{首页主词},&

不銹鋼的熱處理

2022-03-11 15:01:36 作者：每天學點熱處理來源：每天學點熱處理分享至：

1. 馬氏體不銹鋼熱處理特點是什么？

答：馬氏體型不銹鋼有Cr13型（低碳和中碳）、Cr17Ni型（低碳）、Cr18型（高碳），其熱處理工藝包括退火、淬火+回火，去應力等。

（1）Cr13型不銹鋼：從相圖（圖8-1）中可以看到，Cr≥12%的合金即具有不銹鋼的性能又能淬火強化。奧氏體化組織中存在鐵素體組織，淬火之后保留下來， Cr含量太高，加熱就會形成單相鐵素體，就不能淬火強化處理。

1）退火

軟化退火對于切削加工可以滿足要求，在鍛后熱處理已經能防止鍛件開裂，對于擠壓變形就需要完全退火來處理。

退火工件中存在大量碳化鉻，固溶體中鉻含量降低，同時這些碳化鉻顆粒與基體構成許多微電池，加速鋼件的腐蝕。

對于1Cr13的淬火硬度與含碳量的關系比較大，含碳量≥0.13%、鉻含量≥12.75%時，硬度＞46，碳對含碳量影響大，鉻影響較小。5HRC。2Cr13的淬火硬度50HRC左右。3Crl3和4Crl3鋼淬火以后的硬度為51～56HRC，

2）淬火以后的回火：

1Cr13淬火常用溫度是1000～1050℃，2Cr13一般采用980～1000℃，1Cr13和2Cr13的回火溫度一般在600～700℃。

對于1Cr13的設計技術要求盡量不要選在40～43HRC（401HB）的硬度范圍，在這個硬度范圍時，淬火之后的回火溫度和時間難以控制，可以見圖8-2，如果必須選在在這個硬度范圍時，其熱處理淬火溫度應該相應降低，但是實際生產中的控制難度還是比較大，

其二，降低奧氏體加熱溫度會影響碳化物的固溶，沖擊性能也比較低，見圖8-3。

第三，回火溫度在500～600℃下，組織中析出彌散度很高的碳化物，不僅耐腐蝕性低，沖擊韌性也低。

3Cr13和4Cr13在實際生產中淬火溫度1000～1020℃，低溫200～300℃，耐腐蝕性好，回火硬度3Cr13≥48HRC, 4Cr13≥50HRC。高溫回火一般在600～750℃。

對于Cr13型鋼淬火以后需要在8h以內回火，防止開裂。

（2）Cr17Ni型不銹鋼：這個鋼種是在1Cr17鐵素體不銹鋼基礎上添加2%Ni發展的。高溫淬火加熱時是奧氏體+鐵素體，淬火一般采用油冷，淬火組織是：馬氏體+鐵素體+少量參與奧氏體。這種鍛后容易產生白點，需要進行鍛后去除白點處理。

在熱處理技術要求中往往有鐵素體含量≤15%指標要求，但是由于含碳量的細小波動，就會造成鐵素體含量的超標。一般需要含碳量≥0.15%，Cr在16%～17.5%，Ni在2%～2.5%。

淬火加熱溫度一般在980～1020℃，回火溫度275～350℃和550～700℃，回火后采用空冷，回火次數有時需要兩次，目的是消除參與奧氏體組織。回火溫度350～550℃區間耐腐蝕性能已經沖擊韌性都比較低，不建議使用。

（3）熱處理加熱時建議采用保護氣氛爐，防止氧化脫碳。

1. 常用馬氏體鋼的熱處理工藝是什么？

答：常用馬氏體鋼的熱處理工藝包括退火、去應力、淬火和回火，熱處理加熱保溫系數見表8-1。

表8-1不銹鋼加熱保溫時間計算表（工件的有效尺寸的選擇可以按照結構鋼）。

表8-2:不銹鋼退火、回火以及正火熱處理規范。

2. 奧氏體不銹鋼熱處理工藝方法是什么？

答：1Cr18Ni9Ti是典型的（18—8型）鉻鎳奧氏體不銹鋼，由于18—8不銹鋼在固態下基本上保持著單一的奧氏體組織，在加熱和冷卻過程中不存在a→γ的同素異構轉變，所以除了沉淀硬化型奧氏體不銹鋼外，是不能用熱處理方法使鋼強化的。一般的18—8奧氏體鋼只能通過冷變形來達到強化的目的。

18—8鋼常用的熱處理有除應力處理、固溶處理、敏化處理、穩定化處理及消除σ相的熱處理。

1）去應力退火

為了消除冷加工應力，可加熱到300～350℃，保溫1～2h，空冷。消除焊接應力時，一般采用850～950℃加熱，保溫1～3h，空冷或水冷。

2）固溶處理

固溶處理工藝與淬火工藝類似，只是鋼中不發生相變，因此處理后的室溫組織是過飽和的γ一Fe固溶體而不是過飽和的α一Fe固溶體。固溶處理的主要目的是使奧氏體型不銹鋼具有優良的耐蝕性。

固溶處理的加熱溫度，常用的是1050～1100℃。含碳量高時取上限溫度，含碳量低時取下限溫度。在空氣爐中的熱處理加熱保溫系數見表8-1。處理后應快冷，一般情況采用水冷，薄壁件可采用空氣冷卻。

這類鋼應在中性或弱氧化性氣氛中加熱，為此常采用空氣爐作為加熱設備并以氨分解氣氛等作為加熱介質。因氯化鹽會使鋼遭受腐蝕，故不宜使用鹽浴加熱。為保證加熱質量，處理前須將零件表面清洗干凈。

