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热处理——不锈钢的热处理

发布来源:东莞挣鑫金属表面处理厂  发布日期: 2022-10-04  访问量:180

1. 马氏体不锈钢热处理的特点是什么?

   马氏体型不锈钢Cr13型(低碳和中碳)Cr17Ni型(低碳),Cr热处理工艺包括退火和淬火 回火、去应力等。

(1)Cr13型不锈钢:Cr≥12%的合金具有不锈钢性能,可淬火加固。奥氏体化组织中有铁素体组织,淬火后保留,Cr若含量过高,加热会形成单相铁素体,不能淬火加固。

1) 退火

软化退火可满足切割加工的要求。锻后热处理可防止锻件开裂,挤压变形需完全退火。

大量碳化铬存在于退火工件中,固溶体中的铬含量降低,与基体形成多个微电池,加速了钢的腐蚀。

对于1Cr淬火硬度与碳含量密切相关,碳含量高≥铬含量为0.13%≥12.硬度为75%>46,碳对碳含量影响较大,铬影响较小。HRC。2Cr13的淬火硬度50HRC左右。3Crl3和4Crl硬度为51~56HRC

2) 淬火后的回火:

1Cr淬火的常用温度为1万~1050℃,2Cr13一般采用980~1000℃,1Cr13和2Cr回火温度一般为600~700℃。

对于1Cr尽量不要选40~43设计技术要求HRC(401HB)在硬度范围内,淬火后的回火温度和时间难以控制。如果必须选择在此硬度范围内,热处理淬火温度应相应降低,但实际生产中的控制仍相对困难,

其次,降低奥氏体加热温度会影响碳化物的固溶,冲击性能相对较低。

第三,回火温度为500~600℃组织中高弥散性碳化物沉淀,不仅耐腐蚀性低,而且冲击韧性低。

3Cr13和4Cr淬火温度1000~1020℃,低温200~300℃,耐腐蚀性好,回火硬度3Cr13≥48HRC,4Cr13≥50HRC。高温回火一般为600~750℃。

对于Cr13型钢淬火后需要83型钢h内部回火,防止开裂。

(2)Cr17Ni型不锈钢:这种钢是1Cr17铁素体不锈钢添加2%Ni发展。奥氏体 铁素体在高温淬火加热时,淬火一般采用油冷,淬火组织为:马氏体 铁素体 少量参与奥氏体。锻造后容易产生白点,锻造后需要去除白点。

铁素体在热处理技术要求中的含量往往是≤15%的指标要求,但由于碳含量波动小,铁素体含量会超标。一般需要碳含量≥0.15%,Cr16%~17.5%,Ni2%~2.5%。

淬火加热温度一般为980~1020℃,回火温度275~350℃和550~700℃,回火后空冷,有时需要回火两次,以消除奥氏体组织的参与。回火温度为350~550℃冲击韧性低,不建议使用。

(3)热处理加热时建议使用保护气氛炉,防止氧化脱碳。

   1. 马氏体钢常用的热处理工艺是什么?

   常用的马氏体钢热处理工艺包括退火、去应力、淬火和回火。热处理加热保温系数见表

不锈钢加热保温时间表(根据结构钢选择工件的有效尺寸)。

不锈钢退火、回火及正火热处理规范。

2. 奥氏体不锈钢热处理工艺是什么?

答:1Cr18Ni9Ti它是一种典型的铬镍奥氏体不锈钢(18-8)。由于18-8不锈钢在固态下基本保持单一的奥氏体组织,因此在加热和冷却过程中不存在a→γ同素异构转化除沉淀硬化奥氏体不锈钢外,不能通过热处理加固。一般18-8奥氏体钢只能通过冷变形加固。

18-8钢常用的热处理包括应力去除、固溶处理、敏化处理、稳定处理和消除σ相的热处理。

1)应力退火

冷加工应力~3500可加热至3000℃,保温1~2h,空冷。一般采用850~950消除焊接应力℃加热,保温1~3h,空冷或水冷。

2)固溶处理

固溶处理工艺与淬火工艺相似,但钢中不相变,处理后室温组织过饱和γ一Fe而不是过饱和α一Fe固溶体。固溶处理的主要目的是使奥氏体不锈钢具有优异的耐腐蚀性。

固溶加热温度常用于1050~11000℃。碳含量高时,取上限温度,含碳量低时取下限温度。空气炉中的热处理、加热和保温系数见表8-1。处理后应迅速冷却。一般采用水冷,薄壁件可采用空气冷却。

