不锈钢的固溶热处理工艺
304不锈钢的固溶处理热处理工艺
摘要
研究了不同热处理工艺对304奥氏体不锈钢组织和性能的影响。304奥氏体不锈钢试块进行1050℃保温30min固溶处理，分别在水中和在空气中冷却。结果发现得出组织均为单相奥氏体，水中冷却不锈钢硬度更高，说明水冷后获得更大的内应力。原材料进行650℃保温60min敏化处理和800℃保温60min敏化处理，对比得出在800℃保温60min时更容易发生晶间腐蚀。因此，304不锈钢热处理时应避免在敏化温度区间内较高温度停留较长的时间。
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%、含Ni8%—10%、C约0．1%时，具有稳定的奥氏体组织。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，等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性、酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0．03%或含Ti、N，就可显着提高其耐晶间腐蚀性能。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用［1—5］。
304奥氏体不锈钢作为一种用途广泛的钢，具有良好的腐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象，无磁性。用于家庭用品（餐具、橱柜、锅炉、热水器），汽车配件，医疗器具，建材，化学，食品工业，船舶部件。根据不同的要求，其常用的热处理工艺主要有：固溶处理、稳定化处理和去应力处理等［6，7］，由其应用的广泛性，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20mm，高20mm的圆柱体试样。对试样分别在1050℃，保温30min空冷和水冷进行固溶处理，在650℃并保温1h段后空冷和800℃并保温1h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。
2实验结果与讨论
2．1原材料夹杂物的测定结果
按照国标《GB/T10561—2005钢中非金属夹杂物含量的测定》实验方法，对原材料非金属夹杂物如图1所示，在100倍下与标准图对比，可以得出原材料含有两类夹杂物。沿轧制方向排成一列为氧化铝类（B 类），从粒度粗细和长度可以判断是细系，1．5级。形态比小，成黑色无规则分布的颗粒为球状氧化物类（D 类），从粒度和数量可以判断是细系，1．5级。所以测定结果为细系B1．5，细系D1．5。因此，夹杂物等级符合国家标准。
2．2原材料的金相组织及力学性能分析
原材料金相组织如图2所示。浸蚀方法为高氯化铁5g，盐酸10mL，酒精500mL混合液，浸蚀10min。奥氏体晶粒均匀细小，根据《GB/T6394—2002金属平均晶粒度测定法》，晶粒度可评定为5．5级。另外，晶粒中伴有孪晶，黑点为非金属夹杂物。从金相图片可看出此原材料已经经过固溶处理。原材料各种硬度测量如表1所示，硬度分布比较均匀，平均值为HB187左右。
表1原材料各种硬度测量值表
2．3热处理工艺对组织及性能的影响
2．3．1固溶处理对组织的影响
将304奥氏体不锈钢原材料加热到1050℃，保温30min，通过快冷至室温，进行重新固溶处理。固溶处理后的组织如图3，图4所示。图3为空冷后的试样金相组织，图4为水冷后的试样金相组织。浸蚀方法为高氯化铁5g，盐酸10mL，酒精500mL混合液，浸蚀10min。
从金相组织照片可以看出，固溶处理后的金相试样比较难腐蚀，晶界不是很明显。此金相组织为奥氏
体晶粒，晶粒比较均匀细小，并伴有孪晶，黑点为碳化物。根据《GB/T6394—2002金属平均晶粒度测定法》进行评级，空冷后晶粒度为5．5级左右，与原材料晶粒度相比变化不大，因此也可以推知原材料的固溶处理时也是进行空冷的。水冷后晶粒度有所增大，为6．5级左右。
2．3．2固溶处理对力学性能的影响
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，促使奥氏体不锈钢表面抗疲劳强度增加，硬度也增加［8］。由于这种残余压应力对材料的力学性能产生好的作用。因此，在奥氏体不锈钢固溶处理时用水冷比用空冷好。
2．3．3敏化处理
敏化处理是指已经过固溶处理的奥氏体不锈钢，在500—850℃度加热，将铬原子从奥氏体中以Cr23C6碳化物的形式沿晶界析出，造成奥氏体不锈钢的晶界腐蚀敏感性增强，这就是敏化处理。工艺1：将304奥氏体不锈钢加热到650℃，并保温60min，然后出炉空冷到室温。敏化后在不同倍率下看到的金相组织如图6中A、B图所示。工艺2：将304奥氏体不锈钢加热到800℃，并保温1h，然后出炉空冷到室温。敏化后在不同倍率下看到的金相组织如图6中C、D所示。浸蚀方法均为高氯化铁5g，盐酸10mL，酒精500mL混合液，浸蚀时间均为10min。从金相组织可以看出，在同样的浸蚀条件下，650℃保温60min敏化时组织的晶界腐蚀不明显。而800℃保温60min敏化时组织的晶界腐蚀比较明显。主要原因是在敏化温度区间（一般为500—900℃）较高温度时，晶界附近的奥氏体中的铬元素更容易以Cr23C6的形式沿晶界析出，造成了晶界附近奥氏体中的铬元素减少，使得此处的电位降低，使得此处更容易被腐蚀。当敏化温度不是很高，而且敏化保温时间不够长时，Cr23C6析出并没有聚集在晶界上，而以点蚀的形式分散在晶粒里，因此金相照片中的晶粒上有着弥散的Cr23C6析出物。界腐蚀比较明显。主要原因是在敏化温度区间（一般为500—900℃）较高温度时，晶界附近的奥氏体中的铬元素更容易以Cr23C6的形式沿晶界析出，造成了晶界附近奥氏体中的铬元素减少，使得此处的电位降低，使得此处更容易被腐蚀。当敏化温度不是很高，而且敏化保温时间不够长时，Cr23C6析出并没有聚集在晶界上，而以点蚀的形式分散在晶粒里，因此金相照片中的晶粒上有着弥散
的Cr23C6析出物。
3结论
通过对304奥氏体不锈钢热处理工艺的研究，得出了结论如下：
（1）固溶处理后的奥氏体不锈钢有更好的耐腐蚀性能，固溶后水冷比空冷获得的表面硬度更高，而且表面是残余压应力，对其他力学性能也有利。
（2）可以得出敏化后的奥氏体不锈钢十分容易被腐蚀。而且，敏化温度越高，敏化时间越长，敏化后的晶间腐蚀倾向越大。因此，奥氏体不锈钢热处理时一定避免在敏化区间内进行。
