奥氏体不锈钢的热处理工艺
奥氏体系不锈钢及其热处理工艺
奥氏体系不锈钢及其热处理工艺目录奥氏体系不锈钢及其热处理工艺奥氏体系不锈钢及其热处理工艺1、奥氏体不锈钢（一）奥氏体不锈钢成分奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。
钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。
奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。
奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。
奥氏体不锈钢在不锈钢中一直扮演着最重要的角色，其生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%。
由于奥氏体不锈钢具有优良的性能和特点，使其越来越受到重视和应用，特别是在核电设备的制造生产中，更是被应用于制造重要、关键的零部件。
此类钢除耐氧化性酸介质侵蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的侵蚀。
此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，便可显著提高其耐晶间侵蚀机能。
高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸具有良好的耐蚀性。
由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合机能，在各行各业中获得了广泛的应用。
以上是奥氏体不锈钢新旧牌号化学成份比较表1奥氏体系不锈钢及其热处理工艺奥氏体不锈钢新旧牌号化学成份对照表1（二）奥氏体不锈钢合金化原理提高钢耐蚀性的方法很多，如表面涂一层耐蚀金属、涂敷非金属层、电化学保护和改变腐蚀环境介质等。
但是利用合金化方法，提高材料本身的耐蚀性是最有效的防止腐蚀破坏的措施之一，其原理及方法如下：1.加入合金元素，提高钢基体的电极电位，从而提高钢的抗电化学腐蚀能力。
一般钢中加入Cr、Ni、Si多元素均能提高其电极电位。
由于Ni较缺，Si的大量加入会使钢变脆，因此，只有Cr才是显著提高钢基体电极电位常用的元素。
2.插手合金元素使钢(不锈钢)的表面构成一层稳定的、完整的与钢的基奥氏体系不锈钢及其热处理工艺体结合牢固的钝化膜。
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究一、研究背景304奥氏体不锈钢是一种具有良好的耐腐蚀性和加工性能的不锈钢材料，被广泛应用于化工、食品加工、建筑等领域。
而其热处理工艺对于其性能的提升至关重要。
本次实验旨在探究304奥氏体不锈钢的热处理工艺，以期为工程实践提供参考。
二、实验目的1. 确定304奥氏体不锈钢的适宜热处理工艺参数；2. 研究不同热处理工艺对304奥氏体不锈钢组织和性能的影响；3. 探讨热处理工艺对304奥氏体不锈钢耐蚀性、机械性能的影响。
三、实验步骤1. 样品的制备：采用拉伸、切割等方法制备304奥氏体不锈钢试样；2. 预处理：对试样进行表面处理，保证试样表面清洁；3. 热处理工艺参数的确定：确定热处理的温度、时间等参数；4. 热处理实验：按照确定的参数进行热处理实验；5. 试验数据的采集和分析：对热处理后的试样进行组织和性能测试，并对实验数据进行统计和分析；6. 结果的总结和分析：总结实验结果并得出结论。
四、实验结果经过一系列的实验操作和数据分析，得到如下实验结果：1. 确定了304奥氏体不锈钢的适宜热处理工艺参数：XX℃下保温XX小时；2. 研究发现，不同热处理工艺对304奥氏体不锈钢的组织和性能有显著影响：在XX条件下，试样的XX性能得到了提升；3. 探讨了热处理工艺对304奥氏体不锈钢耐蚀性、机械性能的影响：在XX条件下，试样的XX性能最优。
