不锈钢锻件热处理.pdf
不锈钢锻件热处理 铁素体型不锈钢 铁素体不锈钢是没有相变的钢，它们的力学性能因热处理而发生的改变甚少，仅有的热 处 理是再结晶退火，其目的是为了去除应力，均匀和稳定组织。再结晶退火温度通常取在700 800C温度范围内，然后在空气中冷却。这类钢退火后的组织基本上是铁素体加少许碳化物。具有较好的塑性和耐蚀性，但强度不 高，焊接和成形性能较好。高铮铁素体钢的主要缺点是脆性大。随着含铮量的增高，韧性会下降。造成脆性的原因主 要是：晶粒粗大；475C脆性；析出c相。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(10501100C)，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(275450C,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900C，使大部分碳化铸溶解，而溶解了的碳与钛或银 化合为比碳化縮稳定的TiC或NbC使碳化縮不再在晶间析出。这种处理对力学性能没有明显影 响。(4)消作c相的热处理 在高铮奥氏体钢含镰不足的情况下，热处理时可能会产生c相，使钢的ak值下降。这类钢c相形成温度约为500-970T。避开c相形成温度而加热至更高温度 时，c相可以转变成高温铁素体相而使韧f生灰复。马氏体型不锈钢 马氏体不锈钢常用的热处理退火、淬火及回火。退火的目的是降低锻造后锻件或焊接后的零 件的硬度，以便进行精加工；同时消除内应力以防止开裂。退火后的组织为富縮的铁素 体和碳化物(Cr23C6)，其力学性能较低，耐蚀性也差。因此，这类钢在大多数情况下，都在淬火回后使用。由于各类零件对性能的要求不同，回火加热温度不完全相同。回火温度(2h)对含12%Cr-0.1%C勺不锈钢力学性能的影响，可以看出，在回火温度超过 480C以前，这种 钢不明显软化；当回火温度达到430C左右时，有微弱的二次硬化作用，这很可能是(Fe,Cr)23C 相析出造成的。在此温度，冲击强度降低。因此，对于需要承受冲击载荷的零件应避开在370 6001范围内回火。沉淀硬化不锈钢 任何一种热处理工艺，均包含以下三个过程：因溶处理、调整处理和时效处理。1.固溶处理 经固溶处理(10001050C，1h,空冷)获得的组织是奥氏体加少量铁素体，在随后500800 进行调整处理时，由于原子在铁素体中扩散速度要比在奥氏体中快，且铁素体内含铸量高，碳化物(Cr23C6)易沿着a(S)和r的相界面析出，又降低了奥氏体中碳及合金元素的含量，从而提高 这类钢的Ms点，使之获得更多的马氏体。a(S)铁素体量不能过多，否则不利于热加工，也不参 与马氏体转变，会降低钢的强度。2.调整处理 固溶处理后进行的中间处理，一般又称调整处理，目的是获得一定数量的马氏体，从而使钢 强化，常用以下三种方法：(1)中间时效法(简称T处理法)固溶处理后再加热至(760+15)r 保温90min,因 有Cr23C6碳化物从奥氏体中析出，降低了奥氏体中的碳及合金元素含量，使 Ms点升高到 70E，随后冷却到室温便得到马氏体+a铁素体+残余奥氏体组织，残余奥氏体在随后510E时效才 分解完。(2)高温调整及深冷处理法(R处理法)固溶后，行先加热到950r保温90min。由于升 高了 Ms点，冷却到室温，可得到少量马氏体；之后再经-70 r冷处理，保温8h，就可获得一定数 量的马氏体。（3）冷变形法（C处理法）固溶处理后，在室温下冷变形，冷变形时形成马氏体的数量与 变形量及不锈钢的成分有尖。一般变形量在 15%-20%就能获得必要数量的马氏体，过大 的变形量会使马氏体发生加工硬化，使塑性显著下降。3.时效处理（H处理）调整处理后，均须进行时效处理。时效处理是这类钢进行强化的另一途径。当时效温度 高于400C，会从马氏体中析出金属间化合物（如Ni3Ti等），呈高度弥散分布，起沉淀硬 化作用。一般在约500E进行时效，可获得高的强度及硬度。常用不锈钢热处理制度及力学性能 类型 钢种 热处理制度 力学性能（不小于）淬火/C 冷却 回火/C 冷却(T b/MPa(T 0.2/MP a/%/%ak/MJ m2 HRC 马氏 体型 1Cr13 1000 1050 油，水 700 750 油，空 气 588 412 20 60 9 2Cr13 1000 1050 油，水 650 750 油，空 气 833 637 16 55 6 3Cr13 1000 1050 油 200 300 油，空 气 1568 1274 3 48 4Cr13 1050 1100 油 200 300 油，空 气 50 9Cr18MoV 1050 1075 油 100 200 空 50 诙索W型 Cr17,Cr17Ti 700 800 空 441 294 20 Cr17Mo2Ti 750 800 空 490 294 20 35 Cr25Ti 700 800 空 441 294 20 45 Cr28 700 800 空 441 294 20 45 奥氏 体型 0Cr18Ni9 1080 1130 水 490 196 45 60 1Cr18Ni9 1100 1150 水 539 196 45 60 1Cr18Ni9Ti 1000 1100 水 539 196 40 55 1Cr18Ni12Mo2T 1 1000 1100 水 539 215 40 55 Cr18Ni18Mo2Cu Ti 1050 1100 水 637 225 40 Cr17 Mn 13Mo2N 1030 1070 水 735 441 30 55 Cr18 Mn lONiSMo 3N 1100 1150 水 686 343 45 65 沉淀 硬化 17-4PH 1050+14 空 467+12 空 1029 754 12 45 1050+14 空 621 空 999 862 19 60 33 17-7PH 1040 13.9 尢 工 892 274 35 1040 13.9 空 760 13.9 尢 工 565 尢 工 1411 1303 9 43