不锈钢管固溶处理退火处理的作用
不锈钢管固溶处理退火处 理的作用 The latest revision on November 22, 2020
不锈钢管固溶处理退火处理的作用奥氏体不锈钢通过固溶处理来软化，一般将不锈钢管加热到950～1150℃左右，保温一段时间，使碳化物和各种合金元素充分均匀地溶解于奥氏体中，然后快速淬水冷却，碳及其它合金元素来不及析出，获得纯奥氏体组织，称之为固溶处理。固溶处理的作用有3点。⑴使钢管组织和成分均匀一致，这对原料尤其重要，因为热轧线材各段的轧制温度和冷却速度不一样，造成组织结构不一致。在高温下原子活动加剧，σ相溶解，化学成分趋于均匀，快速冷却后就获得均匀的单相组织。 ⑵消除加工硬化，以利于继续冷加工。通过固溶处理，歪扭的晶格恢复，伸长和破碎的晶粒重新结晶，内应力消除，钢管抗拉强度下降，伸长率上升。 ⑶恢复不锈钢固有的耐蚀性能。由于冷加工造成碳化物析出，晶格缺陷，使不锈钢耐蚀性能下降。固溶处理后钢管耐蚀性能恢复到最佳状态。对于不锈钢而言，固溶处理的3个要素是温度、保温时间和冷却速度。固溶温度主要根据化学成分确定。一般说来，合金元素种类多、含量高的牌号，固溶温度要相应提高。特别是锰、钼、镍、硅含量高的钢，只有提高固溶温度，使其充分溶解，才能达到软化效果。但稳定化钢，如1Cr18Ni9Ti，固溶温度高时稳定化元素的碳化物充分溶解于奥氏体中，在随后的冷却中会以Cr23C6的形态在晶界析出，造成晶间腐蚀。为使稳定化元素的碳化物（TiC和NbC）不分解、不固溶，一般采用下限固溶温度。不锈钢俗话说就是不容易生锈的钢，实际上有一部分的不锈钢，既含有不锈性，又含有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是因为它表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。其中不锈性和耐蚀性是相对的。实验证明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性就会随钢中铬含水量的增加而提高，则是成正比例的.当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性就发生突变，即从易生锈到不易生锈，
热处理名词解释
（1）退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。常见的退火工艺有：再结晶退火，去应力退火，球化退火，完全退火等。退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。 （2）正火：指将钢材或钢件加热到Ac3 或Acm（钢的上临界点温度）以上30～50℃，保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高低碳钢的力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。 （3）淬火：指将钢件加热到Ac3 或Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。 （4）回火：指钢件经淬硬后，再加热到Ac1 以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。 （5）调质：指将钢材或钢件进行淬火及回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。 （6）化学热处理：指金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分，组织和性能的热处理工艺。常见的化学热处理工艺有：渗碳，渗氮，碳氮共渗，渗铝，渗硼等。化学热处理的目的：主要是提高钢件表面的硬度，耐磨性，抗蚀性，抗疲劳强度和抗氧化性等。 （7）固溶处理：指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。固溶处理的目的：主要是改善钢和合金的塑性和韧性，为沉淀硬化处理作好准备等。 （8）沉淀硬化（析出强化）：指金属在过饱和固溶体中溶质原子偏聚区和（或）由之脱溶出微粒弥散分布于基体中而导致硬化的一种热处理工艺。如奥氏体沉淀不锈钢在固溶处理后或经冷加工后，在400～500℃或700～800℃进行沉淀硬化处理，可获得很高的强度。 （9）时效处理：指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度放置或室温保持，其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。若采用将工件加热到较高温度，并较长时间进行时效处理的时效处理工艺，称为人工时效处理，若将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象，称为自然时效处理。时效处理的目的，消除工件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能等。 （10）淬透性：指在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。钢材淬透性好与差，常用淬硬层深度来表示。淬硬层深度越大，则钢的淬透性越好。钢的淬透性主要取决于它的化学成分，特别是含增大淬透性的合金元素及晶粒度，加热温度和保温时间等因素有关。淬透性
不锈钢管固溶处理退火处理的作用