五、实验总结304奥氏体不锈钢的热处理工艺实验为我们提供了重要的实验数据和结论。
通过该实验，我们不仅确定了适宜的热处理工艺参数，还深入了解了不同工艺条件下材料性能的变化。
这对于我们在工程实践中选择合适的材料和工艺具有重要的指导意义。
六、个人观点与理解经过本次实验的研究，我对304奥氏体不锈钢的热处理工艺有了更深入的了解。
热处理工艺对材料性能的影响是一个复杂而又重要的问题，需要深入的研究和探讨。
在未来的工程实践中，我会更加注重材料的热处理工艺，以确保材料具有更好的性能和可靠性。
不锈钢444热处理工艺
不锈钢444热处理工艺
不锈钢444是一种具有良好耐腐蚀性能的奥氏体不锈钢，适用于多种应用领域，如建筑、化工、食品加工等。
以下是一般情况下对不锈钢444进行热处理的工艺步骤：
1. 预热：将不锈钢444材料在800-900摄氏度的温度范围内预热，以消除内部应力和提高材料的可塑性。
2. 加热：将预热后的不锈钢444加热到目标温度区间。
具体的温度取决于所需的热处理效果和材料的要求。
3. 保持时间：在目标温度下保持一段时间，使材料达到均匀的温度分布，并确保所需的相变或晶体结构改变发生。
4. 冷却：根据需要选择适当的冷却方式。
通常使用空气冷却或水淬火来快速冷却材料，以促进相变或固溶处理的形成。
5. 回火：如果需要降低材料硬度并增加其韧性，可以进行回火处理。
回火可在300-700摄氏度的温度范围内进行，时间和温度的选择取决于所需的材料性能。
需要注意的是，不锈钢444的热处理工艺可能因具体应用和要求而有所差异，建议在实际操作中参考相关标准和技术规范，或咨询专业的材料工程师或热处理专家。
奥氏体不锈钢热处理
奥氏体型不锈钢
奥氏体不锈钢的热处理有以下几种：
（1）固溶处理这种热处理是将不锈钢零件加热到固溶温度（1050～1100℃），让所有碳化物及冷加工形成的马氏体全部溶入和转变成奥氏体，然后快冷，在室温下保持单相高温组织。
这种热处理可以得到最软而塑性最高的状态。
（2）应力松驰处理冷加工产生的内应力可以通过较低的温度退火（275～450℃，0.5～2h）予以消除。
经过这种处理后，力学性能可以改善；但延伸率没有改变。
（3）稳定化处理为了防止晶间腐蚀，在奥氏体钢中加入少量的钛或银，并进行所谓的稳定化处理。
这种处理将样品加热至900℃，使大部分碳化铬溶解，而溶解了的碳与钛或银化合为比碳化铬稳定的TiC或NbC，使碳化铬不再在晶间析出。
这种处理对力学性能没有明显影响。
（4）消作σ相的热处理在高铬奥氏体钢含镍不足的情况下，热处理时可能会产生σ相，使钢的ak值下降。
这类钢σ相形成温度约为500～970℃。
避开σ相形成温度而加热至更高温度时，σ相可以转变成高温铁素体相而使韧性恢复。
常用奥氏体不锈钢的热处理制度及力学性能见表8。
奥氏体不锈钢的热处理工艺
奥氏体不锈钢的热处理工艺依据化学成分、热处理目的的不同,奥氏体不锈钢常采用的热处理方式有固溶化处理、稳定化退火处理、消除应力处理以及敏化处理等。
1 固溶化处理奥氏体不锈钢固溶化处理就是将钢加热到过剩相充分溶解到固溶体中的某一温度,保持一定时间之后快速冷却的工艺方法。
奥氏体不锈钢固溶化热处理的目的是要把在以前各加工工序中产生或析出的合金碳化物,如(FeCr)23C6等以及σ相重新溶解到奥氏体中,获取单一的奥氏体组织(有的可能存在少量的δ铁素体),以保证材料有良好的机械性能和耐腐蚀性能,充分地消除应力和冷作硬化现象。
固溶化处理适合任何成分和牌号的奥氏体不锈钢。
2 稳定化退火稳定化退火是对含稳定化元素钛或铌的奥氏体不锈钢采用的热处理方法。
采用这种方法的目的是利用钛、铌与碳的强结合特性,稳定碳,使其尽量不与铬结合,最终达到稳定铬的目的,提高铬在奥氏体中的稳定性,避免从晶界析出,确保材料的耐腐蚀性。
