奥氏体不锈钢金相与热处理的关系2016
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究一、研究背景304奥氏体不锈钢是一种具有良好的耐腐蚀性和加工性能的不锈钢材料，被广泛应用于化工、食品加工、建筑等领域。
而其热处理工艺对于其性能的提升至关重要。
本次实验旨在探究304奥氏体不锈钢的热处理工艺，以期为工程实践提供参考。
二、实验目的1. 确定304奥氏体不锈钢的适宜热处理工艺参数；2. 研究不同热处理工艺对304奥氏体不锈钢组织和性能的影响；3. 探讨热处理工艺对304奥氏体不锈钢耐蚀性、机械性能的影响。
三、实验步骤1. 样品的制备：采用拉伸、切割等方法制备304奥氏体不锈钢试样；2. 预处理：对试样进行表面处理，保证试样表面清洁；3. 热处理工艺参数的确定：确定热处理的温度、时间等参数；4. 热处理实验：按照确定的参数进行热处理实验；5. 试验数据的采集和分析：对热处理后的试样进行组织和性能测试，并对实验数据进行统计和分析；6. 结果的总结和分析：总结实验结果并得出结论。
四、实验结果经过一系列的实验操作和数据分析，得到如下实验结果：1. 确定了304奥氏体不锈钢的适宜热处理工艺参数：XX℃下保温XX小时；2. 研究发现，不同热处理工艺对304奥氏体不锈钢的组织和性能有显著影响：在XX条件下，试样的XX性能得到了提升；3. 探讨了热处理工艺对304奥氏体不锈钢耐蚀性、机械性能的影响：在XX条件下，试样的XX性能最优。
五、实验总结304奥氏体不锈钢的热处理工艺实验为我们提供了重要的实验数据和结论。
通过该实验，我们不仅确定了适宜的热处理工艺参数，还深入了解了不同工艺条件下材料性能的变化。
这对于我们在工程实践中选择合适的材料和工艺具有重要的指导意义。
六、个人观点与理解经过本次实验的研究，我对304奥氏体不锈钢的热处理工艺有了更深入的了解。
热处理工艺对材料性能的影响是一个复杂而又重要的问题，需要深入的研究和探讨。
在未来的工程实践中，我会更加注重材料的热处理工艺，以确保材料具有更好的性能和可靠性。
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究摘要：文章以304奥氏体不锈钢为研究对象，结合实验研究，通过对多种不同热处理工艺对奥氏体不锈钢复合板抗腐蚀性的影响分析，总结出了不同热处理制度下复合板的晶间腐蚀性能变化，可为制定适用于复合板的热处理工艺提供理论指导。
关键词：304不锈钢；硬度；塑形；抗腐蚀性；热处理不锈钢是一种特殊的材科，兼有功能材料和结构材料两者的特征。
奥氏体不锈钢是不锈钢中重要的钢类，在多种腐蚀介质中具有优良的耐蚀性，并且综合力学性能良好，同时工艺性能和可焊性优良，其复合板是以不锈钢为复层，碳钢为基层，通过爆炸焊接结合，既保持不锈钢优异的耐蚀性，又利用碳钢的承载荷能力，因而被广泛应用。
但需要注意的是，这类爆炸复合板在爆炸复合后会出现强度、硬度变高，塑性减小等现象，严重制约复合板的塑性，抗腐蚀性，不利于随后的矫直以及使用。
现有实践研究表明，通过热处理能够消除爆炸复合后的内应力，从而有效上述存在解决。
那么，为满足后续加工和使用的要求，合理选择热处理工艺就显得十分关键了。
为探寻一种科学合理的热处理工艺，使得爆炸复合后的复合板能够恢复良好的塑形，表现出优良的耐蚀性，保证复合板的后续加工性能及使用，文章做此实验研究，现介绍如下。
1 实验方法1.1 实验材料实验所用不锈钢为304，化学成分如表1所示。
所用钢板为优质碳素钢ASTMAGr70，化学成分如表2所示。
1.2 实验设备及方法试验采用不同热处理工艺对材料进行热处理，如表3所示。
利用OLYMPUSBX60光学显微镜观察试样微观组织形貌。
采用MODEL55100型电子万能试验机进行晶间腐蚀试验。
2 结果与分析2.1 原材料检验结果通过对不锈钢原材料进行微观检验，可以看出，组织为典型的奥氏体等轴晶组织，晶粒大小较均匀，无金属夹杂、第二相等缺陷存在。
从原材料的晶间腐蚀结果来看，满足ASTMA262E法的要求，试样无腐蚀倾向。