不锈钢管固溶处理退火处理的作用 奥氏体不锈钢通过固溶处理来软化，一般将不锈钢管加热到 950～1150℃左右，保温一段时间，使碳化物和各种合金元素充分均匀地溶解于奥氏体中，然后快速淬水冷却，碳及其它合金元素来不及析出，获得纯奥氏体组织，称之为固溶处理。固溶处理的作用有3 点。⑴使钢管组织和成分均匀一致，这对原料尤其重要，因为热轧线材各段的轧制温度和冷却速度不一样，造成组织结构不一致。在高温下原子活动加剧，σ 相溶解，化学成分趋于均匀，快速冷却后就获得均匀的单相组织。 ⑵消除加工硬化，以利于继续冷加工。通过固溶处理，歪扭的晶格恢复，伸长和破碎的晶粒重新结晶，内应力消除，钢管抗拉强度下降，伸长率上升。 ⑶恢复不锈钢固有的耐蚀性能。由于冷加工造成碳化物析出，晶格缺陷，使不锈钢耐蚀性能下降。固溶处理后钢管耐蚀性能恢复到最佳状态。对于不锈钢而言，固溶处理的3 个要素是温度、保温时间和冷却速度。固溶温度主要根据化学成分确定。一般说来，合金元素种类多、含量高的牌号，固溶温度要相应提高。特别是锰、钼、镍、硅含量高的钢，只有提高固溶温度，使其充分溶解，才能达到软化效果。但稳定化钢，如1Cr18Ni9Ti，固溶温度高时稳定化元素的碳化物充分溶解于奥氏体中，在随后的冷却中会以Cr23C6 的形态在晶界析出，造成晶间腐蚀。为使稳定化元素的碳化物（TiC 和NbC）不分解、不固溶，一般采用下限固溶温度。不锈钢俗话说就是不容易生锈的钢，实际上有一部分的不锈钢，既含有不锈性，又含有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是因为它表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。其中不锈性和耐蚀性是相对的。实验证明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等
sus304不锈钢固溶处理的具体工艺过程
sus304不锈钢固溶处理的具体工艺过程 标签：不锈钢处理具体工艺过程时间：2010-03-16 09:18:00 点击：回帖：0 上一篇：库存首次下滑钢材毛利见底回升下一篇：福科斯住宅小区防盗报警系统方案 18-8奥氏体不锈钢热处理工艺--- 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。 18-8不锈钢稳定化退火,一般是加热到850-880C，保温2-6h，随后进行空冷或炉冷。
铝及铝合金热处理工艺
铝及铝合金热处理工艺
1. 铝及铝合金热处理工艺 1.1 铝及铝合金热处理的作用 将铝及铝合金材料加热到一定的温度并保温一定时间以获得预期的产品组织和性能。 1.2 铝及铝合金热处理的主要方法及其基本作用原理 1.2.1 铝及铝合金热处理的分类（见图1） 图1 铝及铝合金热处理分类 1.2.2 铝及铝合金热处理基本作用原理 (1) 退火：产品加热到一定温度并保温到一定时间后以一定的冷却速度冷却到室温。通过原子扩散、迁移，使之组织更加均匀、稳定、，内应力消除，可大大提高材料的塑性，但强度会降低。 ①铸锭均匀化退火：在高温下长期保温，然后以一定速度（高、中、低、慢）冷却，使铸锭化学成分、组织与性能均匀化，可提高材料塑性20%左右，降低挤压力20%左右，提高挤压速度15%左右，同时使材料表面处理质量提高。 铝及铝合金热处理 回归 均匀化退火 退火 成品退火 中间退火 过时效 欠时效 自然时效 人工时效 多级时效 时效 固溶淬火 离线淬火 在线淬火 一次淬火 阶段淬火 立式淬火 卧式淬火
②中间退火：又称局部退火或工序间退火，是为了提高材料的塑性，消除材料 内部加工应力，在较低的温度下保温较短的时间，以利于续继加工或获得某种性能的组合。 ③完全退火：又称成品退火，是在较高温度下，保温一定时间，以获得完全再 结晶状态下的软化组织，具有最好的塑性和较低的强度。 (2)固溶淬火处理：将可热处理强化的铝合金材料加热到较高的温度并保持一定 的时间，使材料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到铝基体中，形成过饱和固溶体，然后以快冷的方法将这种过饱和固溶体保持到室温，它是一种不稳定的状态，因处于高能位状态，溶质原子随时有析出的可能。但此时材料塑性较高，可进行冷加工或矫直工序。 ①在线淬火：对于一些淬火敏感性不高的合金材料，可利用挤压时高温进行固 溶，然后用空冷（T5）或用水雾冷却（T6）进行淬火以获得一定的组织和性能。 ②离线淬火：对于一些淬火敏感性高的合金材料必须在专门的热处理炉中重新 加热到较高的温度并保温一定时间，然后以不大于15秒的转移时间淬入水中或油中，以获得一定的组织和性能，根据设备不同可分为盐浴淬火、空气淬火、立式淬火、卧式淬火。 (3)时效：经固溶淬火后的材料，在室温或较高温度下保持一段时间，不稳定的 过饱和固溶体会进行分解，第二相粒子会从过饱和固溶体中析出（或沉淀），分布在α（AL）铝晶粒周边，从而产生强化作用称之为析出（沉淀）强化。自然时效：有的合金（如2024等）可在室温下产生析出强化作用，叫做自然时效。人工时效：有些合金（如7075等）在室温下析出了强化不明显，而在较高温度下的析出强化效果明显，称为人工时效。 人工时效可分为欠时效和过时效。 ①欠时效：为了获得某种性能，控制较低的时效温度和保持较短的时效时间。 ②过时效：为了获得某些特殊性能和较好的综合性能，在较高的温度下或保温 较长的时间状态下进行的时效。 ③多级时效：为了获得某些特殊性能和良好的综合性能，将时效过程分为几个 阶段进行。
不锈钢的热处理
不锈钢的热处理 304是奥氏体型不锈钢，想通过热处理来改变切削加工性能是不现实的。其他钢种可以通过退火或正火来改变组织，从而改变切削加工性能，是因为其他钢在加热和冷却过程中发生组织转变，因为组织决定了性能，因此改变了切削加工性能，而奥氏体不锈钢，室温是奥氏体，加热到高温也是奥氏体，不发生组织转变，所以热处理不能够改变其切削加工性能的，奥氏体不锈钢的热处理通常只有固溶处理、再结晶退火和去应力退火之类的，固溶处理是改变耐蚀性的，再结晶退火是消除加工硬化恢复塑性的，去应力退火是消除加工过程中产生的应力的，所以，期望通过热处理改变奥氏体不锈钢的切削加工性是不现实的。每种材料有各自的特点，热处理工艺也不一定通用，玉米面包饺子肯定不行，虽然也是面粉。奥氏体不锈钢的切削加工，只能够通过改变刀具、切削加工工艺参数来解决。 铸钢件铸造成型后，通常都是要进行热处理的。因为热处理前铸件晶粒较粗大、组织方向性明显、力学性能较低，根据铸件的不同要求制定热处理工艺。 普通要求铸钢件，采用退火处理，软化易于加工；要求强度的要正火处理，要求硬度的要淬火处理；固溶处理,提高耐腐蚀性能。 铸造不锈钢一般为奥氏体.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： 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1050-1100℃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 回火又称配火。金属热处理工艺的一种。