技术答疑丨奥氏体不锈钢的热处理工艺有哪些?

技术答疑丨奥氏体不锈钢的热处理工艺有哪些?


工业熊今天要和大家聊一聊奥氏体不锈钢紧固件的热处理工艺有哪些?


不锈钢指在空气中或接近中性介质中不产生锈蚀的钢。通俗点说不锈钢就是不容易生锈的钢,实际上一部分不锈钢,既有不锈性,又有耐酸性(耐蚀性)。不锈钢按照金相组织可分为铁素体型、马氏体型、奥氏体型、沉淀硬化型、奥氏体——铁素体(双相)型等5种类型。


通常日常所见最多的不锈钢有304,316等。这是属于奥氏体不锈钢。也是工业熊产品中的一大类。奥氏体不锈钢是指面心立方晶体结构的奥氏体组织(Y相)为主,低磁性,主要通过冷加工使其强化(并可能导致一定的磁性)的不锈钢,是应用最广、牌号最多的钢种;即有高的耐腐蚀性,并且成型、焊接性好、塑韧性好、但不能淬火强化。



工业熊来为大家解答一下,关于奥氏体不锈钢常用的热处理工艺主要有以下4种:

01
固溶处理
02
稳定化处理
03
敏化处理
04
去应力处理


以上图片为工业熊绘制的常用奥氏体型不锈钢的热处理温度及力学性能表格


对于要求提高抗腐蚀性能和抗塑性,消除冷作硬化的奥氏体不锈钢紧固件,应进行固溶处理。固溶处理适合任何成分和牌号的奥氏体型不锈钢,加热推荐温度范围一般为950℃~ 1050℃,保持一定时间之后快速冷却的工艺方法。



含钛或铌的不锈钢,为了获得稳定的抗腐蚀性能,可进行稳定化退火以及敏化处理。稳定化退火加热温度选择很重要,选择原则应是高于(FeCr)23C6的溶解温度,一般在750 ~ 860℃之间。消除应力处理主要去除机械加工过程中产生的应力或去除加工后的残留应力,可加热至1010~1120℃,加热保温后缓慢冷却。

通常敏化处理制度为加热到650℃,保温5~6h 空冷。对于一些特殊使用场合,为更严格地考核材料的抗晶间腐蚀能力,依据紧固件将来使用的温度及材料的含碳量,以及是否含钼元素等因素而采用不同的敏化制度。




对于形状复杂、不宜固溶处理的紧固件,可进行去应力退火。去应力处理不仅可减少紧固件的应力,而且在断后伸长率无大改变的情况下,使硬度、强度及疲劳极限得到提高。

奥氏体型不锈钢螺栓、螺母及制品,经冷镦冷挤压加工变形强化后,存在较大的加工应力,这种应力的存在导致在应力腐蚀环境中使用时,增加了应力腐蚀的敏感性,影响尺寸的稳定性。为减小应力,可采用去应力处理。一般是加热到280 ~ 400℃,保温2 ~ 3小时后空冷或缓冷。




上图为工业熊出品奥氏体不锈钢固溶热处理后的美标ASTM A193 B8 B8M等产品




总结来说,奥氏体不锈钢紧固件的强度没法通过热处理进行强化,但通过热处理工艺可以提高奥氏体不锈钢的耐腐蚀能力,疲劳强度,韧塑性等指标,可延长奥氏体不锈钢使用寿命以及适用于高温高压或低温高压、石油化工等一些特殊场景。