2.2 热处理后试样结果采用热处理工艺对304不锈钢复合板进行热处理，并按照奥氏体钢晶间腐蚀试验标准ASTMA262E法检验，从试验结果可以看出，除工艺4以外，其余工艺条件下，腐蚀试样表面均出现缺陷：“起皮”或断裂。
钢铁金相组织变化与热处理的关系
钢铁金相组织变化与热处理的关系奥氏体金相组织1.组织:碳在γ铁中的固溶体2.特性:呈面心立方晶格.最高溶碳量为2.06%,在一般情况下,具有高的塑性,但强度和硬度低,HB=170-220,奥氏体组织除了在高温转变时产生以外,在常温时亦存在于不锈钢、高铬钢和高锰钢中,如奥氏体不锈钢等渗碳体 (C) 金相组织1.组织:铁和碳的化合物(Fe3C)2.特性: 呈复杂的八面体晶格. 含碳量为6.67%,硬度很高,HRC70-75,耐磨,但脆性很大,因此, 渗碳体不能单独应用,而总是与铁素体混合在一起. 碳在铁中溶解度很小,所以在常温下,钢铁组织内大部分的碳都是以渗碳体或其他碳化物形式出现珠光体(P)金相组织1.组织;铁素体片和渗碳体片交替排列的层状显微组织,是铁素体与渗碳体祷旌衔?共析体)2.特性: 是过冷奥氏体进行共析反应的直接产物. 其片层组织的粗细随奥氏体过冷程度不同,过冷程度越大,片层组织越细性质也不同. 奥氏体在约600℃分解成的组织称为细珠光体(有的叫一次索氏体), 在500-600℃分解转变成用光学显微镜不能分辨其片层状的组织称为极细珠光体(有的一次屈氏体),它们的硬度较铁素体和奥氏体高,而较渗碳体低,其塑性较铁素体和奥氏体低而较渗碳体高. 正火后的珠光体比退火后的珠光体组织细密,弥散度大,故其力学性能较好,但其片状渗碳体在钢材承受负荷时会引起应力集中,故不如索氏体。
莱氏体(L)金相组织1.组织:奥氏体与渗碳体的共晶混合物2.特性: 铁合金溶液含碳量在2.06%以上时,缓慢冷到1130℃便凝固出莱氏体. 当温度到达共析温度莱氏体中的奥氏转变为珠光体. 因此,在723℃以下莱氏体是珠光体与渗碳体机械混合物(共晶混合). 莱氏体硬而脆(＞HB700),是一种较粗的组织,不能进行压力加工,如白口铁. 在铸态含有莱氏体组织的钢有高速工具钢和Cr12型高合金工具钢等. 这类钢一般有较大有耐磨性和较好的切削性。
不锈钢金相组织及热处理
不锈钢金相组织及热处理2.1 奥氏体形成元素和铁素体形成元素不锈钢的组成元素按照其对组织的形成影响,分成铁素体形成元素和奥氏体形成元素。
铁素体形成元素在相图中有扩大铁素体区的作用，如铬、钼、硅、钛、铌等；奥氏体形成元素有扩大奥氏体区的作用,如碳、镍、锰、钴、氮、铜等。
在不锈钢的热加工和使用性能方面可以通过控制铁素体形成元素或奥氏体形成元素的含量,达到改善热加工性能和使用性能的目的。
2.2奥氏体不锈钢腐蚀机理2.2.1奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。
奥氏体不锈钢在450～850℃保温或缓慢冷却时，会出现晶间腐蚀。
含碳量越高，晶间蚀倾向性越大。
此外，在焊接件的热影响区也会出现晶间腐蚀。
这是由于在晶界上析出富Cr的Cr23C6。
使其周围基体产生贫铬区，从而形成腐蚀原电池而造成的。
这种晶间腐蚀现象在前面提到的铁素体不锈钢中也是存在的。
工程上常采用以下几种方法防止晶间腐蚀：（1）降低钢中的碳含量，从根本上解决铬的碳化物（Cr23C6）在晶界上析出的问题。
通常钢中含碳量降至0.03％以下即可满足抗晶间腐蚀性能的要求。
（2）加入Ti、Nb，形成稳定的碳化物（TiC或NbC），避免在晶界上析出Cr23C6。
（3）通过调整钢中奥氏体形成元素与铁素体形成元素的比例，使其具有奥氏体+铁素体双相组织，其中铁素体占5％～12％。
这种双相组织不易产生晶间腐蚀。
（4）采用适当热处理工艺，可以防止晶间腐蚀，获得最佳的耐蚀性。
2.2.2奥氏体不锈钢的应力腐蚀应力（主要是拉应力）与腐蚀的综合作用所引起的开裂称为应力腐蚀开裂，简称SCC（Stress Crack Corrosion）。
奥氏体不锈钢容易在含氯离子的腐蚀介质中产生应力腐蚀。