将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。根据不同的要求可采用低温回火、中温回火或高温回火。通常随着回火温度的升高，硬度和强度降低，延性或韧性逐渐增高。钢铁工件在淬火后具有以下特点：①得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡（即不稳定）组织。②存在较大内应力。③力学性能不能满足要求。因此，钢铁工件淬火后一般都要经过回火。 回火的作用在于：①提高组织稳定性，使工件在使用过程中不再发生组织转变，从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。②消除内应力，以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸。③调整钢铁的力学性能以满足使用要求。 调质即淬火和高温回火的综合热处理工艺。不锈钢做不了调质热处理，因为达不到硬度。 高碳铬不锈钢中的铬含量很高，导热性差，锻后应及时退火，以免发生裂纹。 比如95cr18钢球化退火工艺
固溶处理
固溶处理（solution treatment）：指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。 solution treatment 1. 目的 编辑 主要是改善钢和合金的塑性和韧性，为沉淀硬化处理作好准备等。 使合金中各种相充分溶解，强化固溶体，并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工或成型。 适用 多种特殊钢，高温合金，特殊性能合金，有色金属。 尤其适用：1.热处理后须要再加工的零件。 2.消除成形工序间的冷作硬化。 3.焊接后工件。 原理 序言 固溶处理是为了溶解基体内碳化物、γ’相等以得到均匀的过饱和固溶体，便于时效时重新析出颗粒细小、分布均匀的碳化物和γ’等强化相，同时消除由于冷热加工产生的应力，使合金发生再结晶。其次，固溶处理是为了获得适宜的晶粒度，以保证合金高温抗蠕变性能。 固溶处理的温度范围大约在980~1250℃之间，主要根据各个合金中相析出和溶解规律及使用要求来选择，以保证主要强化相必要的析出条件和一定的晶粒度。对于长期高温使用的合金，要求有较好的高温持久和蠕变性能，应选择较高的固溶温度以获得较大的晶粒度；对于中温使用并要求较好的室温硬度、屈服强度、拉伸强度、冲击韧性和疲劳强度的合金，可采用较低的固溶温度，保证较小的晶粒度。高温固溶处理时，各种析出相都逐步溶解，同时晶粒长大；低温固溶处理时，不仅有主要强化相的溶解，而且可能有某些相的析出。对于过饱和度低的合金，通常选择较快的冷却速度；对于过饱和度高的合金，通常为空气中冷却。 不锈钢固溶热处理 碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。奥氏体不锈钢在经400℃～850℃的温度范围内时，会有高铬碳化物析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，严重时能变成粉末。所以有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳定化处理。 固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态。这种热处理方法为固溶热处理。 固溶热处理中的快速冷却似乎像普通钢的淬火，但此时的‘淬火’与普通钢的淬火是不同的，前者是软化处理，后者是淬硬。后者为获得不同的硬度所采取的加热温度也不一样，但没到1100℃。
不锈钢热处理
抗大气、酸、碱、盐等介质腐蚀作用的不锈耐酸钢总称。要达到不锈耐蚀作用,含铬(Cr)量不少于13%；此外可加入镍(Ni)或钼(Mo)等来增加效果。由于合金种类及含量不同，种类繁多。 不锈钢特点：耐蚀好，光亮度好，强度高；有一定弹性；昂贵。 不锈钢材料特性: 1、铁素体型不锈钢：其含Cr量高,具有良好耐蚀性及高温抗氧化性能。 2、奥氏体不锈钢：典型牌号如1Cr18Ni9,1Cr18Ni9T1无磁性,耐蚀性能良好,温强度及高温抗氧化性能好,塑性好,冲击韧性好,且无缺口效应,焊接性能优良,因而广泛使用。这种钢一般强度不高,屈服强度低,且不能通过热处理强化,但冷压,加工后,可使抗拉强度高,且改善其弹性,但其在高温下冷拉获得的强度易化。不宜用于承受高载荷。 3、马氏体不锈钢：典型如2Cr13,GX-8,具磁性,消震性优良,导热性好,具高强度和屈服极限,热处理强化后具良好综合机械性能。加含碳量多,焊后需回为处理以消除应力、高温冷却易形成8氏体,因此锻后要缓冷,并应立即进行回火。主要用于承载部件。 例： SUS 301 弹性不锈钢 SUS 304 不锈钢 10Cr18Ni9 它是一种奥氏体不锈钢,淬火不能强化,只能消除冷作硬化和获得良好的抗蚀,淬火冷却必须在水是进行,以保证得到最好的抗蚀性;在900℃以下有稳定的抗氧化性。适于各种方法焊接;有晶间腐蚀倾向,零件长期在腐蚀介质、水中及蒸汽介质中工作时可能遭受晶界腐蚀破坏;钢淬火后冷变形塑性高,延伸性能良好,但切削加工性较差。 1Cr18Ni9 它是标准的18-8型奥氏体不锈钢,淬火后能强化,但此时具有良好的耐蚀性和冷塑性变形性能；因塑性和韧性很高,切削性较差；适于各种方法焊接；由于含碳量较0Cr18ni9高,对晶界腐蚀敏感性较焊接后需热处理,一般不适宜用作耐腐蚀的焊接件；在850℃以下空气介质、以及750℃以下航空燃料燃烧产物的气氛中肯有较稳定的抗氧化性。 Cr13Ni4Mn9 它属奥氏体不锈耐热钢,淬火不能强化,钢在淬火状态下塑性很高,可时行深压延及其它类型的冷冲压;钢的切削加工性较差;用点焊和滚焊焊接的效果良好,经过焊
17-4 热处理工艺
注：(1)------摘自GB1220 (2)------实际检验值 工艺性能： 0Cr17Ni4Cu4Nb钢一样不进行冷加工。热加工温度为1000~1170°C。对大于76mm或形状复杂的部件，热加工后应及时回炉加热到原热加工的温度，随后缓慢冷却。 0Cr17Ni4Cu4Nb钢可用任何焊接不锈钢的方法焊接。在固溶，时效或过时效状态都可焊接。焊前不需要预热，当要求焊缝强度为时效后强度的9 0%时，则焊后需要重新固溶和时效处理。此钢也可进行钎焊，适宜的钎焊温度为此钢的固溶处理温度。
