不锈钢酸洗退火

我国不锈钢的生产和品种开发，经40年奋斗取得了重大进展，目前已形成了较完整的不锈钢系列。但在产量、钢种结构、产品质量、配套供应等方面与国际工业发达国家相比差距很大，尤其是生产装备，为使钢材品种、质量和产量赶上世界先进水平，急需解决工艺装备的更新、技术改造和质量管理等一系列问题。
2、不锈钢的简介
不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称。在冶金学和材料科学领域中，依据钢的主要性能特征，将含铬量大于12%，且以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列铁基合金称为不锈钢。狭义的不锈钢是指在大气中不容易生锈的钢，广义的不锈钢指在特定条件下的酸、碱、盐中耐蚀的钢。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于钢的表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成，这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含量的提高而增加，当铬含量≥10%时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。所以通常称不锈钢是铬含量为12%以上的铁基合金。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在石油化工、原子能、轻工、纺织、食品、家用器械等方面得到广泛的应用。通常对在大气、水蒸汽和淡水等腐蚀性较弱的介质中具有不锈性和耐腐蚀性的钢种称不锈钢；对在酸、碱、盐等腐蚀性强烈的环境中具有耐蚀性的钢种称耐酸钢。两个钢类因成分上的差异而导致了它们具有不同的耐蚀性，前者合金化程度低，一般不耐酸；后者合金化程度高，既具有（热轧卷）需要进行退火，冷轧过程中要进行中间退火，最终成品还要进行最终退火，故退火是生产中的一个重要环节。而不锈钢的种类很多，各种不同的钢种其属性均不相同，因此热处理的目的、方法和要求都不相同，对于不同的类型的不锈钢，客户的要求不同以及表面不相同，其退火的工艺以及目的也都不相同，其具体的工艺如下：
60年代初开始生产0Cr21Ni5Ti，0Cr21Ni5Mo2Ti双相不锈钢并研制沉淀硬化型不锈钢。60年代中期为满足石油化工和核燃料工业对超低碳不锈钢的需要，在电弧炉中首次冶炼成功超低碳奥氏体不锈钢。60年代后半期，曾开展了无镍铬不锈钢的研究，但由于大截面钢材热处理后易于炸裂等原因而没有商品化。70年代初期，我国开始仿制18-5型双相不锈钢00Crl8Ni5Mo3Si2(3RE60)，为了改进双相钢的焊后性能，进而发展了既含氮又含铌的18-5型双不锈钢00Cr18Ni5Mo3Si2Nb。与此同时研制了Cr26型双相不锈钢00Cr26Ni6Mo2Ti和00Cr26Ni24Mo4.5Cu、高硅耐浓硝酸腐蚀的不锈钢、马氏体时效不锈钢、耐强氧化性硝酸腐蚀的00Cr25Ni20Nb、硫钙复合易切削不锈钢等，并取得重要成果。
不锈钢的退火工艺
1、不锈钢板带的退火目的
为了使不锈钢材获得最佳的使用性能或为不锈钢材用户进行不锈钢冷、热加工创造必要的条件，不锈钢材在出厂前需进行热处理。热处理分为退火、正火、淬火、回火等方式。对不锈钢生产者而言，不论何种热处理习惯上统称为退火。
不同类型的不锈钢，热轧和冷轧后的组织是不同的，因此退火目的和使用的设备也不同。
双相不锈钢发展起始于30年代，尽管目前其产量较少，但在不锈钢领域中，由于它具有高的强度、良好的耐磨蚀性能和优良的耐应力腐蚀性能、耐点蚀性能等，现已形成与其它类型不锈钢并列的一钢类。Cr18型、Cr22型和Cr25型钢种系列化以及含钨、钼、铜、氮等合金元素和各种双相钢的开发是双相钢的重要研究方向。
马氏体不锈钢中的马氏体时效不锈钢发展的方向是解决耐磨性较差及疲劳强度比较低的问题。
铁素体
提高塑性 调整晶粒度
奥氏体
炭化物固溶 调整晶粒度 软化 减少δ铁素体
