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(yi)般(ban)鐵素體不銹鋼的熱(re)處(chu)理
如前所述,鐵素體不銹鋼在應用中應避免σ相脆(cui)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(yi)般鐵素體不銹鋼的(de)(de)退(tui)火溫(wen)(wen)度(du)在700~800℃,以0Cr13Al為(wei)例。該鋼是(shi)在含鉻13%左(zuo)右的(de)(de)基礎(chu)上加(jia)入0.10%~0.30%鋁。鋁是(shi)很強(qiang)的(de)(de)α相生(sheng)成元素,鋼中加(jia)入這個含量的(de)(de)鋁使(shi)鐵素體組織更(geng)穩定。按標準規定,0Cr13Al退(tui)火溫(wen)(wen)度(du)為(wei)780~830℃,保溫(wen)(wen)后空冷(leng)或(huo)緩冷(leng)。這個溫(wen)(wen)度(du)加(jia)熱(re)可較充分(fen)地(di)消除應力,使(shi)鋼得(de)到軟化(hua)(hua)(hua),改善(shan)塑性和(he)韌性,還保證晶粒不被粗化(hua)(hua)(hua),同時,鉻的(de)(de)碳化(hua)(hua)(hua)物、氮化(hua)(hua)(hua)物不會(hui)析出,因而提高(gao)了鋼的(de)(de)耐腐蝕性。
其他牌(pai)號的(de)(de)一(yi)(yi)般(ban)鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)退火加熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)基本上(shang)也(ye)在(zai)這個溫度(du)(du)(du)范圍(wei),但有的(de)(de)為(wei)控制晶粒長(chang)大(da)傾(qing)向(xiang),溫度(du)(du)(du)可略(lve)低(di)些。含有硒、硫的(de)(de)易切削鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,為(wei)提(ti)高切削性能,從機械加工方(fang)面(mian)考慮,控制鋼不(bu)被過度(du)(du)(du)軟化(hua),其退火溫度(du)(du)(du)也(ye)要(yao)偏低(di)一(yi)(yi)些。有的(de)(de)為(wei)保(bao)證(zheng)合金元(yuan)素充分固溶,使鋼的(de)(de)組織更(geng)加均勻,可適(shi)當提(ti)高一(yi)(yi)些加熱(re)(re)溫度(du)(du)(du),鑄造(zao)鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)退火加熱(re)(re)溫度(du)(du)(du)也(ye)應偏高一(yi)(yi)些。
按照(zhao)我國的相關(guan)標準,常見牌號的鐵素(su)體不銹鋼的化學成(cheng)分見表2-2,熱處理工藝制(zhi)度和(he)可達(da)到的性(xing)能(neng)標準見表2-3。
鐵素體(ti)不銹鋼的退火(huo)加熱保溫時(shi)間(jian)一般按30min+δ×1min/mm計算(suan),δ為有效厚度,mm.
b. 去(qu)應力退火
鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在焊接和冷加工后(hou),應(ying)進行消(xiao)除(chu)(chu)應(ying)力處理,以消(xiao)除(chu)(chu)應(ying)力和改善(shan)塑(su)性。依據具(ju)體(ti)(ti)情況(kuang),可(ke)(ke)采用(yong)較低溫(wen)度(230~370℃),也可(ke)(ke)以采用(yong)較高(gao)溫(wen)度,在700~760℃保(bao)溫(wen)后(hou),以不(bu)大于50℃/h速度緩冷至600℃后(hou)空(kong)氣冷卻,這(zhe)時,消(xiao)除(chu)(chu)應(ying)力會更徹底一些,但要有σ相少量(liang)析出的危險(xian)。消(xiao)除(chu)(chu)應(ying)力處理的保(bao)溫(wen)時間可(ke)(ke)為1.5~2小時或更多。
2. 高純鐵素體(ti)不(bu)銹鋼的(de)熱處(chu)理(li)
高(gao)純鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼指(zhi)含(han)碳(tan)量通常不(bu)(bu)(bu)大于(yu)0.01%,特殊要求(qiu)控制氮含(han)量不(bu)(bu)(bu)大于(yu)0.015%,而(er)且硅、錳、磷、硫等雜質(zhi)元素控制含(han)量也低于(yu)一般鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼,見(jian)表2-2中00Cr30Mo2和00Cr27Mo。高(gao)純鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的成(cheng)分特點使碳(tan)、氮及雜質(zhi)元素給鋼帶來的不(bu)(bu)(bu)利作用(yong)得到改(gai)善和減弱,特別(bie)是其高(gao)溫脆性傾向減小,耐腐蝕性能提(ti)高(gao),晶間(jian)腐蝕的敏(min)感(gan)性降低。
因此(ci),高(gao)純鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的退(tui)(tui)火溫(wen)(wen)度(du)可以高(gao)于一般(ban)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的退(tui)(tui)火溫(wen)(wen)度(du),在較高(gao)的溫(wen)(wen)度(du)下進行,通常采用加熱保(bao)溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度(du)為900~1050℃,保(bao)溫(wen)(wen)后快冷。高(gao)純鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)退(tui)(tui)火后的機(ji)械性(xing)能(neng)見表(biao)2-3。
高純鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼的焊后(hou)(hou)和冷(leng)加工后(hou)(hou)去應力工藝(yi)可(ke)同于(yu)一般鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼。
這里需(xu)要(yao)提出注意(yi)的(de)(de)一(yi)(yi)個問題(ti),在(zai)我(wo)國及(ji)其(qi)(qi)他一(yi)(yi)些(xie)國家(jia)的(de)(de)材(cai)料(liao)標(biao)準中(zhong),對某些(xie)材(cai)料(liao)的(de)(de)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)方法標(biao)示(shi)(shi)上略有(you)不同。有(you)的(de)(de)明(ming)確(que)標(biao)示(shi)(shi)水(shui)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)油(you)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)空(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng),而有(you)的(de)(de)則標(biao)示(shi)(shi)快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)。這種快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)標(biao)示(shi)(shi)方法值得討論。比如(ru)空(kong)氣冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que),對于一(yi)(yi)些(xie)小截面的(de)(de)零(ling)件(jian)或(huo)(huo)(huo)高(gao)合(he)金(jin)馬氏體(ti)不銹鋼,冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)效果已達(da)到(dao)快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)效果,而對于較大截面的(de)(de)零(ling)件(jian)或(huo)(huo)(huo)碳鋼,普通合(he)金(jin)鋼卻(que)只能達(da)到(dao)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)效果。本書在(zai)資料(liao)引用(yong)時不做改(gai)動(dong)。但讀者(zhe)在(zai)實(shi)際(ji)應用(yong)時,應根(gen)據具體(ti)材(cai)料(liao)成(cheng)分、尺寸大小、形(xing)狀復雜程(cheng)度(du)、熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)目的(de)(de)、欲達(da)到(dao)的(de)(de)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)效果和可(ke)能出現的(de)(de)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)缺陷等因素確(que)定實(shi)際(ji)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)方法。如(ru)緩(huan)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)采(cai)用(yong)埋(mai)灰(砂)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、坑冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、爐冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)限速冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que),快冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)可(ke)采(cai)用(yong)空(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、風(feng)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、油(you)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)、水(shui)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)或(huo)(huo)(huo)其(qi)(qi)他介(jie)質冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)等。