物理性能： 密度：7780 kg/m2 线膨胀系数：（H900热处理态） 20~100°C时，0.0000108 /K; 20~200°C时，0.00001016 /K; 20~300°C 时，0.00001136 /K 热导率： 100°C 时，17W/(m*K); 300°C时，20W/(m*K); 500°C时，23W/(m*K) 弹性模量： 20°C 时，191000 MPa; 100°C时，191000 MPa; 320°C时，181000 MPa 0Cr17Ni7Al钢常见的热处理工艺有哪些？ 沉淀硬化马氏体不锈钢的焊接特点
表1是沉淀硬化马体不锈钢的化学成分。这类钢在高温下是奥氏体组织，因其Ms点高，Mf点亦在室温以上。以17-4PH钢为侧。通过1020～1 060℃固溶处理后，形成马氏体组织，再经时效处理(470-630℃)，在马氏体组织中固溶度小的Cu、Nb、Mo、Al、Ti等发生碳化物析出和强化作用，其屈服强度可达到1171MPa。 表1典型沉淀硬化马氏体不错钢的化举成分 表2典型沉淀硬化马氏体不锈钢的力学性能 马氏体沉淀硬化不锈铜碳含量低(≤0.07％C)，淬硬倾向不大，具有良好的焊接性。采纳焊条手工焊、惰性气体爱护焊，一样均不需要预热和后热。在进行厚板和拘谨度太的结构焊接时可采取100～150℃的预热。 17-4PH钢焊接时，在加热时期热阻碍区马氏体转变为奥氏体，冷却时在150℃以下，又转变为舍有少量铁素体的马氏体组织(硬度Rc32)再经时效处理，析出含Cu的析出相，使热阻碍区明显强化(Rc44)。 沉淀硬化马氏体不锈钢的焊接材料，在设计要求焊缝性能要与母材相当时，应选用与母材同质的焊材，如表3中17-4PH的配套焊材。如果并不需要焊缝性能与母材相当，可采纳奥氏体不锈钢焊材(308L、347L)，或者采纳镍合金焊材(lncone182填充焊丝)。 表3沉淀硬化不错钢的焊接材料
不锈钢热处理知识
敏化处理：18-8钢系列的奥氏体不锈钢在450C?850 C （此区间常称为敏化温度）短时间加热，使其具有晶间腐蚀倾向。这是因为碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。奥氏体不锈钢在经400C?850C的温度范围内（敏化温度区域）时，会有高铭碳化物 （Cr23C6）析出，当铭含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铭，会产生晶间腐蚀，严重时材料能变成粉末。该方法一般只在不锈钢晶间腐蚀试验时采用。 （2）固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100C左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铭形成高铭碳化物）。 不同的不锈钢固溶化的温度烧有不同，304,316等奥氏体不锈钢一般是1050 C，奥氏体-铁素体双相不锈钢要高一点，可到1150 C . 固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100 C左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铭形成高铭碳化物）。这种热处理方法为固溶热处理。 固溶热处理中的快速冷却似乎象普通钢的淬火，但此时的淬火'与普通钢的淬火是不同的，前者是软化处理，后者是淬硬（形成马氏体）。后者为获得不同的硬度所采取的加热温度也不一样，但没到1100 C。 我是搞火电的，回答可能不太全面，谁知道的可以继续补充
在电厂中，奥氏体不锈钢管进行冷弯加工，容易产生形变诱发马氏体相变（很拗口，其实就是产生了马氏体），容易引起耐蚀性的下降。ASME标准规定，当加工量超过一定量时就必须进行固溶处理 （3）稳定化处理：为避免碳与铭形成高铭碳化物，在奥氏体钢中加入稳定化元素（如Ti和Nb）,在加热到875C以上温度时，能形成稳定的碳化物。这是因为Ti （或Nb）能优先与碳结合，形成TiC （或NbC）,从而大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），起到了牺牲Ti （或Nb）保护Cr的目的。含Ti （或Nb）的奥氏体不锈钢（如：1Cr18Ni9Ti , 1Cr18Ni9Nb）经稳定化处理后比进行固溶热处理更具有良好的综合机械性能。 稳定化处理：为避免碳与铭形成高铭碳化物，在奥氏体钢中加入稳定化元素（如Ti和Nb），在加热到875 C以上温度时，能形成稳定的碳化物（由于Ti和Nb能优先与碳结合，形成TiC或NbC）,大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），从而起到了牺Ti和Nb保Cr 的目的。 经稳定化处理比进行固溶热处理的奥氏体不锈钢，具有更好的综合机 械性能。 （4）所以，有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳 定化处理
304不锈钢的固溶热处理工艺之令狐文艳创作
304不锈钢的固溶处理热处理工艺 令狐文艳 摘要 研究了不同热处理工艺对304奥氏体不锈钢组织和性能的影响。304奥氏体不锈钢试块进行1050℃保温30min固溶处理，分别在水中和在空气中冷却。结果发现得出组织均为单相奥氏体，水中冷却不锈钢硬度更高，说明水冷后获得更大的内应力。原材料进行650℃保温60min敏化处理和800℃保温60min敏化处理，对比得出在800℃保温60min时更容易发生晶间腐蚀。因此，304不锈钢热处理时应避免在敏化温度区间内较高温度停留较长的时间。 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%、含Ni8%—10%、C约0．1%时，具有稳定的奥氏体组织。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，等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性、酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0．03%或含Ti、N，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用［1—5］。 304奥氏体不锈钢作为一种用途广泛的钢，具有良好的腐蚀
