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            肇慶艾格特不銹鋼制品有限公司

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            艾格特||不銹鋼固溶熱處理

            發表時間: 2020-06-20 15:09:30

            作者: 肇慶艾格特不銹鋼制品有限公司

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            晶間腐蝕

            奧氏體不銹鋼在450~850℃溫度(通常稱為敏化溫度)長期停留時,會在晶界處析出鉻的碳化物(Cr、Fe)23C6,使晶界附近奧氏體的含鉻量降低到鈍化所需的極限含量以下。這樣的奧氏體不銹鋼材料在可能引起晶間腐蝕的電解質中使用時,就會在晶界附近引起腐蝕,這就是奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕。受到這種腐蝕的零件,就會因晶粒間的結合力被破壞而失去承載能力。晶間腐蝕是奧氏體不銹鋼的一種最為常見和危險的破壞形式。

             

            固溶處理

            固溶處理是防止奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的重要手段。固溶處理就是將奧氏體不銹鋼材料或零件加熱到1010~1120℃左右(具體溫度隨鋼種而異),經適當保溫,使碳化物都溶入奧氏體,然后快速冷卻(通常是水冷)至室溫,獲得單相奧氏體組織。由于固溶處理可消除晶界的貧鉻問題,因此能有效防止奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕。

            在壓力容器制造中,固溶處理主要用于奧氏體不銹鋼的熱加工受壓元件(如熱成形封頭)。通過固溶處理,使熱加工過程中沿晶界析出的鉻的碳化物重新固溶于奧氏體中。

            冷成形的奧氏體不銹鋼受壓元件,如果成形時變形量過大或因應力腐蝕問題需要進行熱處理時,應優先采用固溶處理,以消除殘余應力,恢復材料的塑性與韌性,提高材料的耐腐蝕性。

            需要指出的是,經過固溶處理的奧氏體不銹鋼材料或零件,如果在隨后的加工過程中再次在450~850℃的溫度范圍長期停留,則奧氏體晶界處會重新析出鉻的碳化物。由于在壓力容器的制造過程中,材料不可避免需經受450~850℃溫度的加熱(如焊接),又難以對整臺完工的壓力容器進行固溶處理,因此,對于有較高抗晶間腐蝕要求的奧氏體不銹鋼容器,應采用超低碳或含有Ti、Nb等穩定化元素的奧氏體不銹鋼材料。對于含有穩定化元素的奧氏體不銹鋼的熱成形或冷成形受壓元件,如需進行熱處理且有晶間腐蝕試驗要求時,一般應采用穩定化處理或固溶處理加穩定化處理。

             

            穩定化處理

            穩定化處理適用于含有穩定化元素(通常為TiNb)的奧氏體不銹鋼。穩定化處理是將此類不銹鋼材料或零件加熱到某一溫度范圍(通常為850~900℃),經充分保溫后,使鋼中的CTiNb結合生成TiCNbC,從而防止碳化鉻的析出和晶界的貧鉻問題。必須指出,含有穩定化元素的奧氏體不銹鋼只有經過穩定化處理,才能發揮穩定化元素的作用,防止材料在敏化溫度范圍加熱時析出鉻的碳化物,從而防止晶間腐蝕。

             

            熱處理試件

            對于有晶間腐蝕試驗要求的奧氏體不銹鋼材料或零件,應在固溶處理或穩定化處理后,從材料或工件上割取試樣進行圖樣要求的晶間腐蝕試驗。如果無法從工件上割取試樣,則應制備熱處理試件,試件應與工件一起進行熱處理,通過試件的晶間腐蝕試驗來驗證熱處理后工件的抗晶間腐蝕性能。

             

             

             

             

            (艾格特不銹鋼產品展示圖)

             

            固溶處理的作用有三點

            一.使鋼管組織和成分均勻一致,這對原料尤其重要,因為熱軋線材各段的軋制溫度和冷卻速度不一樣,造成組織結構不一致。

            在高溫下原子活動加劇,σ 相溶解,化學成分趨于均勻,快速冷卻后就獲得均勻的單相組織。

             

            二.消除加工硬化,以利于繼續冷加工。

            通過固溶處理,歪扭的晶格恢復,伸長和破碎的晶粒重新結晶,內應力消除,鋼管抗拉強度下降,伸長率上升。

             

            三.恢復不銹鋼固有的耐蝕性能。

            由于冷加工造成碳化物析出,晶格缺陷,使不銹鋼耐蝕性能下降。固溶處理后鋼管耐蝕性能恢復到最佳狀態。

            對于不銹鋼鋼管而言,固溶處理的3 個要素是溫度、保溫時間和冷卻速度。固溶溫度主要根據化學成分確定。

            一般說來,合金元素種類多、含量高的牌號,固溶溫度要相應提高。特別是錳、鉬、鎳、硅含量高的鋼,只有提高固溶溫度,使其充分溶解,才能達到軟化效果。

            但穩定化鋼,如1Cr18Ni9Ti,固溶溫度高時穩定化元素的碳化物充分溶解于奧氏體中,在隨后的冷卻中會以Cr23C6 的形態在晶界析出,造成晶間腐蝕。為使穩定化元素的碳化物(TiC Nbc)不分解、不固溶,一般采用下限固溶溫度。

             



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