铁素体钢通常没有γα转变，在高温和常温下都是铁素体组织。但当钢中含有一定量的碳、氮等奥氏体形成元素时，即使有很高的Cr 含量，高温时也会部分形成奥氏体，在轧后冷却过程也会发生马氏体转变，使钢硬化。因此这类钢的退火目的一方面是使其被拉长的晶粒变为等轴晶粒，另一方面使马氏体分解为铁素体和颗粒状或球状碳化物，以达到软化的目的。
80年代初，我国开始“六五”计划。此时，自1973年开始研制的AOD和引志的VOD精炼不锈钢装备开始投入使用，可以采用高碳铬铁冶炼超低碳不锈钢，解决了电弧炉冶炼成本高和生产难度大等技术难题。根据精炼装备的特点，开展了超低碳不锈钢和高纯铁素体不锈钢的精炼工艺、工艺性能、力学性能以及耐蚀性能的研究，提出适用于不同钢种的精炼工艺。不锈钢钢锭的年产量开始突破10万t，并向20万t迈进，此时双相不锈钢的研究和应用取得重大进展。1986-1990年是我国不锈钢生产、科研取得重大进展的5年，钢锭最高年产量达到34万t，产品的内在质量接近国际水平，低碳、超低碳不锈钢的产量，从占不锈钢总产量的1%提高到12%-13%。
铁素体不锈钢仍以Crl7型钢为主，对于这类不锈钢，解决脆性尤其焊后脆性以及提高其耐蚀性仍然是今后研究的重点课题。根据不同的使用要求，开发不同级别C+N含量和含钼、钛等合金元素的Cr17型铁素体不锈钢是另一重要研究方向。关于特殊的00Cr26Mol和00Cr30Mo2以及含镍的高铬、高纯铁素体不锈钢，在C+N≤150ppm的较低成本的冶炼技术得到突破后也必将进一步发展。
我国不锈钢生产起步较晚，工业化生产开始于1952年，采用原苏联标准，在50年代末至60年代初，是我国不锈钢工业的初创时期，在此期间，在消化引进技术的同时，开始研究我国锈钢生产和使用过程中暴露出的重大质量问题，如研究了钛稳定化奥氏体不锈钢的钛碳比、热处理制度对晶间腐蚀行为的影响；研究了Crl7型、Cr25型铁素体不锈钢的冶金生产工艺，稀土元素以及热处理制度与其性能之间的关系；提出了马氏体不锈钢裂纹和发纹的成因及解决措施等。同时，为节约贵重金属镍，开展了以锰代镍的开发和仿制工作。1956年首先仿制了1Cr18Mn8Ni5N(AISI204),在此基础上，先后开发了1Crl8Mn8Ni5Mo3N、0Cr18Mn14N和1Cr25Mn5N等。
2、不锈钢板带的退火设备和退火条件
（1）退火炉的类型 常用的几种见表2
钢材在周期式炉中的位置固定，而在连续式炉内是连续运行的。
室状炉通常是一种抽底式炉或称台车式炉子。将钢料装到台车上，推入炉内，封闭炉门后加热退火。这种炉子一般只用于棒料和坯料的退火。
（1）热轧后的退火
不锈钢热轧后硬度都较高并有碳化物析出，各类不锈钢的退火目的见表1。
马氏体钢在高温下为奥氏体，热轧后在冷却过程中发生马氏体相变，常温下得到高硬度的马氏体。退火的目的是将这种马氏体分解为铁素体基体上均匀分布着球状碳化物，以使钢变软。
表1 各不锈钢的退火目的
钢种
退火目的
马氏体
软化 炭化物扩散 调整晶粒度
在五大类不锈钢中，奥氏体不锈钢产量占70%左右的局面将会保持一个相当长的时间，其中低碳、超低碳奥氏体不锈钢仍为主导钢种，如0Crl9Ni9、00Crl9Nill、0Crl7Ni12Mo2、00Crl7Ni14Mo2。当前对于通用型奥氏体不锈钢的研究主要集中在发挥这些牌号的性能潜力方面。采用的方法是微合金化和高纯化，以提高其抗敏化性能、抗点蚀性能和屈服强度。值得重视的是微量氮在奥氏体不锈钢中的作用，至目前为止已有为数不少的控氮奥氏体不锈钢列入国家或企业标准，如控氮的核级316钢等。节约镍资源仍然是奥氏体不锈钢的主要研究方向之一，为此，具有良好强度和韧性配合以及良好低温性能的Cr-Mn-Ni-N系的钢种日益受到工业部门的重视和关注。此外，为满足化学加工工业的发展的海洋开发的需要，一些高性能奥氏体不锈钢得到较快的发展，如00Crl8Ni18Mo5、00Cr20Ni24Mo4.5Cu、00Cr25Ni22Mo2N等。这些钢种具有耐应力腐蚀、耐点蚀、耐磨蚀、耐尿素腐蚀、耐均匀腐蚀和耐海水腐蚀等独特性能，是一些工业部门不可缺少的重要金属结构材料。今后随化学加工业的进一步发展，高性能奥氏体不锈钢仍将是冶金材料工作者的重要研究课题。
