《不锈钢之热处理》

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1) 同淬样火的马强氏度体和分硬解度:,(0需-2提50高℃回)钢火中温过度饱和和延碳长析保出温,时结间构。大致
为FeXC。钢的基体组织为回火马氏体+ FeXC。 2) 残留奥氏体的转变:(230-280℃),分解产物为低碳马氏体
和ε型碳化物。出现明显的硬化相像。(Cr、Ni等合金元素
会抑制残留奥氏体的转变)
2.铁素体不锈钢热处理工艺
(2)去应力退火
1) 退火温度:700-760℃或者230-370 ℃ 2) 保温时间:1.5-2h 3) 冷却:先以50 ℃/min冷却到600 ℃,然后空冷。
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二、铁素体不锈钢热处理
2.铁素体不锈钢热处理工艺
(2)去应力退火
1) 退火温度:700-760℃或者230-370 ℃ 2) 保温时间:1.5-2h 3) 冷却:先以50 ℃/min冷却到600 ℃,然后空冷。
815-900 ℃ 430F 705-790 ℃
442 760-830 ℃
446 760-830 ℃
空冷或水冷 空冷或炉冷 炉冷到600(5-10 ℃/h)然后空冷 空冷或水冷
空冷或水冷
空冷或水冷
备注:保温时间一般为1-2h
薄物(厚度2-3mm)3-5min
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二、铁素体不锈钢热处理
需要缓慢加热。而且高碳含量的马氏体414、431、420等也需要预热
处理。
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四、析出硬化不锈钢热处理
1.析出硬化不锈钢热处理目的
析出硬化不锈钢具有近似奥氏体体不锈钢的耐腐蚀性,又具有 类同于马氏体不锈钢可通过热处理方法调整机械性能的特征。 析出硬化不锈钢强度适量的添加元素(Al、Cu、Mo、W、Co、Ti 、Nb、N、B等),这些元素的化合物的析出的热处理因元素的种 类和含量有所差别。
3) 马氏体较低韧性的原因:碳对马氏 体形态(板条状和针状为主)以及 亚结构(位错和孪晶)的影响。
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三、马氏体不锈钢热处理
2.马氏体不锈钢热处理理论基础
(3) 淬火回火转变
淬火钢脆性较大,一般需经过回火后才能应用于工程中。马氏体不
锈钢回火也遵循四个阶段的规律。但是要获得与碳含量相同的碳钢
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一、奥氏体不锈钢热处理
3.热处理工艺
(3) 去应力退火
1) 奥氏体不锈钢的去应力退火工艺,应根据奥氏体不锈钢的材质、使用环 境、消除应力的目的及工件形状尺寸等情况选择。
2) 去应力退火的目的 去除残余应力,降低应力腐蚀破裂。 保证工件最终尺寸的稳定性。
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3) 应力腐蚀破坏
中。 以Mn、N代Ni的奥氏体中。
2)不利影响
降低塑性,特别是冲击韧性。 σ相是富金属间化合物,形成时易导致
晶间腐蚀,Cl-介质中点蚀。
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一、奥氏体不锈钢热处理
2.热处理的理论基础
(4) δ-铁素体
1)产生条件
铸造的铬-镍奥氏体不锈钢,铸态化学 成份不均匀,铁素体形成元素偏聚区。
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三、马氏体不锈钢热处理
2.马氏体不锈钢热处理理论基础
(1) 加热转变
1) 通过淬火可以硬化的钢,钢的 奥氏体体化是一个重要的过程 。
2) 奥氏体化过程中碳原子的扩散 是关键。
3) 合金元素的含量和种类对碳原 子的影响,使奥氏体形成和均 匀化过程复杂化。如,Cr使共 析点左移、与C形成碳化物影 响扩散,影响奥氏体的形成。
碳含量不大于0.08%,有效尺寸小于3mm的不锈钢,选用风冷。 有效尺寸小于0.5mm的薄件可空冷。
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一、奥氏体不锈钢热处理
(1) 固溶化处理
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一、奥氏体不锈钢热处理
3.热处理工艺
(2) 安定化处理
安定化处理是含Nd或Ti的奥氏体不锈钢采用 的热处理方法。 1) 安定化处理温度:高于铬的碳化物溶解温
原子扩散速率 :碳原子半
径小,扩散速率较大。铬 原子半径大,扩散速率较 小。
贫铬区
固溶化处理
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2021/3/17一、奥氏体不锈热处理2.热处理的理论基础
