奧氏作不銹鋼的形變強化
單相的奧氏體不銹鋼具有良好的冷變形性能,可以冷拔成很細的鋼絲,冷軋成很薄的鋼帶或鋼管。經過大量變形后,鋼的強度大力提高 ,尤其是在零下溫區軋制時,效果更為顯著。抗拉強度可達 2000 MPa以上。這是因為除了冷作硬化效果外,還疊加了形變誘發M轉變。
奧氏作不銹鋼經形變強化后可用來制造不銹彈簧、鐘表發條、航空結構中的鋼絲繩等。形變后若需焊接,則只能采用點焊工藝、形變使應力腐蝕傾向性增加。并因部分γ->M轉變而產生鐵磁性,在使用時(如儀表零件中)應予以考慮。
再結晶溫度隨形變量而改變,當形變量為60%時,其再結晶溫度降為650℃冷變形奧氏體不銹鋼再結晶退火溫度為850~1050℃,850℃則需保溫3h,1050℃時透燒即可,然后水冷。
奧氏體不銹鋼的熱處理
奧氏體不銹鋼常用的熱處理工藝有:固溶處理、穩定化處理和去應力處理等。
(1)固溶處理。將鋼加熱到1050~1150℃后水淬,主要目的是使碳化物溶于奧氏體中,并將此狀態保留到室溫,這樣鋼的耐蝕性會有很大改善。如上所述,為了防止晶問腐蝕,通常采用固溶化處理,使Cr23C6溶于奧氏體中,然后快速冷卻。對于薄壁件可采用空冷,一般情況采用水冷。
(2)穩定化處理。一般是在固溶處理后進行,常用于含Ti、Nb的18-8鋼,固處理后,將鋼加熱到850~880℃保溫后空冷 ,此時Cr的碳化物完全溶解,脫而鈦的碳化物不完全溶解,且在冷卻過程中充分析出,使碳不可能再形成鉻的碳化物,因而有效地消除了晶間腐蝕。
(3)去應力處理。去應力處理是消除鋼在冷加工或焊接后的殘余應力的熱處理工藝一般加熱到300~350℃回火。對于不含穩定化元素Ti、Nb的鋼,加熱溫度不超過450℃,以免析出鉻的碳化物而引起晶間腐蝕。對于超低碳和含Ti、Nb不銹鋼的冷加工件和焊接件,需在500~950℃,加熱,然后緩冷,消除應力(消除焊接應力取上限溫度),可以減輕晶間腐蝕傾向并提高鋼的應力腐蝕抗力。
奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼
在奧氏不銹鋼的基礎上,適當增加Cr含量并減少Ni含量,并與回溶化處理相配合,可獲得具有奧氏體和鐵素體的雙相組織( 含40~60%δ-鐵素體)的不銹鋼,典型鋼號有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、OCr21Ni6Mo2Ti等。雙相不銹鋼有較好的焊接性,焊后不需熱處理,而且其晶間腐蝕、應力腐蝕傾向性也較小。但由于含Cr量高,易形成σ相,使用時應加以注意。
鐵素體型不銹鋼
它的內部顯微組織為鐵素體,其鉻的質量分數在11.5%~32.0%范圍內。隨著鉻含量的提高,其耐酸性能也提高,加入鉬(Mo)后,則可提高耐酸腐蝕性和抗應力腐蝕的能力。這類不銹鋼的標準牌號有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2等。
馬氏體型不銹鋼
它的顯微組織為馬氏體。這類鋼中鉻的質量分數為11.5%~18.0%,但碳的質量分數可達0.6%。碳含量的增高,提高了鋼的強度和硬度。在這類鋼中加入的少量鎳可以促使生成馬氏體,同時又能提高其耐蝕性。這類鋼的焊接性較差。列入標準牌號的鋼板有1Cr13、2 Cr13、3 Cr13、1 Cr17Ni2等。
奧氏體型不銹鋼
其顯微組織為奧氏體。它是在高鉻不銹鋼中添加適當的鎳(鎳的質量分數為8%~25%)而形成的,具在奧氏體組織的不銹鋼。奧氏體型不銹鋼以Cr18Ni19鐵基合金為基礎,在此基礎上隨著不同的用途,發展成圖1-2所示的鉻鎳奧氏體不銹鋼系列。
奧氏體型不銹鋼一般屬于耐蝕鋼,是應用最廣泛的一類鋼,其中以18-8型不銹鋼最有代表性,它是有較好的力學性能,便于進行機械加工、沖壓和焊接。在氧化性環境中具有優良的耐腐蝕性能和良好的耐熱性能。但對溶液中含有氯離子(CL-)的介質特別,易于發生應力腐蝕。18-8型不銹鋼按其化學成分中碳含量的不同又分為三個等級:一般含碳量(Wc≤0.15%)低碳級
(Wc≤0.08%)和超低碳級(Wc≤0.03%)。例如我國標準中的1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr17Ni14M02三種鋼板分屬上面三個等級。世界許多都感到鎳儲量的緊缺。為了節省鎳,早在四、五十年代世界上就開始用錳和氮取代18-8型不銹鋼中的部分鎳。研制并列入標準的鋼板牌號有1Cr17Mn6Ni5N和0Cr19Ni9N等。