奧氏體不(bu)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。奧氏體(ti)不銹鋼在航空、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(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)在加熱和(he)冷卻時(shi)不(bu)(bu)發生α→y固態(tai)相變,因(yin)此不(bu)(bu)能通(tong)(tong)過(guo)(guo)熱處理(li)來(lai)達到強化(hua)的(de)(de)目(mu)的(de)(de),只能通(tong)(tong)過(guo)(guo)冷變形加工(gong)來(lai)提高鋼(gang)的(de)(de)強度(du)(du)。但是(shi)這種提高強度(du)(du)的(de)(de)方法,只能用于工(gong)作溫度(du)(du)不(bu)(bu)高的(de)(de)零(ling)件(jian),否則(ze)其強度(du)(du)將因(yin)高溫加熱而迅速降(jiang)低。
奧氏體(ti)不銹鋼(gang)的熱處理方式有以下(xia)三種:
1. 去應力退火
為了(le)消除加工(gong)后的殘留應力,可加熱到300~350℃,保溫1~2h,空冷。
消(xiao)除焊(han)(han)接應(ying)力(li)時(shi)一(yi)般采(cai)用700~900℃退火,保溫1~3h,空(kong)冷。溫度越高,焊(han)(han)接應(ying)力(li)消(xiao)除得越迅(xun)速越徹底,而其軟化效果也(ye)越大。
用來消除冷作硬化的退火,其溫度(du)為(wei)750~850℃,保(bao)溫時間為(wei)1~3h,快冷。
2. 固溶處理
為使(shi)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)中(zhong)的(de)碳化(hua)物及其(qi)(qi)他化(hua)合物(σ相分(fen)解(jie)物)充分(fen)溶入奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti),然后快速冷(leng)卻到室溫,以獲得單相奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)工(gong)藝方法叫固(gu)(gu)溶處(chu)理。其(qi)(qi)工(gong)藝與淬火工(gong)藝相似,只是(shi)鋼(gang)中(zhong)不發生相變(bian),處(chu)理的(de)室溫組織是(shi)過飽和的(de)y-Fe固(gu)(gu)溶體(ti)(ti)(ti)。固(gu)(gu)溶處(chu)理的(de)目的(de)是(shi)提高(gao)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)型不銹鋼(gang)的(de)耐蝕(shi)性和抗高(gao)溫氧化(hua)性,也可以消除冷(leng)作(zuo)硬化(hua)。
固(gu)(gu)溶(rong)處理的(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)都較(jiao)高(gao),一般(ban)為(wei)(wei)(wei)(wei)1000~1100℃,含(han)碳量高(gao)時取(qu)上限(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du),含(han)碳量低(di)時取(qu)下限(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)型(xing)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)應在中(zhong)性或(huo)弱(ruo)氧(yang)(yang)化(hua)氣(qi)氛中(zhong)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re),為(wei)(wei)(wei)(wei)此常采用(yong)空(kong)氣(qi)爐為(wei)(wei)(wei)(wei)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)設備并以(yi)氨分解(jie)氣(qi)等(deng)(deng)作為(wei)(wei)(wei)(wei)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)介質(zhi)。氯化(hua)鹽會使(shi)(shi)鋼(gang)(gang)(gang)遭受腐蝕(shi)(shi),故不(bu)宜用(yong)鹽浴加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re),在有條件的(de)(de)地方最好采用(yong)真(zhen)空(kong)爐加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)。在加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)時,既應阻止鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)表面(mian)(mian)氧(yang)(yang)化(hua),也應防(fang)(fang)止鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)表面(mian)(mian)增碳,因(yin)(yin)(yin)為(wei)(wei)(wei)(wei)增碳的(de)(de)結果會使(shi)(shi)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)傾向(xiang)增大(da)。一般(ban)來(lai)說,加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)越(yue)高(gao),碳化(hua)物(wu)的(de)(de)固(gu)(gu)溶(rong)速(su)度(du)(du)(du)(du)越(yue)快,如06Cr9Ni10鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)碳化(hua)物(wu)在1000℃固(gu)(gu)溶(rong)需要(yao)10min,在1065℃固(gu)(gu)溶(rong)需要(yao)3min,在1176℃固(gu)(gu)溶(rong)需要(yao)1.5min。從(cong)(cong)這個角度(du)(du)(du)(du)來(lai)講,加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)越(yue)高(gao)越(yue)好,但加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)偏高(gao)又會引(yin)起晶(jing)粒過分長(chang)(chang)大(da),氧(yang)(yang)化(hua)鐵皮增厚(hou)。因(yin)(yin)(yin)為(wei)(wei)(wei)(wei)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)無(wu)法通(tong)過相變來(lai)細(xi)化(hua)晶(jing)粒,如果晶(jing)粒過大(da)會使(shi)(shi)材(cai)料的(de)(de)抗(kang)拉強度(du)(du)(du)(du)明顯下降。為(wei)(wei)(wei)(wei)保(bao)(bao)證加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)質(zhi)量,固(gu)(gu)溶(rong)處理前必須(xu)將奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)零(ling)(ling)件表面(mian)(mian)清(qing)洗(xi)干凈(jing)。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在低(di)溫(wen)(wen)時的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)導(dao)率較(jiao)低(di),升到(dao)高(gao)溫(wen)(wen)后(700~800℃)熱(re)(re)(re)(re)導(dao)率才有所提(ti)高(gao),因(yin)(yin)(yin)此奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)零(ling)(ling)件在低(di)溫(wen)(wen)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)時,為(wei)(wei)(wei)(wei)保(bao)(bao)持零(ling)(ling)件內外均(jun)衡加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re),加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)速(su)度(du)(du)(du)(du)要(yao)緩慢,對于(yu)斷面(mian)(mian)較(jiao)大(da)的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)零(ling)(ling)件要(yao)預熱(re)(re)(re)(re)到(dao)700~800℃等(deng)(deng)溫(wen)(wen)到(dao)一定(ding)時間,再(zai)快速(su)升溫(wen)(wen)。在固(gu)(gu)溶(rong)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)下的(de)(de)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)時間不(bu)宜過長(chang)(chang),一般(ban)按材(cai)料的(de)(de)有效厚(hou)度(du)(du)(du)(du)計算,一般(ban)每毫米保(bao)(bao)溫(wen)(wen)1min。為(wei)(wei)(wei)(wei)防(fang)(fang)止碳化(hua)物(wu)從(cong)(cong)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)析出,加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)后應在水中(zhong)快速(su)冷(leng)卻,對于(yu)厚(hou)度(du)(du)(du)(du)不(bu)大(da)的(de)(de)工(gong)件,為(wei)(wei)(wei)(wei)防(fang)(fang)止變形,可(ke)以(yi)空(kong)冷(leng)。
3. 穩定化處(chu)理
對(dui)于含鈦(tai)、鈮的(de)(de)穩定型(xing)鉻、鎳奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang),可(ke)以采用(yong)穩定化處(chu)(chu)理,以提高鋼(gang)在(zai)(zai)450~900℃溫(wen)度范(fan)圍內、并在(zai)(zai)強(qiang)烈腐蝕(shi)介質中工(gong)(gong)作時(shi)的(de)(de)耐蝕(shi)性。穩定化處(chu)(chu)理是在(zai)(zai)固(gu)溶處(chu)(chu)理以后進(jin)行,穩定化處(chu)(chu)理工(gong)(gong)藝是將鋼(gang)加(jia)熱(re)到850~900℃,保溫(wen)2~4h,然后在(zai)(zai)水(shui)中或空氣中冷卻。
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。