不銹鋼的熱處理
基于不銹鋼的類型對其進行基本的熱處理工藝。比如應(yīng)力釋放,硬化處理和退火,在制造過程中改變其韌性和耐腐蝕性或者產(chǎn)生高的機械應(yīng)力等等。在可控范圍內(nèi)對不銹鋼進行熱處理可以避免金屬表面滲碳(增碳),脫碳或氧化。
退火或固溶處理可用來重結(jié)晶硬化后的奧氏體不銹鋼,并且使得析出的碳鉻化合物再次固溶。而且固溶處理可以去除冷加工產(chǎn)生的應(yīng)力,使得樹枝狀的不銹鋼焊縫組織均勻化。
不銹鋼退火溫度一般控制在1040℃以上,但是對特定類型的不銹鋼如果考慮細化晶粒尺寸的話,可以在1010℃以下進行退火。為了防止表面氧化以及晶粒長大,該工藝需要控制在短的時間間隔內(nèi)進行。
奧氏體不銹鋼的急冷退火是指通過水淬快速冷卻金屬的工藝,目的是為了防止敏化現(xiàn)象的發(fā)生。
奧氏體不銹鋼在熱處理或退火前必須清理表面,去除表面的含碳物,油漬等,以防由于此類含碳物質(zhì)的存在導(dǎo)致表面滲碳,降低不銹鋼的耐腐蝕性。
馬氏體不銹鋼含有較高的合金成分,因此意味著高的硬化性,在奧氏體化溫度下進行空冷能夠完全硬化,但是對于大型工件來說需要油淬才能達到效果。硬化后的部件在冷卻到室溫后必須馬上進行回火處理,尤其是對已使用油淬來防止開裂的部件更應(yīng)該如此。某些情況下,回火前甚至要將工件冷卻到-75℃。馬氏體不銹鋼一般在高于510℃下進行回火,然后快速冷卻到400℃以下,避免脆變。
通常進行的應(yīng)力釋放的溫度控制在400℃以下,但是不能完全釋放應(yīng)力。若在425℃-925℃之間進行的話,對引起尺寸變形,應(yīng)力腐蝕開裂的情況,能夠完全起到釋放應(yīng)力的作用。870℃ X 1hr 能夠釋放85%的應(yīng)力。 但是此溫度范圍內(nèi)在晶粒邊界會引起碳化物析出,導(dǎo)致了影響耐腐蝕性的敏化現(xiàn)象的發(fā)生。尤其是對穩(wěn)定化不銹鋼或低碳鋼來說,應(yīng)該避免此情況發(fā)生。奧氏體不銹鋼在1080℃左右進行的全固溶處理能夠消除所有的殘余應(yīng)力。但是對于大型的或復(fù)雜的制造來說,全固溶處理不太實際。
在抗晶間腐蝕要求不高的情況下,應(yīng)力釋放的溫度大概控制在345℃-425℃之間,溫度過高會降低材料的強度,因此對冷成型的材料來說此溫度不宜過高。
當焊后不能馬上進行退火,通常將焊縫加熱到標準退火溫度以下,最大限度地降低其內(nèi)部殘余應(yīng)力。對大型的或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的或者異種鋼組成的焊接接頭(如低合金鋼與不銹鋼的焊接),通常進行應(yīng)力釋放的過程。
對鐵素體或馬氏體不銹鋼進行應(yīng)力釋放能夠很好的改善焊縫及熱影響區(qū)的性能,并能夠恢復(fù)材料的耐腐蝕性。對這類不銹鋼一般使用相對低一點的退火溫度。
奧氏體不銹鋼可通過滲氮達到表面硬化的效果。但是通常不會用該方法,還有相比于原不銹鋼,滲氮后的不銹鋼耐腐蝕性遠遠降低。