当含Ni量达到8％～10％时，奥氏体不锈钢应力腐蚀倾向性最大，继续增加Ni含量至45％～50％，应力腐蚀倾向逐渐减小，直至消失。
防止奥氏体不锈钢应力腐蚀的最主要途径是加入2％～4％ Si并从冶炼上将N含量控制在0.04％以下。
06cr18ni11ti奥氏体不锈钢 加工工艺
题目：06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢的加工工艺探讨06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢是一种常见的不锈钢材料，具有良好的耐腐蚀性和加工性能，因此在工业生产中得到广泛应用。
本文将从深度和广度两个方面探讨06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢的加工工艺，以帮助读者更全面地了解这一主题。
一、06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢简介06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢是一种含钛不锈钢，具有良好的耐腐蚀性和热强度。
其化学成分中含有18%的铬、8-11%的镍、和约1%的钛等元素，使其具有优异的耐腐蚀性和耐热性。
由于这些特性，06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢常被用于化工、石油、航空航天等领域的设备制造。
二、06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢的加工工艺1. 切削加工06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢具有一定的硬度和延展性，适合进行切削加工。
常用的切削工艺包括车削、铣削、钻削等，对于不同形状和尺寸的工件，可以选择不同的切削加工方式。
在切削加工过程中，应选择合适的刀具和切削参数，以确保工件加工质量和刀具耐用性。
2. 焊接加工由于06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢的耐热性和耐腐蚀性，适合进行焊接加工。
常用的焊接工艺包括氩弧焊、氩气保护焊、电阻焊等，其中氩弧焊是最常用的一种。
在焊接过程中，需要注意控制焊接电流和电压，以避免产生氧化皮和焊缝不良。
3. 热处理工艺06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢的热处理工艺包括固溶处理和时效处理。
固溶处理可以改善材料的塑性和韧性，时效处理则可以提高材料的硬度和强度。
在热处理过程中，需要控制加热温度和保温时间，以确保材料的组织结构和性能达到设计要求。
4. 表面处理工艺06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢的表面处理工艺包括抛光、喷丸、酸洗等。
这些工艺可以改善材料表面的光洁度和耐腐蚀性，同时也可以提高涂层的附着力和耐磨性。
在表面处理过程中，应根据具体要求选择合适的工艺流程和化学药剂，以确保材料表面的质量和性能。
关于316L不锈钢金相组织的探讨
关于316L不锈钢金相组织的探讨1. 背景316L不锈钢是一种广泛应用于化工、制药、食品等行业中的材料，因其优异的耐腐蚀性能而备受青睐。
金相组织作为评价不锈钢性能的重要指标之一，对于确保316L不锈钢的质量和性能具有重要意义。
本文将对316L不锈钢的金相组织进行深入探讨。
2. 316L不锈钢的化学成分316L不锈钢的主要化学成分如下：- 铬（Cr）：16-30%- 镍（Ni）：10-20%- 碳（C）：≤0.03%- 硅（Si）：≤1.0%- 锰（Mn）：≤2.0%- 磷（P）：≤0.04%- 硫（S）：≤0.03%- 钼（Mo）：2-3%3. 316L不锈钢的金相组织316L不锈钢的金相组织主要包括奥氏体、铁素体和析出相。