3）敏化處理

在400～800℃溫度范圍內加熱，用以檢驗鋼的耐晶間腐蝕能力，稱為敏化處理。這個溫度范圍則稱為敏化溫度。

除特殊情況外，應盡可能避免使鋼在敏化溫度范圍加熱。固溶處理是使析出的碳化鉻重新固溶于奧氏體中，可以用固溶處理工序來消除敏化處理的影響。

4）穩定化處理

金屬遭受腐蝕的形式有多種。有一種腐蝕是沿著金屬表面的晶界進行，叫做晶間腐蝕。奧氏體型不銹鋼中加入鈦、鈮等合金元素就是為了防止晶間腐蝕。穩定化處理僅用于含鈦或鈮的鉻鎳奧氏體不銹鋼。

固溶處理后，因碳化鉻沿晶界析出，使鋼的晶間腐蝕傾向增加。因此，固溶處理后應再進行一次穩定化處理，以便將碳化鉻中的碳原子轉移到碳化鈦或碳化鈮中，從而提高鋼抗晶間腐蝕的能力。穩定化處理的工藝是：加熱到850～900℃，保溫2～6h，空冷或水冷。

5）消除σ相的熱處理

σ相是一種硬而脆的FeCr金屬間化合物，它的存在使鋼的韌性、耐腐蝕性和抗氧化性均降低。σ相最易在高鉻鐵素體中出現。在奧氏體一鐵素體鋼及奧氏體鋼中也可能出現。

σ相在高溫下可溶解于奧氏體中，它在鋼中得以存在的溫度為820℃。消除σ相的熱處理就是在高于其存在的上限溫度進行加熱。對于1Crl8Ni9Nb來說，在850℃加熱后，σ相即會消失。隨鋼成分的不同，σ相存在的上限溫度也不相同，因此具體的加熱溫度應通過試驗確定。

3. 鐵素體-奧氏體不銹鋼熱處理工藝是什么？

答：常用鐵素體-奧氏體不銹鋼熱有：0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、1Cr18Mn10Ni5Mo3N、0Cr17Mn13Mo2N、1Cr18Ni11Si4AlTi、00Cr18Ni5Mo3Si、00Cr25Ni5Mo2。

0Cr17Mn13Mo2N熱處理工藝是1050～1080℃℃加熱，水冷，組織是奧氏體+20～30%的δ鐵素體。

1Cr18Mn10Ni5Mo3N熱處理工藝1100～1150℃加熱，水冷。

0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti熱處理工藝950～1050℃加熱，水冷或空冷處理。

1Cr18Ni11Si4AlTi熱處理工藝950～1050℃加熱，水冷。

00Cr18Ni5Mo3Si、00Cr25Ni5Mo2熱處理工藝950～1000℃加熱，水冷。

4. 18-8型奧氏體不銹鋼產品容易腐蝕的原因是什么？防止腐蝕的辦法是什么？

答：金屬的腐蝕類型有：連續腐蝕、晶間腐蝕、點腐蝕、應力腐蝕等。在18-8型奧氏體不銹鋼產品熱處理過程中需要防止出現的缺陷是連續腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕。

1）腐蝕原因：

不銹鋼的腐蝕是由于碳化物的存在或析出以及晶間貧鉻等原因所致，晶界區貧鉻的理論認為，奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕是由于在時效過程中，沿晶界析出 Cr23C6，引起晶界附近的奧氏體貧Cr，使固溶體中鉻含量降至鈍化所需極限含量以下引起的。

2）防止措施：

（1）采用固溶處理，使基體中碳化物不析出或少析出；

（2）在固溶處理之后，采用敏化處理，加熱溫度400～800℃，處理時間從幾十小時到1000小時以上，延長敏化處理時間目的是使析出碳化物造成的貧鉻區域借助擴散作用從富鉻區中獲得鉻的補償，恢復耐腐蝕性能。

（3） 18-8型含Ti或含Nb奧氏體不銹鋼，在固溶處理之后增加穩定化處理。穩定化工藝：850～900℃，保溫2～4h，空冷。

5. 怎樣消除18-8型奧氏體不銹鋼的σ相？

答：在18-8型鉻鎳奧氏體不誘鋼中有時會出現σ相。當 18-8 型鋼中含有鈦、鈮、鉬、硅等形成鐵素體元素時，因為鐵素體富鉻，促使σ相從富鉻的鐵素體中形成。σ相的形成必須有一定的溫度與時間。

純奧氏體組織的18-8 鋼沒有發現σ相，而鑄態18-8加鈦鋼中常可發現σ相，這可能與鑄件的成分偏析有關。即局部σ相，這可能與鑄件的成分偏析有關部鐵素體中富集了較多的鉻，使σ相容易生核長大。σ相的生成導致鋼的脆性，同時也降低σ相在高溫下可溶解于鐵素體，在鐵鉻合金中這個上限溫度約為820℃，故對σ相引起的脆性可通過820℃ 以上的加熱或固溶處理予以消除。

由于鋼的成分不同，σ相的上限溶解溫度也有變化，因此具體的溫度可由試驗確定。如 1Crl8Ni11Nb鋼， 800℃時，σ相已開始溶解，850℃加熱σ相即可消失。

免責聲明：本網站所轉載的文字、圖片與視頻資料版權歸原創作者所有，如果涉及侵權，請第一時間聯系本網刪除。