奥氏体不锈钢的晶间腐蚀及热处理

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1、奥氏体不锈钢的晶间腐蚀及热处理 1. 奥氏体不锈钢晶间腐蚀原因及防止措施 奥氏体不锈钢在 450850保温或缓慢冷却时，会出现晶问腐蚀。合碳量越高，晶间蚀倾 向性越大。此外，在焊接件的热影响区也会出现晶间腐蚀。这是由于 在晶界上析出富 Cr 的 Cr23C6。使其周围基体产生贫铬区，从而形成腐蚀原电池而造成的。这种晶间腐蚀现象 在铁素体不锈钢中也是存在的。 工程上常采用以下几种方法防止晶间腐蚀： （1）降低钢中的碳量，使钢中合碳量低于平衡状态下在奥氏体内的饱和溶解度，即从根本 上解决了铬的碳化物（Cr23C6）在晶界上 析出的问题。通常钢中含碳量降至 0.03以下 即可满足抗晶间腐蚀性能的要求

2、。 （2）加入 Ti、Nb 等能形成稳定碳化物（TiC 或 NbC）的元素，避免在晶界上析出 Cr23C6，即可防上奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。 （3）通过调整钢中奥氏体形成元素与铁素体形成元素的比例，使其具有奥氏体+铁素体双 相组织，其中铁素体占 5一 12。这种双相组织不易产生晶间腐蚀。 （4）采用适当热处理工艺，可以防止晶间腐蚀，获得最佳的耐蚀性。 2.奥氏体不锈钢的应力腐蚀 应力（主要是拉应力）与腐蚀的综合作用所引起的开裂称为应力腐蚀开裂，简称 SCC（Stress Crack Corrosion） 。奥氏体不锈钢容易在含氯离子的腐蚀介质中产生应力腐蚀。 当含 Ni 量达到 8一 10时，

3、奥氏体不锈钢应力腐蚀倾向性最大，继续增加 含 Ni 量至 4550应力腐蚀倾向逐渐减小，直至消失。 防止奥氏体不锈钢应力腐蚀的最主要途 径是加入 Si 24并从冶炼上将 N 含量控制在 0.04以下。此外还应尽量减少 P、Sb、Bi、As 等杂质的含量 。另外可选用 A-F 双用钢，它在 Cl-和 OH-介质中对应力腐 蚀不敏感。当初始的微细裂纹遇到铁素体相后不再继续扩展，体素体含量应在 6%左右。 3.奥氏作不锈钢的形变强化 单相的奥氏体不锈钢具有良好的冷变形性能，可以冷拔成很细的钢丝，冷轧成很薄的钢带 或钢管。经过大量变形后，钢的强度大力提高 ，尤其是在零下温区轧制时效果更为显著。 抗拉强

4、度可达 2 000 MPa 以上。这是因为除了冷作硬化效果外，还叠加了形变诱发 M 转变。奥氏作不锈钢经形变强化后可用来制造不锈弹簧、钟表发条、航空结构中的钢丝绳等。形 变后若需焊接，则只能采用点焊工艺、形变使应力腐蚀倾向性增加 。并因部分 -M 转变 而产生铁磁性，在使用时（如仪表零件中）应予以考虑。再结晶温度随形变量而改变，当 形变量为 60时，其再结晶温度降为 650冷变形奥氏体不锈钢再结晶退火温度为 8501050，850则需保温 3h，1050时 透烧即可，然后水冷。 4.奥氏作不锈钢的热处理 奥氏体不锈钢常用的热处理工艺有：固溶处理、稳定化处理和去应力处理等。 （1） 固溶处理。

5、将钢加热到 10501150后水淬，主要目的是使碳化物溶于奥氏体中，并将此状态保留到 室温 ，这样钢的耐蚀性会有很大改善。如上所述，为了防止晶问腐蚀，通常采用固溶化处 理，使 Cr23C6 溶于奥氏体中，然后快速冷却。对于薄壁件可采用空冷 ，一般情况采用水 冷。 （2） 稳定化处理。 一般是在固溶处理后进行，常用于含 Ti、Nb 的 18-8 钢，固处理后，将钢加热到 850880保温后空冷 ，此时 Cr 的碳化物完全溶解，然而钛的碳化物不完全溶解，且在 冷却过程中充分析出，使碳不可能再形成格的碳化物，因而有效地消除了晶间腐蚀。 （3） 去应力处理。 去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应

6、力的热处理工艺。一般加热到 300350 回火。对于不 含稳定化元素 Ti、Nb 的钢，加热温度不超过 450t，以免析出铬的碳化物而 引起晶间腐蚀。对于超低碳和含 Ti、Nb 不锈钢的冷加工件和焊接件，需在 500950,加 热 ，然后缓冷，消除应力（消除焊接应力取上限温度） ，可以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢 的应力腐蚀抗力。 四、奥氏体-铁素体双相不锈钢 在奥氏体不锈钢的基础上，适当增加 Cr 含量并减少 Ni 含量，并与回溶化处理相配合，可 获得具有奥氏体和铁素体的双相组织（ 含 4060-铁素体）的不锈钢，典型钢号有 0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、0Cr21Ni6Mo2Ti

7、 等。双相不锈钢与里氏体不锈钢 相比有较好的 焊接性，焊 后不需热处理，而且其晶间腐蚀、应力腐蚀倾向性也较小。但由于含 Cr 量高， 易形成 相，使用时应加以注意。马氏体不锈钢没有晶间腐蚀通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类 可硬化的不锈钢。典型牌号为 Cr13 型，如 2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13 等。淬火后硬度较高，不同 回火温度具有不同强韧性组合，主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学 成分的差异，马氏体不锈钢可分为 马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理 的不同，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及 马氏体时效不锈钢 等。