性、耐热性、低温强度和机械性能；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象，无磁性。用于家庭用品（餐具、橱柜、锅炉、热水器），汽车配件，医疗器具，建材，化学，食品工业，船舶部件。根据不同的要求，其常用的热处理工艺主要有：固溶处理、稳定化处理和去应力处理等［6，7］，由其应用的广泛性，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20mm，高20mm 的圆柱体试样。对试样分别在1050℃，保温30min空冷和水冷进行固溶处理，在650℃并保温1h段后空冷和800℃并保温1h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。 2实验结果与讨论 2．1原材料夹杂物的测定结果 按照国标《GB/T10561—2005钢中非金属夹杂物含量的测定》实验方法，对原材料非金属夹杂物如图1所示，在100倍下与标准图对比，可以得出原材料含有两类夹杂物。沿轧制方向排成一列为氧化铝类（B类），从粒度粗细和长度可以判断是细系，1．5级。形态比小，成黑色无规则分布的颗粒为球状氧化物类（D类），从粒度和数量可以判断是细系，1．5
固溶热处理工艺
固溶热处理工艺：（1）加热及冷却制度： 钢号壁厚mm 在制品成品 式冷却方温度℃转速r/min 温度℃转速r/min 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9 0Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti 1Cr19Ni9 0Cr18Ni10Ti TP304 TP321 1~2 1050~1100 800~900 1020~1050 700~800 喷淋 薄壁管可 以风冷或 空冷 2~3 1050~1100 700~800 1020~1050 600~700 3~4 1050~1100 700~800 1020~1050 600~700 4~5 1080~1120 700~800 1020~1050 550~650 5~6 1080~1120 600~700 1020~1050 500~600 6~7 1080~1120 550~650 1020~1050 500~600 7~8 1080~1120 450~550 1020~1050 400~500 8~9 1080~1120 400~500 1020~1050 400~500 9~10 1080~1120 400~500 1020~1050 300~400 10~11 1080~1120 400~500 1020~1050 300~400 11~12 1080~1120 350~450 1020~1050 200~300 12~13 1080~1120 300~400 1020~1050 200~300 13~14 1080~1120 250~400 1020~1050 150~300 14~15 1080~1120 200~350 1020~1050 100~250 16~17 1080~1120 150~300 1020~1050 50~150 >17 1080~1120 100~250 1020~1050 50~150 00Cr19Ni10 1Cr18Ni12Mo2Ti 0Cr18Ni12Mo2Ti 0Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 TP304L TP316 TP316L TP316Ti 1~2 1050~1100 800~900 1040~1080 700~800 2~3 1050~1100 700~800 1040~1080 600~700 3~4 1050~1100 700~800 1040~1080 600~700 4~5 1080~1120 700~800 1040~1080 550~650 5~6 1080~1120 600~700 1040~1080 500~600 6~7 1080~1120 550~650 1040~1080 500~600 7~8 1080~1120 450~550 1040~1080 400~500 8~9 1080~1120 400~500 1040~1080 400~500 9~10 1100~1130 400~500 1040~1080 300~400 10~11 1100~1130 400~500 1040~1080 300~400 11~12 1100~1130 350~450 1040~1100 200~300 12~13 1100~1130 300~400 1040~1100 200~300 13~14 1100~1130 250~400 1040~1100 150~300 14~15 1100~1130 200~350 1040~1100 100~250 16~17 1100~1130 150~300 1040~1100 50~150 >17 1100~1130 100~250 1040~1100 50~150 注：￠∠133 时；时间为15~35 分钟￠≥133 时；时间为20~40 分钟 注：炉辊线速度约为0.15m / 100转/分 （1）必须经常用红外测温仪和自动记录仪表显示的温度进行校对，发现异常必须及时向有关人员汇报，并得到有关人员书面指示后方可继续生产操作。 （2）喷淋装置的上下喷淋冷却水量要足够大，而且要有适当的配比以保证快速冷却和最小的弯曲度。（3）成品热处理后，各项性能指标应符合的技术标准（常见钢种的强度指标和延伸指标见上表）。
不锈钢热处理知识
敏化处理：18-8钢系列的奥氏体不锈钢在450℃～850℃（此区间常称为敏化温度）短时间加热，使其具有晶间腐蚀倾向。这是因为碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。奥氏体不锈钢在经400℃～850℃的温度范围内（敏化温度区域）时，会有高铬碳化物（Cr23C6）析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，严重时材料能变成粉末。该方法一般只在不锈钢晶间腐蚀试验时采用。 （2）固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铬形成高铬碳化物）。 不同的不锈钢固溶化的温度烧有不同, 304,316等奥氏体不锈钢一般是1050℃,奥氏体-铁素体双相不锈钢要高一点,可到1150℃. 固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铬形成高铬碳化物）。这种热处理方法为固溶热处理。 固溶热处理中的快速冷却似乎象普通钢的淬火，但此时的‘淬火’与普通钢的淬火是不同的，前者是软化处理，后者是淬硬（形成马氏体）。后者为获得不同的硬度所采取的加热温度也不一样，但没到1100℃。我是搞火电的，回答可能不太全面，谁知道的可以继续补充。
