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奥氏体不锈钢的热处理问题有哪些
发布者:不锈钢管厂(www.mycyberit.com) 发布时间:2020/7/22 阅读:154

  奥氏体不锈钢没有相变点。因而,为了使加工硬化得到软化,以及要得到最好的耐腐蚀性,就要进行热处理,以使进行焊接或其它热加工时所产生的碳化物或o相分解固溶到奥氏体中,即升温到高温,在奥氏体再结晶的同时,使碳化物、o相分解固溶,依靠快冷,能把碳呈固溶状态的奥氏体保持到常温(若冷却速度慢,则析出碳化物),这就是进行淬火的操作,但因为奥氏体是软的,所以不会硬化,因为用快冷方法也软化,所以不叫淬火,再称之为固溶处理。奥氏体中碳的固溶度与温度有关,在高温时大,而在低温时小。如图所示18-8型钢在1200℃时碳的溶解度为0.34%,1000℃时为0.18%,因此SUS304不锈钢含碳在0.08%以下(通常是0. 06~0.07%)在1000℃时,碳全部固溶于Y体中。但是在600℃时碳的固溶度是0.02%,常温时更少.因而如果进行慢冷,碳便形成碳化物析出。碳析出的原因是,碳原子的原子半径小,超过固溶极限的碳不能存在于奥氏体晶粒内,而沿晶界析出。这一部分碳是不稳定的,所以便与其周围基体的铬化合成碳化铬Cr23C6而稳定化,因为Cr23C6中含有一部分铁,按重量%计算,碳约与十倍的铬生成碳化物,因而晶界附近由于碳的析出而贫铬,从而丧失钝态,并且电位也降低,所以晶界处于首先被腐蚀的状态.由于铬的原子半径大,很难扩散到这种贫铬层中,因而产生贫铬现象.这种状态叫做敏化,维持这种状态叫做敏化处理。如图所示,对于含镍量高的合金,由于碳的胃溶度小,故容易敏化。敏化的工件,接触腐蚀液时只沿晶界发生腐蚀,并且非常快地便侵入金属内部,结果使晶粒粉化。这就是奥氏体钢的晶间腐蚀,尽管在相当弱的腐蚀液中也发生晶间腐蚀。这种敏化通常是在固溶处理后,再在500℃-850℃加热一定时间而产生的。由于碳的析出、铬的迁移都需要能量的缘故,在500℃以下即使经相当长时间的加热,因为能量不够也不能敏化。在850℃以上温度加热,碳就会固溶所以也不会发生敏化.如图所示,在敏化温度范围内,低温时敏化需要时间长,而在高温时则时间很短便会发生敏化.在焊接或其它热加工的场合中,工件很容易处于500℃~850℃范围内,如果工艺控制不当,加热一定时间就会发生敏化。为了返回到通常的固溶处理状态,需要再次升温到850℃以上,进行快冷。高铬、镍的奥氏体不锈钢为达到平衡状态,需要相当长的时间,而在实际操作时,往往升温到远高于平衡状态的温度,在短时间内便使碳化物分解固溶。


 
   如上所述,晶间腐蚀是由于碳的析出而贫铬所引起的,假如将碳除去或降至极低,面不沿晶界形成连续的贫铬层,就应该能防止晶间腐蚀。因此产生了所谓低碳不锈钢SUS304L、SUS316L,此外为了消除C的危害,添加和碳的亲合力比铬强的钛、铌形成TiC、NbC来防止碳与铬化合的钢种,这就是稳定化不锈钢SUS329、SUS347。可是这些钢种在敏化范围内很长时间加热后也发生敏化,这是由于除碳以外,氮气、氧气及其它元素沿晶界析出而引起的,  因此,低碳不锈钢也不能长期用于500℃~850℃的腐蚀环境中。但像焊接等短时间加热的场合,低碳钢实际上可不发生敏化.稳定化不锈钢,因为比低碳钢能经受更长时间而不敏化,故可在500℃~850℃较长时间使用。
 


  晶粒度对晶间腐蚀也有影响,若晶粒变粗,不仅仅在成形时就会发生破裂、使表面粗糙等,影响加工性,还能够使晶间腐蚀恶化.如焊接晶粒粗大的工件时敏化很显著。这是因为晶粒变粗大时,晶界表面积减小,在晶界上的碳化物析出密度增高,所以比晶界表面积大的细晶粒钢敏化要快。奥氏伫羽,同铁素体钢一样,不能通过热处理利用相变来细化晶粒。只能用冷作加工来细化晶粒。因此为了得到适当大小的晶粒,如果加热温度、保温时间有误,会造成不能挽救的后果。

 

 

 
 

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