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不锈钢进行热处理

发布日期:2022-5-3
  对不锈钢进行热处理,是改善不锈钢的使用和加工性能的一种重要的工艺方法。在不少情况下,有必要对不锈钢进行热处理。其热处理工艺有些会安排在产品加工之前进行,有些则安排在产品加工后进行,更有些安排在两次加工之间进行。对不锈钢进行热处理,主要从以下几方面来考虑:
  (1)便于对产品进行加工。
  (2)提高产品强度,硬度等各项的机械性能。
  (3)使产品获得较好的耐腐蚀能力。
  不锈钢的热处理工艺与普通金属的热处理工艺一样,都是在一定介质中加热 、保温和冷却;以改变其组织,从而获得所需性能的一种工艺方法。由于对不锈钢性能要求不同,其热处理的类型也是多样的。在此主要按不锈钢类型来分析热处理的工艺。1马氏体不锈钢热处理马氏体型不锈钢有良好的热处理性能,通过热处理可获得各种所需的强度硬度等机械性能,可调整范围极大。主要采用退火,淬火和回火等热处理工艺。
  1.1退火
  退火目的是为了软化组织,便于加工和成形。在进行退火处理时,为了防止变形,加热速度不宜太快,通常的加热速度为150~200℃/小时,保温时间按材料的厚度或直径计算(约每25mm保温1小时)。有完全退火和低温退火二种。完全退火时,加热温度为800~900℃,冷却速度应尽量小,一般要低于20℃/小时。低温退火时,加热温度为750℃左右,一般进行连续的空冷。
  1.2淬火
  淬火目的是提高强度和硬度等。是将不锈钢加热到相变温度以上,一般为1000~1100℃,通常加热速度为150~200摄氏度/小时。保温时间按材料的厚度或直径计算,约每25mm 保温1小时。然后在淬火剂中速冷。1.3回火回火目的是为了提高韧性、消除内应力。是将不锈钢加热到相变温度以下,加热速度通常为150~200℃/小时,保温时间按材料的厚度或直径计算(约25mm 保温1小时),然后采用空冷。实际上马氏体不锈钢的热处理与结构钢相同。例如:用在高强结构零件时需进行调质处理;用在弹簧元件要进行淬火和中温回火等处理。
  铁素体不锈钢热处理
  铁素体不锈钢最主要钢种是Cr17钢,由于含铬量增加到17%左右,加热时没有α-y转变,而始终保持铁素体单相状态,这类不锈钢不能利用马氏体相变来强化,即不能进行淬火——回火处理。因此强度低,塑性比较好。有时为了消除加工应力,软化组织和消除晶间的腐蚀倾向,亦可进行适当的退火处理。一般加热温度为750~800°℃,保温时间为1-2小时,或按厚度1.5分钟/毫米计算保温时间,冷却方式为空冷。
表2常用铁素体不锈钢退火规范
钢号 加热温度(℃) 冷却方式 典型用途举例
OCr13 1000一1050 油、水 抗水蒸气设备、食品厂设备
1Cr17 750~800 空气 抗水蒸气设备、食品厂设备
Cr17Ti,1Cr17Ti 750~800 空气 抗水蒸气设备、食品厂设备
1Cr28,Cr25 700~800 空气 硝酸设备
1Cr27Mo2TiCr28 700~800 空气 硝酸浓缩设备
 
  0Cr13由于含有部分马氏体组织,因此可进行部分淬火强化处理,一般采用淬火后高温回火,其处理工艺与1Cr13相同。
  奥氏体不锈钢热处理
  奥氏体不锈钢最基本的钢种是含18%Cr 与9%Ni的铬—镍不锈钢(常称为18-8不锈钢)。钢中加入9%Ni后,一方面可使钢组织转变为单相奥氏体组织。另一方面增加钢的钝化能力,使钢的耐腐蚀性进一步提高,一般利用冷塑性变形进行强化。主要有固溶热处理、稳定化热处理和消除应力热处理等三种。
  3.1固溶热处理
  固溶热处理是奥氏体不锈钢的基本热处理。进行固溶处理的目的是使碳化物溶于奥氏体中,并将此状态保留到室温。这样钢的腐蚀性会有很大的改善,消除加工硬化,降低硬度等。主要处理工艺为将钢加热到1050—1150°℃,保温时间按材料厚度或直径计算(约每25mm 保温1小时),冷却多采用水淬。
  3.2稳定化热处理
稳定化热处理一般安排在固溶处理后进行,常用于含钛.能的18—8钢。含钛.银的奥氏体不锈钢进行稳定化热处理,其目的是为了最大限度地发挥抗晶间腐蚀的效能。由于铬的碳化物完全溶解,而钛等的碳化物不完全溶解,且在冷却过程中充分析出,使碳不可能形成铬的碳化物,因此有效地消除晶间腐蚀的产生。
主要处理工艺一般安排在固溶处理后,将钢加热到850~950℃,进行充分的保温,保温时间按厚度或直径(约每25mm保温2小时),保温后采用空冷或炉冷。
不含钛或银的钢号不能进行稳定化处理,否则其效果适得其反。
  3.3消除应力热处理
  奥氏体型不锈钢进行消除应力热处理的目的是:①在不改变材料塑性的前提下,提高材料的层服强度和疲劳强度。②消除内应力可能引起的应力腐蚀倾向。主要处理工艺为:对于目的①,可在较低温度下,(300~350℃)加热保温1—2小时后空冷。对于目的②,加热温度必须在800℃以上,保温后快冷。而含钛或锯的钢种则在保温后采用
 

 

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