σ相
(3) σ相
1)产生条件
620~840 ℃温区,长时间加热 加入铁素体形成元素,如Ti、Nd等。 采用形成铁素体形成元素高的焊条焊缝
3) 回火脆性的原因: 析出理论:碳化物、氮化物、固溶体中的溶质沿晶界析出,促进裂
纹的生产。 碳化物转变理论:温度升高合金元素扩散增强,碳化物的成分和分
布形态改变而引起脆性。 杂志元素晶界偏析理论:杂志元素晶界偏聚,降低晶面间的结合力
,为裂纹提供成核和扩展的机会。
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三、马氏体不锈钢热处理
变大。合金元素在铁素体和碳化物间进行重分配。
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三、马氏体不锈钢热处理
2.马氏体不锈钢热处理理论基础
(4) 回火脆性
1) 第一类回火脆性:250-400℃,更高温度加热可消除之后再在脆性 温区回火时不再产生脆性,为不可逆回火脆性。
2) 第二类回火脆性:450-700 ℃,更高温度加热可消除,但是再次在 该脆性温区回火人回产生脆性,为可逆回火脆性。
(2)铁素体不锈钢热处理的目的是消除或减弱在生产工序中 可能产生的第二相及其带来的不利影响。
1) σ相脆性:540-815℃长期停留, σ相硬而脆的,降低钢的塑性 和耐蚀性。
2) 475℃脆性:400-500 ℃长期停留,形成富Cr相与母相共格引起点 阵畸变和内应力。强度升高,韧性降低、耐蚀性降低。
(3)高纯铁素体退火
1) 退火温度:900-1050℃ 2) 保温时间:1-2h。 3) 冷却:快冷。
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三、马氏体不锈钢热处理
1.马氏体不锈钢热处理目的
马氏体不锈钢加热 冷却过程中发生马 氏体相变,具有淬 硬性,通过调整碳 、铬、钼等合金元 素的含量和应用热 处理的方法获得所 需要的力学性能, 满足不同的使用要 求。
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一、奥氏体不锈钢热处理
2.热处理的理论基础
(1) 析出物生成温度
δ-Fe生成温度范围(约1100 ℃以上)
1000
固溶化热处理温度范围(约950~1100 ℃)
Ti安定化处理温度范围(约870~950 ℃)
800
σ相析出温度范围(约620~840 ℃)
600
Cr23C6析出温度范围(约450~870℃)
一些奥氏体不锈钢的焊缝组织中。
2)有利影响
含5-20%δ-铁素体,减少晶间腐蚀。 提高屈服强度。 在低应力条件下可降低应力腐蚀的敏感
性。 焊接时,减少焊接热裂纹形成的可能性
3)不利影响
压力加工时易形成裂纹(两种组织变形能力不同)。
δ-铁素体
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一、奥氏体不锈钢热处理
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目录
一、奥氏体不锈钢热处理 二、铁素体不锈钢热处理 三、马氏体不锈钢热处理 四、析出硬化不锈钢热处理
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一、奥氏体不锈钢热处理
1.奥氏体不锈钢热处理目的
(1)奥氏体不锈钢基体组织为 奥氏体,在加热和冷却过 程中不发生马氏体相变, 没有淬硬性。
(2)奥氏体热处理的目的是提 高耐蚀性,消除第二相带 来的不利影响,消除应力 ,或使已经加工硬化的材 料得到软化。
度(450-870℃)低于或略高于TiC和NbC的 溶解温度(750-1120 ℃)。一般推荐为 870-950 ℃。
2) 保温时间:2-4小时(依工件形状,合金元 素等)。厚度或直径为25mm的保温时间2 小时,超过的加计1小时。
1. 3) 冷却:较小的冷却速度,如空冷或炉 冷。
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一、奥氏体不锈钢热处理
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(3) 去应力退火方法
一、奥氏体不锈钢热处理
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说明:表中方法顺序为优先选择顺序 A:1010-1120℃加热保温后缓慢冷却。 B:850-900℃加热保温后缓慢冷却。 C:1010-1120℃加热保温后快速冷却。 D:480-650 ℃加热保温后缓慢冷却。 E:430-480 ℃加热保温后缓慢冷却。 F:200-480 ℃加热保温后缓慢冷却 保温时间:按每25mm,保温1-4h,较 低温度时采用较长保温时间。
400
200
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一、奥氏体不锈钢热处理
2.热处理的理论基础