奥氏体不锈钢稳定化处理的冷却方式和冷却速度对稳定化效果没有多大影响,所以,为了防止形状复杂工件的变形或为保证工件的应力最小,可采用较小的冷却速度,如空冷或炉冷。
3 消除应力处理确定奥氏体不锈钢消除应力处理工艺方法,应根据材质类型、使用环境、消除应力目的及工件形状尺寸等情况,注意掌握一些原则。
去除加工过程中产生的应力或去除加工后的残留应力。
可采用固溶化处理加热温度并快冷,I类、II类奥氏体不锈钢可采用较缓慢的冷却入式。
为保证工件最终尺寸的稳定性。
可采用低的加热温度和缓慢的冷却速度。
为消除很大的残留应力。
消除在工作环境中可能产生新应力的工件的残余应力或为消除大截面焊接件的焊接应力,应采用因溶化加热温度,III类奥氏体不锈钢必须快冷。
这种情况最好选用I类或II类奥氏体不锈钢,加热后缓慢冷却,消除应力的效果更好。
为消除只能采用局部加热方式工件的残留应力。
应采取低温度加热并缓慢冷却的方式。
4 敏化处理敏化处理实际上不属于奥氏体不锈钢或其制品在生产制造过程中应该采用的热处理方法。
304奥氏体不锈钢的热处理工艺研究
第 11 卷 第 24 期 2011 年 8 月 1671—1815（ 2011） 24-5910-04
参考文献
1 杜存臣． 奥氏体不锈钢在工业中的应用． 化工设备与管道，2003； （ 2） ： 4—8
2 熊云龙，娄延 春，刘新 峰． 不 锈钢 材 料 研究的 新进展． 热加工工 艺，2005； （ 5） ： 20
3 耿炳玺． 谈我国不锈钢发展中的几个问题． 冶金管理，2006； （ 4） ： 35—37
固溶处理时空冷和水冷所得的各种硬度值如 表 2 所示。从表 2 可以看出，当冷却速率提高时，奥 氏体不锈钢的硬度也相应地增加。奥氏体不锈钢 在冷却时并没有组织的变化，而硬度却升高了。这 是由于奥氏体不锈钢在快速冷却时，外层受急冷收 缩而变硬，内 部 温 度 仍 然 高 而 软，由 于 外 层 之 收 缩 而受塑性压缩变形。如同受到冲床加工，上下收缩 而横向膨胀。由于外冷内热，继续冷却到室温则内 部之收缩较外层多。由于内部的收缩在外层产生 压缩应力，这 种 热 应 力 使 其 表 面 有 极 大 压 应 力，促
于其应用的广泛性，其热处理工艺的研究对生产有 很好的指导意义。
1 实验方法
实验原材料为 304 奥氏体不锈钢（ 国内牌号为 0Cr18Ni9） 化学成分为碳≤0． 08% ，硅≤1． 00% ，锰 ≤2． 00% ，磷 ≤ 0． 045% ，硫 0． 03% ，镍 8． 0% — 10． 5% ，铬 18% —20% 。原材料通过热轧而成，切 割成直径 20 mm，高 20 mm 的圆柱体试样。对试样 分别在 1 050 ℃ ，保温 30 min 空冷和水冷进行固溶 处理，在 650 ℃ 并保温 1 h 段后空冷和 800 ℃ 并保 温 1 h 空冷至室温，进行敏化处理。对原材料和热 处理试样采用洛氏硬度计和金相显微镜进行硬度 和金相组织分析。
不锈钢热处理
第三节不锈钢机组连续热处理炉一、不锈钢带的热处理工艺在大气中能抵抗腐蚀的钢称为不锈钢。
不锈钢按其金相组织结构可以分成三大类，即奥氏体不锈钢，铁素体不锈钢及马氏体不锈钢。
1.奥氏体不锈钢的热处理工艺奥氏体不锈钢是一种铬镍合金钢，其主要合金元素的含量，镍大于6%，铬16~26%，为了使钢获得特殊性能某些加有钼、钛、铌等其它元素。
这类钢的热处理工艺是退火处理，其目的一方面使加工以后的金属组织再结晶，以使其充分软化，便于再加工，另一方面是将碳化物固熔在奥氏体组织中，以增强抗腐蚀性。
奥氏体不锈钢的退火温度范围一般为1000~11500C，然后在此温度急速冷却，依靠快冷，能把碳呈固熔状态的奥氏体保持到常温（若冷却速度慢，则析出碳化物）。
冷却方式视带钢材质及厚度而异，可以水冷、喷雾冷却、保护气体喷吹冷却及空冷等。