钢应在中性或弱氧化气氛中加热,因此空气炉通常用作加热设备,氨分解气氛作为加热介质。由于氯化盐会腐蚀钢,因此不应使用盐浴加热。为保证加热质量,零件表面必须在处理前清洁。

3)敏化处理

在400~800℃在温度范围内加热以钢的耐晶间腐蚀性,称为敏化处理。温度范围称为敏化温度。

除特殊情况外,钢应尽量避免在敏化温度范围内加热。固溶处理是利用固溶处理工艺消除敏化处理的影响,使沉淀的碳化铬再次溶解在奥氏体中。

4)稳定处理

金属腐蚀的形式有很多种。沿金属表面的晶体边界腐蚀称为晶间腐蚀。在奥氏体不锈钢中添加钛、铌等合金元素,以防止晶间腐蚀。仅用于含钛或铌的铬镍奥氏体不锈钢的稳定处理。

固溶处理后,由于碳化铬沿晶界沉淀,钢的晶间腐蚀倾向增加。因此,固溶处理后应进行稳定处理,将碳化铬中的碳原子转移到碳化钛或碳化铌中,以提高钢的耐晶间腐蚀性。稳定处理工艺为:加热至850~900℃,保温2~6h,空冷或水冷。

5)消除σ相的热处理

σ相是一种硬而脆FeCr金属间化合物的存在降低了钢的韧性、耐腐蚀性和抗氧化性。σ较容易出现在高铬铁素体中。也可能出现在奥氏体一铁素体钢和奥氏体钢中。

σ奥氏体在高温下溶解,钢的温度为820℃。消除σ相的热处理是在其存在的上限温度下加热。Crl8Ni9Nb来说,在850℃加热后,σ会议消失了。不同的钢成分,σ具体加热温度应通过试验确定。

   

3. 奥氏体不锈钢铁素体热处理工艺是什么?

   常用的铁素体-奥氏体不锈钢Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、1Cr18Mn10Ni5Mo3N、0Cr17Mn13Mo2N、1Cr18Ni11Si4AlTi、00Cr18Ni5Mo3Si、00Cr25Ni5Mo2。

0Cr17Mn13Mo2N1050~1080热处理工艺℃℃加热,水冷,组织是奥氏体 20~30%δ铁素体。

1Cr18Mn10Ni5Mo3N1100~115热处理工艺℃加热,水冷。

0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti950~1050热处理工艺℃加热、水冷或空冷处理。

1Cr18Ni11Si4AlTi950~1050热处理工艺℃加热,水冷.

00Cr18Ni5Mo3Si、00Cr25Ni5Mo950~10000热处理工艺℃加热,水冷。

   

4. 18-8型奥氏体不锈钢产品易腐蚀的原因是什么?防止腐蚀的方法是什么?

   金属腐蚀类型包括:连续腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀等。18-8奥氏体不锈钢产品的热处理是连续腐蚀、点腐蚀和晶间腐蚀。

1) 腐蚀原因:

不锈钢的腐蚀是由碳化物的存在或沉淀以及晶间贫铬引起的。根据晶界区贫铬的理论,奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是由及时沉淀引起的 Cr23C6.奥氏体贫困在晶界附近引起Cr,将固溶体中的铬含量降低到钝化所需的极限含量以下。

2) 预防措施:

(1) 采用固溶处理,使基体中的碳化物不沉淀或少沉淀;

(2) 固溶后,加热温度为400~800℃,处理时间从几十小时到1000小时以上。延长敏化处理时间的目的是通过扩散获得沉淀碳化物引起的铬补偿,恢复耐腐蚀性。

(3) 18-8型含Ti或含Nb增加奥氏体不锈钢固溶后的稳定性。稳定性工艺:850~9万℃,保温2~4h,空冷。

   

5. 如何消除18-8型奥氏体不锈钢σ相?

   有时会出现在18-8型铬镍奥氏体不诱钢中σ相。当 18-8 当型钢含有钛、铌、钼、硅等铁素体元素时,铁素体富铬促进σ从富铬铁素体中形成。σ相的形成必须有一定的温度和时间。

纯奥氏体组织18-8 钢σ在铸态18-8加钛钢中经常发现相σ这可能与铸件的成分偏析有关。σ这可能与铸件的成分分析有关σ相容易生核生长。σ相的产生导致钢的脆性,降低钢的脆性σ铁铬合金在高温下溶解的上限温度约为820℃,故对σ820可以通过相引起的脆性℃消除上述加热或固溶处理。

由于钢的成分不同,σ相的上限溶解温度也发生了变化,因此具体温度可以通过试验来确定。Crl8Ni11Nb钢,800℃时,σ相已开始溶解,850℃加热σ相可消失。

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