,保溫(wen)后空冷或緩冷。這個(ge)溫(wen)度(du)(du)加熱(re)可(ke)較充分地(di)消除應力,使(shi)鋼得到軟(ruan)化,改(gai)善塑性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing),還保證(zheng)晶粒不被(bei)粗化,同時(shi),鉻的(de)(de)(de)碳化物、氮化物不會析出(chu),因而提高了鋼的(de)(de)(de)耐腐蝕性(xing)(xing)。
其他牌號的(de)一(yi)(yi)般鐵素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼的(de)退(tui)火(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)基本上也(ye)(ye)在這個溫(wen)(wen)度(du)(du)范圍,但有(you)的(de)為控(kong)制晶粒(li)長大傾向(xiang),溫(wen)(wen)度(du)(du)可略(lve)低些(xie)。含(han)有(you)硒、硫(liu)的(de)易(yi)切削鐵素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼,為提(ti)高(gao)(gao)切削性能,從機械(xie)加(jia)工方面考(kao)慮,控(kong)制鋼不被(bei)過度(du)(du)軟化(hua),其退(tui)火(huo)溫(wen)(wen)度(du)(du)也(ye)(ye)要偏低一(yi)(yi)些(xie)。有(you)的(de)為保證合金元(yuan)素(su)充分固溶,使鋼的(de)組織更加(jia)均勻,可適(shi)當提(ti)高(gao)(gao)一(yi)(yi)些(xie)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du),鑄(zhu)造(zao)鐵素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼的(de)退(tui)火(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)也(ye)(ye)應偏高(gao)(gao)一(yi)(yi)些(xie)。
按照我(wo)國的相關標(biao)準,常見牌號的鐵素體不銹(xiu)鋼的化(hua)學(xue)成分(fen)見表2-2,熱處理(li)工(gong)藝制度和可達到的性能標(biao)準見表2-3。

鐵(tie)素體不銹鋼的退火加熱保溫時間一般按30min+δ×1min/mm計算,δ為有效厚度,mm.
b. 去(qu)應力退火
鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼在焊(han)接和(he)冷加(jia)工后(hou),應(ying)進行(xing)消除(chu)應(ying)力處理,以消除(chu)應(ying)力和(he)改(gai)善(shan)塑性。依據具體情況,可(ke)采用(yong)較低溫(wen)度(230~370℃),也(ye)可(ke)以采用(yong)較高溫(wen)度,在700~760℃保溫(wen)后(hou),以不大于(yu)50℃/h速度緩冷至600℃后(hou)空氣冷卻,這時(shi),消除(chu)應(ying)力會更徹(che)底(di)一些(xie),但要有σ相少(shao)量析出(chu)的危(wei)險。消除(chu)應(ying)力處理的保溫(wen)時(shi)間可(ke)為1.5~2小時(shi)或更多。
2. 高(gao)純鐵素體不(bu)銹鋼的熱處理
高純(chun)鐵素(su)(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)指含碳(tan)(tan)量通常不大于(yu)0.01%,特殊要求控制氮含量不大于(yu)0.015%,而且硅、錳、磷、硫(liu)等雜質元(yuan)素(su)(su)控制含量也低于(yu)一般鐵素(su)(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang),見(jian)表(biao)2-2中00Cr30Mo2和00Cr27Mo。高純(chun)鐵素(su)(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)成分(fen)特點使碳(tan)(tan)、氮及雜質元(yuan)素(su)(su)給鋼(gang)帶來(lai)的(de)不利作用得(de)到改善和減弱,特別是其高溫(wen)脆(cui)性(xing)傾向減小,耐腐(fu)蝕性(xing)能提高,晶間(jian)腐(fu)蝕的(de)敏感性(xing)降低。
因此,高(gao)(gao)純鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼的(de)退(tui)火(huo)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)可以高(gao)(gao)于一般鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼的(de)退(tui)火(huo)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du),在較高(gao)(gao)的(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)下進(jin)行,通常采用加熱保溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)為900~1050℃,保溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)后(hou)快冷。高(gao)(gao)純鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼退(tui)火(huo)后(hou)的(de)機械性能見(jian)表2-3。
高純鐵素(su)體不(bu)(bu)銹鋼的焊后和冷加工(gong)后去應力工(gong)藝可同于一般鐵素(su)體不(bu)(bu)銹鋼。
這(zhe)里需要(yao)提出注意的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個問題,在我(wo)國(guo)(guo)及其(qi)他一(yi)(yi)(yi)些國(guo)(guo)家的(de)(de)(de)(de)材料(liao)標準中,對(dui)(dui)某些材料(liao)的(de)(de)(de)(de)熱(re)處(chu)理(li)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)方(fang)(fang)法(fa)(fa)標示上略有(you)不(bu)同。有(you)的(de)(de)(de)(de)明確標示水(shui)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)油冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)空冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng),而(er)有(you)的(de)(de)(de)(de)則標示快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)。這(zhe)種快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)(de)標示方(fang)(fang)法(fa)(fa)值得(de)討(tao)論。比如空氣冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que),對(dui)(dui)于(yu)一(yi)(yi)(yi)些小截(jie)面的(de)(de)(de)(de)零件(jian)或(huo)高合金(jin)(jin)馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang),冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)效(xiao)(xiao)果(guo)已達到(dao)快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)效(xiao)(xiao)果(guo),而(er)對(dui)(dui)于(yu)較大截(jie)面的(de)(de)(de)(de)零件(jian)或(huo)碳鋼(gang)(gang),普通合金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)卻(que)(que)(que)只能(neng)達到(dao)緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo)。本書在資(zi)料(liao)引用時不(bu)做改動(dong)。但讀者在實際(ji)應用時,應根(gen)據具(ju)體(ti)材料(liao)成分、尺(chi)寸大小、形狀(zhuang)復(fu)雜程度、熱(re)處(chu)理(li)目的(de)(de)(de)(de)、欲達到(dao)的(de)(de)(de)(de)熱(re)處(chu)理(li)效(xiao)(xiao)果(guo)和(he)可(ke)(ke)能(neng)出現(xian)的(de)(de)(de)(de)熱(re)處(chu)理(li)缺(que)陷等因素確定(ding)實際(ji)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)方(fang)(fang)法(fa)(fa)。如緩冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)(ke)采(cai)用埋灰(砂)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、坑冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、爐冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)限(xian)速冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que),快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)(ke)采(cai)用空冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、風冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、油冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、水(shui)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)其(qi)他介質冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)(que)等。