在电厂中，奥氏体不锈钢管进行冷弯加工，容易产生形变诱发马氏体相变（很拗口，其实就是产生了马氏体），容易引起耐蚀性的下降。ASME标准规定，当加工量超过一定量时就必须进行固溶处理 （3）稳定化处理：为避免碳与铬形成高铬碳化物，在奥氏体钢中加入稳定化元素（如Ti和Nb），在加热到875℃以上温度时，能形成稳定的碳化物。这是因为Ti（或Nb）能优先与碳结合，形成TiC（或NbC），从而大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），起到了牺牲Ti（或Nb）保护Cr的目的。含Ti（或Nb）的奥氏体不锈钢（如：1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni9Nb）经稳定化处理后比进行固溶热处理更具有良好的综合机械性能。 稳定化处理：为避免碳与铬形成高铬碳化物，在奥氏体钢中加入稳定化元素（如Ti和Nb），在加热到875℃以上温度时，能形成稳定的碳化物（由于Ti和Nb能优先与碳结合，形成TiC或NbC），大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），从而起到了牺Ti和Nb保Cr 的目的。 经稳定化处理比进行固溶热处理的奥氏体不锈钢，具有更好的综合机械性能。 （4）所以，有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳定化处理
热处理工艺规范
ZX/JS-007 江苏新中信电器设备有限公司 热处理工艺规范 编制：审批： 二零一三年三月 江苏新中信电器设备有限公司 热处理工艺规范ZX/JS-007 1 目的 对零部件消除应力，改善材料或零件机械性能的热处理质量实施控制，以保证热处理符合技术条件的要求。 2适用范围 本规范适用于本厂钢制零件在周期作业加热炉中的调质、固熔工序。 3准备工作 3.1检查设备及仪表是否正常。 3.2检查零件上的材料是否符合图样要求。 3.3检查零件的尺寸是否符合图样及工艺文件的规定。 3.3.1调质件最好先经粗加工，断面大于100mm的零件，当有内孔时，应钻孔后
再调质，并且防止出现尖角。 3.3.2调质件的加工余量应大于允许的变形量。 3.3.3不同淬火温度的调质件，不得同炉处理，同炉处理件的有效厚度应相近。 4 工艺规范 4.1 技术部根据标准、工艺规程、材料和设计技术条件，负责编制热处理工艺规程。 4.2 热处理工艺规程至少应包括以下内容： a)热处理工件的材料牌号 b)热处理设备及热处理种类（调质、固溶等） c)热处理工艺参数（升温、保温、出炉温度、回火温度及各温度段的加热时间等）和工艺曲线图。 d)冷却方法及冷却介质。 4.3 消除应力热处理后一般不得再进行焊接补焊。否则应重新进行热处理。 4.4 ASTM A276 410或420调质处理(详见附录1)规范见表1。 表1
4.4.1机械性能参数： ≥550MPa 。 Rm ≥690MPa ； Rp 0.2 4.5 ASTM A276 410或420淬火处理(详见附录2)规范见表2。 表2 4.6 ASTM A182 F304、F316、F321钢固溶处理（详见附录3）规范见表3。
不锈钢的热处理
合金元素对不锈钢组织和性能的影响 1铬 决定不锈钢耐蚀性的主要元素是铬。这是由于钢中含有足够量的铬时，钢在氧化性介质中就可形成以Cr2O3为基体的稳定的表面防护膜；同时，铬能够有效地提高固溶体（铁素体、马氏体或奥氏体）的电极电位，从而使钢不受腐蚀。铬对提高钢的电极电位是遵循n/8规律的。即当铬良达到n/8原子（1/8、2/8、3/8…或12.5%、25%、37.5%…）时，电极电位有一个跃增，见下图铬的原子浓度占1/8（即12.5%），若以质量计，为11.7%，所以铬不锈钢的含铬量都在12%以上。 2碳 碳的影响主要表现在两方面，一方面它是稳定奥氏体的元素，并且作用很大，相当于镍的30倍；另一方面，由于碳和铬的亲和力很强，它与铬可形成一系列的复杂碳化物，其成分随钢中含铬量的不同而异，含铬量少于10%时，主要是渗碳体型碳化物（Fe，Cr）3C；在高铬钢中则形成复杂的碳化物（Cr，Fe）7C3或（Cr，Fe）23C6。因此，钢中含碳两越高，其抗腐蚀性就越低。对于不锈钢来说，要求耐蚀性是主要目底，故不锈钢的含碳量一
般都较低，大多数仅为0.1～0.2%，一般不超过0.4%。只有在少数情况下，例如用作滚动轴承、弹簧和刃具时，由于要求高的硬度和耐磨性，才将含碳量提高至0.85%～0.95%（如9Cr18钢）。但为了保持一定的耐蚀性，这；类钢的含铬量也相应地要高些。 3镍 镍是形成奥氏体的合金元素，但镍的作用只有与铬配合时才会充分发挥出来，若单独使用镍而不使用铬，低碳镍钢要获得纯奥氏体的单相组织，含镍量需高达24%，事实上含镍量达到27%时才能提高钢的耐蚀性，故在不锈钢中没有单独以镍作为合金元素的。当镍和铬配合时，镍提高钢的耐蚀作用就显著地表现出来。 向铁素体不锈钢中加入少量的镍，即可使金相组织由单相铁素体转变为铁素体和奥氏体两相状态，这样就可通过热处理来改善和提高其机械性能。例如，单相铁素体的Cr17钢是不能通过热处理提高机械强度的，其抗拉强度只有400MN/m2左右，但加入2%镍的Cr17Ni2钢，经10000C油冷淬火和3000C回火后，抗拉强度可达1100MN/m2。这是由于镍的加入，组织具有γ→α的转变的缘故。 在含铬18%的铬钢中加入8%镍后，可获得完全奥氏体组织，这就是广泛应用的18-8型铬镍奥氏体不锈钢。这种钢除了具有高的耐蚀性外，还具有良好的冷变形及焊接性能，并且没有磁性。 锰和氮 锰是镍的代用元素之一。锰和镍一样是形成奥氏体的合金元素，高碳钢中含锰两大于12%即可获得奥氏体组织（如Mn13），但由于锰对提高固溶体的电极电位的效果不大，形成的氧化膜也没有防护作用，钢中的含锰量在0～10.4%之间变化时，在空气与酸中的腐蚀率没有多大变化，因此不锈钢中不能单独使用锰作为合金元素。 锰在形成奥氏体方面的作用为约镍的二分之一，即用2%的锰代替1%的镍。