(2) 合金碳化物的析出与溶解
1) 碳溶解度
304(18Cr-8Ni),1200℃碳的溶 解度0.34%,1000 ℃碳的溶解 度0.18%。 600 ℃碳的溶解度 0.03% 。
304碳含量不大于0.08%,1000 ℃以上碳固溶于奥氏体中,由 于碳原子半径小,所以温度降 低时碳原子沿着晶界析出。
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三、马氏体不锈钢热处理
2.马氏体不锈钢热处理理论基础
(2) 冷却转变
钢在冷却时,发生珠光体型转变、贝氏体型转变和马氏体体转变。 1) 合金元素对Ms点的影响,Cr、Ni等
降低Ms点,增强奥氏体稳定性,为 其获得马氏体组织提供有利条件。
2) 淬火马氏体高强度原因:碳和合金 元素固溶强化、马氏体条片周界及 马氏体内位错密度的综合影响。
3.热处理工艺
(1) 固溶化处理
1) 固溶化处理温度:950-1150℃ 2) 保温时间:比一般合金钢长20-30%。 3) 冷却:碳化物形成温度区间(450-850℃)需快冷,冷却方式有以下原则
铬含量大于22%,且镍含量较高;碳含量大于0.08%;碳含量不大 于0.08%但有效尺寸大于3mm的不锈钢,选用水冷。
3) 高温脆性:含有一定量的C、N等间隙元素,加热到950 ℃以上再 冷却下来时,形成 铬的碳、氮化物,降低钢的韧性和耐蚀性。
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二、铁素体不锈钢热处理
2.铁素体不锈钢热处理工艺
(1)退火
1) 退火温度:700-800℃
2) 保温时间:30min+厚度 405×1min6/5m0m-815℃ 430 705-790 ℃
(3)预热
马氏体在925-1065℃加热后快冷可得到所需硬度,但是易导致破裂,因 此需要预热处理。 1) 预热场合
薄物、薄物和厚物同时存在、锐角或有陷入角度、大的物件有较深 的刻入的机械部位、硬化的试样再热处理,这些需要预热处理。
2) 预热工艺
3)
加热温度760-790 ℃。重量物时预热温度760 ℃时500-760 ℃
3) χ、θ碳化物形成:χ碳化物(Fe5C2)在260-360℃析出, 随着加热温度升高转化成θ碳化物(Fe3C),同时ε型碳化 物也转变成θ碳化物。此阶段易导致第一类回火脆性,合
金元素会抑制碳化物的析出和转变。
4) 碳化物的聚集长大:大约从300 ℃开始。研究表明550 ℃ 以上获得颗粒状碳化物,加热温度提高,碳化物颗粒粗化
注: • 在较强应力腐蚀环境工作,最好选用
Ⅰ类钢A处理,或Ⅱ类钢B处理。 • 工件在制作过程中,产生敏化情况下
应用。 整理课件 福欣特殊鋼專案組組•內教如此育果时訓工可練件采在用A最或终B加处工理后。进行C处理时,15
二、铁素体不锈钢热处理
1.铁素体不锈钢热处理目的
(1)铁素体不锈钢一般情况下是稳定的单相铁素体 组织, 加热冷却过程中不发生马氏体相变,不能淬硬化。
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不锈钢之热处理
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报告人:XXX
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前言、不锈钢热处理
1. 随着冶金技术的发展,各类优质不锈钢不断出现。尽管冶 金行业可以不断研发优质钢种,但是需要正确的热处理才 能更好的发挥不锈钢的功能。
2. 不同钢种的不锈钢加热冷却过程中,基体组织转变不同, 碳、氮化物以及金属间化合物生成转变不同,对不锈钢的 性能影响不同。因此,在不锈钢热处理过程中应根据钢种 和使用目的选择合适的热处理工艺。
3.马氏体不锈钢热处理工艺
马氏体不锈钢热处理方法主要是退化或退火后再淬火、回火。
(1) 退火
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三、马氏体不锈钢热处理
3.马氏体不锈钢热处理工艺
马氏体不锈钢热处理方法主要是退化或退火后再淬火、回火。
(2) 淬火、回火
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三、马氏体不锈钢热处理
3.马氏体不锈钢热处理工艺
0.34% 0.18% 0.03%
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18Cr-8Ni
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一、奥氏体不锈钢热处理
(2)合金碳化物的析出与溶解
2)晶间贫铬
碳溶解度:温度降低,溶
解度降低。
碳原子半径:原子半径小,
溶解度降低,沿晶界析出。
稳定性:析出碳原子不稳
定,与Cr、Fe生产稳定的 Cr23C6或(FeCr)23C6 。
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