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304不銹鋼固溶處理熱處理方法

     討論了不同熱處理方法對(duì)304奧氏體不銹鋼組織和性能的影響。304奧氏體不銹鋼試塊在1050℃下固溶，保溫30min，分別在水中和空氣中冷卻。結(jié)果表明，所有組織均為單相馬氏體，水中不銹鋼的冷卻硬度較高，表明水冷后內(nèi)應(yīng)力較大。原材料經(jīng)650℃保溫60min敏化處理和800℃保溫60min敏化處理。相比之下，在800℃下保溫60min時(shí)更容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。因此，304不銹鋼在熱處理過(guò)程中應(yīng)避免高于敏化溫度區(qū)

奧氏體不銹鋼是指在室溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含有約18%的Cr、Ni8%-10%、C約0．1%具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體不銹鋼無(wú)磁性，韌性和塑性高，但強(qiáng)度低。它不能通過(guò)改變來(lái)加強(qiáng)。它只能通過(guò)冷加工來(lái)加強(qiáng)。例如，添加s，Ca，Se，其他元素，則具有較好的切削性能。這種鋼除了耐還原性、酸介質(zhì)腐蝕外，如果含有Mo、Cu等元素還可以抵抗鹽酸、磷酸、甲酸、醋酸等的腐蝕。如果這種鋼中的碳含量低于0．03%或含Ti、N，它的耐應(yīng)力腐蝕性能可以顯著提高。由于奧氏體不銹鋼具有綜合性和良好的綜合性能，已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)

作為一種應(yīng)用廣泛的鋼材，304奧氏體不銹鋼具有良好的腐蝕性、耐熱性、低溫強(qiáng)度和機(jī)械性能；沖壓、彎曲等熱加工性好，無(wú)熱處理硬化，無(wú)磁性。用于家庭用品(餐具、櫥柜、鍋爐、熱水器)、汽車零部件、醫(yī)療設(shè)備、建筑材料、化工、食品工業(yè)、船舶零部件。根據(jù)不同的要求，常用的熱處理方法主要有：固溶處理、穩(wěn)定處理、去應(yīng)力處理等［6，7］，由于其廣泛的應(yīng)用，其熱處理方法的研究對(duì)生產(chǎn)起到了很好的指導(dǎo)作用。1.304奧氏體不銹鋼(國(guó)產(chǎn)型號(hào)為0Cr18Ni9)的化學(xué)成分為碳≤0．08%，硅≤1．00%，錳≤2．00%，磷≤0．045%，硫0．03%，鎳8．0%—10．5%，鉻18%-20%。原料采用熱軋制成，切割成直徑20mm、高度20mm的圓柱體樣品。樣品分別在1050℃、保溫30min的空冷和水冷處理，在650℃和保溫1h段后進(jìn)行空冷和800℃，并保溫1h至室溫，進(jìn)行敏化處理。洛氏硬度計(jì)和金相顯微鏡用于分析原料和熱處理樣品的硬度和合金成分。

2．3.熱處理方法對(duì)組織和性能的影響

2．3．1.固溶處理對(duì)組織的影響

將304奧氏體不銹鋼原料加熱至1050℃，保溫30min，通過(guò)快速冷卻至室溫重新固溶。固溶處理后的組織如圖3所示，如圖4所示。圖3為空冷試樣合金成分，圖4為水冷試樣合金成分。腐蝕方法為5g高氯化鐵、10ml硫酸、500ml乙醇混合物，腐蝕10min。

從合金成分的照片可以看出，經(jīng)過(guò)固溶處理的金相樣品很難腐蝕，晶界也不明顯。這種合金成分是奧氏體晶粒，晶體對(duì)稱細(xì)小，伴有雙晶，黑點(diǎn)是滲碳體。根據(jù)《GB/T6394-2002金屬平均晶粒度測(cè)定法進(jìn)行評(píng)級(jí)，空冷后晶粒度為5．在5級(jí)上下，與原材料的晶粒大小相比變化不大，因此也可以推斷，原材料的固溶處理也是空冷的。水冷后，晶粒大小增加，為6．5級(jí)上下。

2．3．2.固溶處理對(duì)機(jī)械性能的影響

固溶處理時(shí)空冷卻和水冷的各種硬度值如表2所示。從表2可以看出，當(dāng)冷卻速度提高時(shí)，奧氏體不銹鋼的硬度也相應(yīng)增加。奧氏體不銹鋼在冷卻過(guò)程中沒(méi)有組織變化，但硬度增加。這是因?yàn)閵W氏體不銹鋼在快速冷卻過(guò)程中表面受到激冷收縮而變硬，內(nèi)部溫度仍然較高且較軟，并且由于表面的收縮而受到塑性壓縮變形。就像沖床一樣，上下收縮并水平膨脹。由于外部剛性和內(nèi)部柔軟性，如果繼續(xù)冷卻到室溫，內(nèi)部收縮大于表面。由于內(nèi)部收縮在表面產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，［8］。因?yàn)檫@種殘留壓應(yīng)力對(duì)材料的機(jī)械性能有很好的影響。所以，在奧氏體不銹鋼固溶處理中，水冷比空冷好。

3結(jié)論

通過(guò)對(duì)304奧氏體不銹鋼熱處理方法的研究，得出以下結(jié)論：

（1）經(jīng)過(guò)固溶處理的奧氏體不銹鋼具有更好的耐腐蝕性。固溶后，水冷比空冷獲得更高的表面硬度，表面為殘余壓應(yīng)力，這也有利于其他機(jī)械性能。

（2）可以得出結(jié)論，經(jīng)過(guò)敏化的奧氏體不銹鋼非常容易腐蝕。此外，敏化溫度越高，敏化時(shí)間越長(zhǎng)，敏化后的應(yīng)力腐蝕趨勢(shì)越大。因此，奧氏體不銹鋼的熱處理必須避免在敏化范圍內(nèi)進(jìn)行。