固溶处理和时效处理
固溶处理和时效处理 1、固溶处理 所谓固溶处理，是指将合金加热到高温奥氏体区保温，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。 固溶处理的主要目的是改善钢或合金的塑性和韧性，为沉淀硬化处理作好准备等。适用 多种特殊钢，高温合金，特殊性能合金，有色金属。 尤其适用：1.热处理后须要再加工的零件。 2.消除成形工序间的冷作硬化。 3.焊接后工件。 原理 序言 固溶处理是为了溶解基体内碳化物、γ’相等以得到均匀的过饱和固溶体，便于时效时重新析出颗粒细小、分布均匀的碳化物和γ’等强化相，同时消除由于冷热加工产生的应力，使合金发生再结晶。其次，固溶处理是为了获得适宜的晶粒度，以保证合金高温抗蠕变性能。固溶处理的温度范围大约在980~1250℃之间，主要根据各个合金中相析出和溶解规律及使用要求来选择，以保证主要强化相必要的析出条件和一定的晶粒度。对于长期高温使用的合金，要求有较好的高温持久和蠕变性能，应选择较高的固溶温度以获得较大的晶粒度；对于中温使用并要求较好的室温硬度、屈服强度、拉伸强度、冲击韧性和疲劳强度的合金，可采用较低的固溶温度，保证较小的晶粒度。高温固溶处理时，各种析出相都逐步溶解，同时晶粒长大；低温固溶处
理时，不仅有主要强化相的溶解，而且可能有某些相的析出。对于过饱和度低的合金，通常选择较快的冷却速度；对于过饱和度高的合金，通常为空气中冷却。 不锈钢固溶热处理 碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。奥氏体不锈钢在经400℃～850℃的温度范围内时，会有高铬碳化物析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，严重时能变成粉末。所以有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳定化处理。 固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态。这种热处理方法为固溶热处理。 固溶热处理中的快速冷却似乎象普通钢的淬火，但此时的‘淬火’与普通钢的淬火是不同的，前者是软化处理，后者是淬硬。后者为获得不同的硬度所采取的加热温度也不一样，但没到1100℃。 淬火 钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3或Ac1以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms 以下进行马氏体转变的热处理工艺。 通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。 淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨
不锈钢及其热处理知识
不锈钢及其热处理知识 美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中： ①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示， ②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。例如，某些较普通的奥氏体不锈钢是以201、 304、 316以及310为标记， ③铁素体不锈钢是以430和446为标记，马氏体不锈钢是以410、420以及440C为标记，双相（奥氏体－铁素体）， ④不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50%的高合 大家知道固态金属及合金都是晶体，即在其内部原子是按一定规律排列的，排列的方式一般有三种即：体心立方晶格结构、面心立方晶格结构和密排六方晶格结构。金属是由多晶体组成的，它的多晶体结构是在金属结晶过程中形成的。组成铁碳合金的铁具有两种晶格结构：910℃以下为具有体心立方晶格结构的α——铁，910℃以上为具有面心立方晶格结构的Υ——铁。如果碳原子挤到铁的晶格中去，而又不破坏铁所具有的晶格结构，这样的物质称为固溶体。碳溶解到α——铁中形成的固溶体称铁素体，它的溶碳能力极低，最大溶解度不超过0.02%。而碳溶解到Υ——铁中形成的固溶体则称奥氏体，它的溶碳能力较高，最高可达2%。奥氏体是铁碳合金的高温相。 钢在高温时所形成的奥氏体，过冷到727℃以下时变成不稳定的过冷奥氏体。如以极大的冷却速度过冷到230℃以下，这时奥氏体中的碳原子已无扩散的可能，奥氏体将直接转变成一种含碳过饱和的α固溶体，称为马氏体。由于含碳量过饱和，引起马氏体强度和硬度提高、塑性降低，脆性增大。 不锈钢的耐蚀性主要来源于铬。实验证明，只有含铬量超过12%时钢的耐蚀性能才会大大提高，因此，不锈钢中的含铬量一般均不低于12%。由于含铬量的提高，对钢的组织也有很大影响，当铬含量高而碳含量很少时，铬会使铁碳平衡，图上的Υ相区缩小，甚至消失，这种不锈钢为铁素体组织结构，加热时不发生相变，称为铁素体型不锈钢。 当含铬量较低(但高于12%)，碳含量较高，合金在从高温冷却时，极易形成马氏体，故称这类钢为马氏体型不锈钢。 镍可以扩展Υ相区，使钢材具有奥氏体组织。如果镍含量足够多，使钢在室温下也具有奥氏体组织结构，则称这种钢为奥氏体型不锈钢。 不锈钢有两种分类法：一种是按合金元素的特点，划分为铬不锈钢和铬镍不锈钢；另一种是按在正火状态下钢的组织状态，划分为M不锈钢、F不锈钢、A不锈钢和A一F双相不锈钢。 一、马氏体不锈钢典型的马氏体不锈钢钢号有1Cr13～4Cr13和9Cr18等 1Cr13钢加工工艺性能良好。可不经预热进行深冲、弯曲、卷边及焊接。2Crl3冷变形前不要求预热，但焊接前需预热，ICrl3、2Cr13主要用来制作耐蚀结构件如汽轮机叶片等，而3Cr13、4Cr13主要用来制作医疗器械外科手术刀及耐磨零件；9Cll8可做耐蚀轴承及刀具。二、铁素体不锈钢铁素作不锈钢的含Cr量一般为13％～30％合碳量低于0.25%。有时还加入其它合金元素。金相组织主要是台铁素体，加热及冷却过程中没有α<=>γ转变，不能用热处理进