不锈钢的牌号很多，在工业发达国家的实际生产中，奥氏体不锈钢占70%左右，铁素体和马氏体不锈钢占30%左右，除此之外还有部分的的双向不锈钢以及沉淀型不锈钢。在奥氏体不锈钢中,OCrl9Ni9 (AISI304)、00Crl9Nill(AISI304L)、OCrl7Ni12Mo2(AISI316)、00Crl7Ni14Mo2(AISI316L)和0Cr19NillTi(AISI321)的产量约占不锈钢总产量的40%-50%。
奥氏体钢含有大量Ni、Mn等奥氏体形成元素，即使在常温下也是奥氏体组织。但是钢中含碳较多时，热轧后会析出碳化物。另外，晶粒度也会因加工而变形。这种钢的退火就是使析出的碳化物在高温下固溶于奥氏体中，并通过急冷使固溶了碳的奥氏体保持到常温，同时在退火中调整晶粒度，以达到软化目的。
（2）冷轧后的退火
不锈钢冷轧时发生硬化。冷轧量越大，加工硬化的程度也越大。若将加工硬化的材料加热到200-400℃就可消除变形应力。进一步提高温度则发生再结晶，使材料软化。冷轧后的退火包括中间退火和最终退火，其目的都是为了将硬化的材料通过再结晶而软化，得到要求的性能。
酸洗退火技能培训
一、不锈钢概述
1、不锈钢的发展简史
20世纪初，冶金学家基于对铬在钢中作用的深入认识，发明了不锈钢，结束了钢必然生锈的时代。从不锈钢的发现到工业应用大约经历了十年。1904-1966年法国Guillet首先对Fe-Cr-Ni合金和力学性能进行了开创性基础研究；1907-1911年，法国Portevin和英国Gissen发现了Fe-Cr和Fe-Cr-Ni合金的耐蚀性并完成了Guillet的研究工作；1908-1911年德Monnartz揭示了钢的耐蚀性原理并提出了钝化的概念，如临界铬含量，碳的作用和钼的影响等。随后，在欧洲和美国，钢的不锈性的实用价值被确认，工业不锈钢牌号相继问世。1912-1914年，Brearley发明了含12%-13%Cr的马氏体不锈钢并获得专利；1911-1914年，美国Dantsizen发明了含14%-16%Cr，0.07%-0.15%C的铁素体不锈钢；德国Maurer和Strauss发明了1.0%C，15%-20%Cr，＜20%Ni的奥氏体不锈钢。此后，在此基础上发展了著名的18-8型不锈钢（0.1%C-18%Cr-8%Ni）。在实际应用中，高碳奥氏体不锈钢出现了严重的晶间腐蚀问题，在Bain提出了关于晶间腐蚀贫铬理论之后，于30年代初期，在18-8型不锈钢的基础上发展了含钛、铌的稳定化型奥氏体不锈钢，即AIS1321和AIS1347。在此时期还发明了铁素体—奥氏体双相不锈钢，并提出了超低碳（C≤0.03%）不锈钢概念，限于当时的冶金装备和工艺水平未能在工业中应用。早在1934年美国Folog获得了沉淀硬化不锈钢专利，40-50年代，马氏体、半奥氏体沉淀硬化不锈钢用于军事和民用工业。这类钢以美国钢公司（U.S.Steel）成功地生产StainlesssW为起点。另外，为了节省镍资源又开发了以锰代镍的Cr-Ni-Mn-N系不锈钢，即美国的AISI200系钢种。第二次世界大战后，随着化肥工业和核燃料工业的发展，极大地刺激了不锈钢的研究和开发，同时由于氧气炼钢的出现，1947年超低碳类型不锈钢开始商品化。50年代中期，开发了耐蚀性优良的高性能不锈钢。60年代后期，马氏体时效不锈钢，TRIP（Transformation Induced Plasticity）不锈钢和C+N≤150ppm的高纯铁素体不锈钢相继出现。近几十年来，由于各种局部腐蚀破坏事故的不断出现，加以化学加工工业不断采用新型催化剂和新工艺，在原有不锈钢的基础上，发展了耐应力腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀、耐腐蚀疲劳等专用不锈钢，如双相不锈钢、高钼不锈钢、高硅不锈钢等。为适应深冲成型和冷墩成型的需要还开发了易成型的专用不锈钢品种。至今为止，已经形成了完整的不锈钢钢系列。自20世纪60年代末期以来，生产各种不锈钢的精炼设备和连铸设备陆续投产，在全世界范围内，已完成了用钛稳定化奥氏体不锈钢向低碳、超低碳奥氏体不锈钢过渡，将不锈钢生产水平推向一个崭新的历史阶段。