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不銹鋼為什么要進行固溶時效熱處理?

2020-05-31

不銹鋼為什么要進行固溶時效熱處理?

奧氏體不銹鋼通過固溶處理來軟化,一般將不銹鋼鍛件加熱到 950~1150℃左右,保溫一段時間,使碳化物和各種合金元素充分均勻地溶解于奧氏體中,然后快速淬水冷卻,碳及其它合金元素來不及析出,獲得純奧氏體組織,稱之為固溶處理。

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固溶處理的作用:   

1.使鋼管組織和成分均勻一致,這對原料尤其重要,因為熱軋線材各段的軋制溫度和冷卻速度不一樣,造成組織結構不一致。在高溫下原子活動加劇,σ 相溶解,化學成分趨于均勻,快速冷卻后就獲得均勻的單相組織。 

2.消除加工硬化,以利于繼續冷加工。通過固溶處理,歪扭的晶格恢復,伸長和破碎的晶粒重新結晶,內應力消除,不銹鋼鍛件抗拉強度下降,伸長率上升。

3.恢復不銹鋼固有的耐蝕性能。由于冷加工造成碳化物析出,晶格缺陷,使不銹鋼耐蝕性能下降。固溶處理后鍛件耐蝕性能恢復到原始狀態。 

對于不銹鋼鍛件而言,固溶處理的3個要素是溫度、保溫時間和冷卻速度。固溶溫度主要根據化學成分確定。一般說來,合金元素種類多、含量高的牌號,固溶溫度要相應提高。特別是錳、鉬、鎳、硅含量高的鋼,只有提高固溶溫度,使其充分溶解,才能達到軟化效果。

但穩定化鋼,如1Cr18Ni9Ti,固溶溫度高時穩定化元素的碳化物充分溶解于奧氏體中,在隨后的冷卻中會以Cr23C6 的形態在晶界析出,造成晶間腐蝕。為使穩定化元素的碳化物(TiC 和Nbc)不分解、不固溶,一般采用下限固溶溫度。不銹鋼俗話說就是不容易生銹的鋼,實際上有一部分的不銹鋼鍛件,既含有不銹性,又含有耐酸性(耐蝕性)。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是因為它表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成,其中不銹性和耐蝕性是相對的。 

實驗證明,鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中,其耐蝕性就會隨鋼中鉻含水量的增加而提高,則是成正比例的.當鉻含量達到一定的百分比時,鋼的耐蝕性就發生突變,即從易生銹到不易生銹,從不耐蝕到耐腐蝕。

不銹鋼的時效處理: 

指金屬或合金工件(如低碳鋼等)經固溶處理,從高溫淬火或經過一定程度的冷加工變形后,在較高的溫度放置或室溫保持其性能,形狀,尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。一般地講,經過時效,硬度和強度有所增加,塑性韌性和內應力則有所降低。含碳較高的鋼,淬火后立即獲得很高的硬度,但其塑性變得很低。但鋁合金淬火后,強度或硬度并不立即達到峰值,其塑性非但未下降,反而有所上升。經相當長時間(例如4~6晝夜)的室溫放置后,這種淬火合金的強度與硬度顯著提高,而塑性則有所下降。這種淬火合金的強度和硬度隨時間而發生顯著變化的現象,叫做時效。室溫下進行的時效叫自然時效,在一定溫度下進行的時效叫人工時效。時效處理是把材料有意識地在室溫或較高溫度存放較長時間,使之產生時效作用的工藝。

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