2.铁素体不锈钢的热处理工艺铁素体不锈钢是以铬元素为主（含铬占11~28%）的合金钢，大都是低碳的，镍含量很少。
这类钢的热处理也只是进行退火，其目的是消除应力，软化，增加延展性。
这类钢的退火温度范围为650~8500C，在空气、水或保护气体中冷却。
对于高铬钢要注意在400~5000C范围内徐冷时会产生脆化，因此应该尽量避免在这一范围中停留。
3.马氏体不锈钢的热处理工艺此类不锈钢亦以铬为主要合金元素（含铬10~18%），碳在0.08~1.2%范围内，大多数不含镍，个别含少量镍（2. 5%）。
马氏体不锈钢的热处理一般有下列几种工艺：退火——热轧以后由于冷却较快而发生硬化，为了软化处理，增加延展性，需要进行退火。
退火温度为850~9200C，炉冷到6000C，然后空冷的称为完全退火，一般在罩式炉中进行。
退火温度为620~7800C，然后空冷的称为过程退火，一般在连续式炉内进行。
淬火——马氏体不锈钢经过高温急冷可以得到很高的硬度，其淬火温度为925~10650C，油淬或空冷。
为了消除淬火以后的内部应力，一般还需要进行消除应力退火和回火。
奥氏体不锈钢的热处理方式
奥氏体不锈钢的热处理方式由于含有较高的镍且在室温下呈奥氏体单相组织，所以它与Cr13不锈钢相北具有高的耐蚀性，在低温、室温及高温下均有较高的塑归和韧性，以及较好的冷作成型和焊接性。
但室温下的强度较低，晶间腐蚀及应力腐蚀倾向较大，切削加工性较差。
奥氏体在加热时无相变,因此不能通过热处理强化。
只能以提高钢的耐腐蚀性能进行热处理：1)固溶处理；其目的是使碳化物充分溶解并在常温下保留在奥氏体中，从而在常温下获单相奥氏体组织，使钢具有最高的耐腐蚀性能。
固溶处理的加热温度一般均较高，在1050-1100C之间，并按含碳量的高低作适当调整。
由于18-8不锈钢导热性很差，不仅要通过预热后再进行淬火加热,而且在固溶处理(淬火加热)时的保温时间要长。
固溶处理时，要特别注意防止增碳。
因为增碳将会增加18-8钢的晶间腐蚀倾向。
冷却介质,一般采用清水。
固溶处理后的组织一般是单相奥氏体,但对含有钛、铌、钼的不锈钢，尤其当是铸件时,还含有少量的铁素体。
固溶处理后的硬度一般在135HBS左右。
2)除应力退火；为了消除冷加工后的残余应力，处理在较低的温度下进行。
一般加热至250-425C，经常采用的是300-350C。
对于不含钛或铌的钢不应超过450C，以免析出碳化铬而引起晶间腐蚀。
为了消除焊接后的残余应力,消除钢对应力腐蚀的敏感性,处理一般在较高的温度下进行。
加热温度一般不低于850C。
冷却方式，对于含有钛或铌的钢可直接在空气中冷却；对于不含有钛或铌的钢应水冷至500C以后再在空气中冷却。
3)稳定化处理；为了防止钛和铌的奥氏体不锈钢在焊接或固溶处理时，由于TiC和NbC减少而引起耐晶间腐蚀性能降低,需将这种不锈钢加热到一定温度后(该温度使铬的碳化物完圣溶于奥氏体，而TiC和NbC只部分溶解)再缓冷。
在冷却过程中,使钢中的碳充分地与钛和铌化合,析出稳定的TiC和NbC，而不析出铬的碳化物，从而消除18-8奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向,这种处理过程称之为稳定化处理。
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奥氏体不锈钢的热处理工艺
依据化学成分、热处理目的的不同,奥氏体不锈钢常采用的热处理方式有固溶化处理、稳定化退火处理、消除应力处理以及敏化处理等。
1 固溶化处理
奥氏体不锈钢固溶化处理就是将钢加热到过剩相充分溶解到固溶体中的某一温度,保持一定时间之后快速冷却的工艺方法。
奥氏体不锈钢固溶化热处理的目的是要把在以前各加工工序中产生或析出的合金碳化物,如(FeCr)23C6等以及σ相重新溶解到奥氏体中,获取单一的奥氏体组织(有的可能存在少量的δ铁素体),以保证材料有良好的机械性能和耐腐蚀性能,充分地消除应力和冷作硬化现象。
固溶化处理适合任何成分和牌号的奥氏体不锈钢。
2 稳定化退火
稳定化退火是对含稳定化元素钛或铌的奥氏体不锈钢采用的热处理方法。
采用这种方法的目的是利用钛、铌与碳的强结合特性,稳定碳,使其尽量不与铬结合,最终达到稳定铬的目的,提高铬在奥氏体中的稳定性,避免从晶界析出,确保材料的耐腐蚀性。
奥氏体不锈钢稳定化处理的冷却方式和冷却速度对稳定化效果没有多大影响,所以,为了防止形状复杂工件的变形或为保证工件的应力最小,可采用较小的冷却速度,如空冷或炉冷。
3 消除应力处理
确定奥氏体不锈钢消除应力处理工艺方法,应根据材质类型、使用环境、消除应力目的及工件形状尺寸等情况,注意掌握一些原则。
去除加工过程中产生的应力或去除加工后的残留应力。
可采用固溶化处理加热温度并快冷,I类、II类奥氏体不锈钢可采用较缓慢的冷却入式。
为保证工件最终尺寸的稳定性。
可采用低的加热温度和缓慢的冷却速度。
为消除很大的残留应力。
消除在工作环境中可能产生新应力的工件的残余应力或为消除大截面焊接件的焊接应力,应采用因溶化加热温度,III
类奥氏体不锈钢必须快冷。
这种情况最好选用I类或II类奥氏体不锈钢,加热后缓慢冷却,消除应力的效果更好。
为消除只能采用局部加热方式工件的残留应力。
应采取低温度加热并缓慢冷却的方式。
4 敏化处理
敏化处理实际上不属于奥氏体不锈钢或其制品在生产制造过程中应该采用的热处理方法。
而是作为在检验奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀能力进行试验时所采用的一个程序。
敏化处理实质上是使奥氏体不锈钢对晶间腐蚀更敏感化的处理。
对—些特殊使用场合,为更严格地考核材料的抗晶间腐蚀能力,在某些标准中,对奥氏体尽锈钠的敏化制度规定得更为苛刻,依据工件将来使用的温度及材料的含碳里以及是否含钳元素等因素而采用不同的敏化制度。
有的还对敏化处理的升、降温速度加以控制。
所以,在判定奥氏体不锈钢晶间腐蚀倾向性大小时,应注意采用的敏化制度。
5 奥氏体不锈钢的冷加工强化及去应力处理
奥氏体不锈钢不能用热处理方法强化,但可以通过冷加工变形得以强化(冷作硬化、形变强化),会使强度提高、塑性下降。
奥氏体不锈钢或制品(弹簧,螺栓等)经冷加工变形强化后,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,影响尺小的稳定性。
为减小应力,可采用去应力处理。
—般是加热到280℃～400℃保持2h～3h后空冷或缓冷。
去应力处理不仅可减少制件的应力,还会在延伸率无大改变的情况下,使硬度强度及弹性极限得到提高。
首先要注意奥氏体不锈钢固溶化处理加热温度的合理选择,在奥氏体不锈钠的材料标准中,规定的固溶化加热温度范围较宽,实际热处理生产时,可考虑钢的具体成分、含量、使用环境、可能失效形式等因素,合理地选择最佳加热温度。
但是,要注意防止因溶化加热温度太高,因为固溶化处理加热温度太高,可能使经过锻轧已经细化晶粒的材料晶粒长大。
晶粒的粗化会引起一些不良后果。
其次应注意稳定化处理对固溶状态性能的影响,含稳定化元素的奥氏体不锈钢,固溶化热处理后再经稳定化处理时,会使机械性能有下降的趋势。
强度和塑性、韧性均有这个现象。
强度下降的原因,可能是稳定化处理时,强碳化物形成元素钛与更多的碳结合成TiC,减少了碳在奥氏体固溶体中的强化程度,并且,TiC在加热保温过程中也会集聚长大,这也会对强度产生影响。
第三,稳定化处理加热温度不宜过高,一般是选择在850℃～930℃之间。
奥氏体不绣钢不宜多次进行固溶化处理,因为多次固溶加热,会引起晶粒长大,结材料性能带来不利影响。
同时,加工过程中要注意污染,一旦受到污染,应采取消除污染措施。