3.1 奥氏体奥氏体是316L不锈钢金相组织中的主要组成部分，其具有良好的韧性和塑性。
奥氏体的形成主要依赖于镍和碳的含量，镍可以稳定奥氏体结构，而碳则对奥氏体的稳定性有不利影响。
在316L 不锈钢中，碳的含量被严格控制，以保证奥氏体的稳定性。
3.2 铁素体铁素体是316L不锈钢中的另一种主要金相组织，其含量对不锈钢的韧性和耐腐蚀性能有一定影响。
铁素体的形成主要受铬和钼的影响，铬和钼的含量越高，铁素体的稳定性越强。
在316L不锈钢中，适当控制铬和钼的含量可以保证铁素体的稳定性。
3.3 析出相析出相是指在316L不锈钢中，由于加热或冷却过程中元素偏析而形成的二次相。
析出相主要包括碳化物、氮化物和硫化物等。
这些析出相可以显著影响316L不锈钢的性能，如析出相的类型、大小和分布对不锈钢的韧性和耐腐蚀性能有重要影响。
4. 影响316L不锈钢金相组织的因素4.1 成分控制成分控制是保证316L不锈钢金相组织稳定的关键因素之一。
合理控制镍、碳、铬、钼等元素的含量，可以有效控制奥氏体、铁素体和析出相的稳定性。
4.2 热处理工艺热处理工艺对316L不锈钢金相组织的影响也非常显著。
通过调整加热温度、保温和冷却速度等参数，可以实现对金相组织的精确控制。
不锈钢复合板焊后热处理工艺研究
不锈钢复合板焊后热处理工艺研究巢丽清【摘要】不锈钢复合板的覆层与基层的热处理特性有较大差别.复合板的焊后热处理要求既保障基层的机械性能,同时又不降低覆层的耐晶间腐蚀性能,因此制定科学合理的复合板热处理工艺比较困难.通过对奥氏体不锈钢和低合金钢冶金现象及热处理工艺的分析,对S30408+Q345R不锈钢复合板制定了合理的热处理工艺.研究表明,经过热处理之后的不锈钢复合板能够满足相关标准的要求.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2016(037)006【总页数】3页(P44-45,59)【关键词】不锈钢复合板;中温敏化;热处理;焊接;冶金现象;机械性能;晶间腐蚀【作者】巢丽清【作者单位】江苏特种设备安全监督检验研究院无锡分院【正文语种】中文【中图分类】TQ050.6某工程项目中一台酯化反应釜，其技术特性参数如表1所示。
该酯化反应釜主要用于生产化纤行业用的化纤原料颗粒，其内筒的封头为DHA 3300 mm×（18+3）mm碟形封头，材质为Q345R+304复合钢板，由两块宽度为2050 mm的复合板拼焊而成。
该封头规格比较特殊，若采用热压需制备冲模，成本较大，因此其加工只能采用旋压冷成形的方法。
冷成形封头会产生很大的内应力，且反应釜在运行时很容易产生腐蚀及冷裂纹。
因此，用户特提出要对反应釜进行消除应力热处理。
而封头标准GB/T 25198—2010《压力容器封头》第6.4.5.1款也规定：整板成形及先拼板后成形的钢制封头，应于冷成形后进行消除应力热处理。
不锈钢复合板有奥氏体复合板、马氏体复合板及双相钢复合板，奥氏体复合板在压力容器行业应用最为广泛。
奥氏体不锈钢金相组织类型及其所受到的热加工和机械加工是其耐晶间腐蚀、应力腐蚀性能和塑性、韧性的决定性因素。
1.1 奥氏体不锈钢晶间腐蚀当奥氏体不锈钢足够长时间地处于425～870℃之间的温度时，碳化铬便会在奥氏体晶粒的边界上优先沉淀析出，这种类型的沉淀析出被称之为中温敏化。
奥氏体不锈钢 金相腐蚀时间
奥氏体不锈钢金相腐蚀时间奥氏体不锈钢（Austenitic Stainless Steel）是一类常见的不锈钢材料，以其卓越的耐腐蚀性能而被广泛应用。
在工业和日常生活中，我们常常会接触到奥氏体不锈钢制成的各种产品，比如厨具、水龙头、医疗器械等等。
而金相腐蚀时间，则是评估奥氏体不锈钢材料腐蚀性能的重要指标之一。
本文将从深度和广度两个角度探讨奥氏体不锈钢的金相腐蚀时间，帮助读者更好地理解这一概念。
一、奥氏体不锈钢的基本特性奥氏体不锈钢是一种由铁、铬、镍和其他合金元素构成的合金材料。
它的主要特点是具有良好的耐腐蚀性、高强度和良好的可塑性。
其中，铬元素起到了抗腐蚀的关键作用，形成了一层致密的氧化膜（铬氧化物），防止了金属表面进一步被腐蚀。
而镍元素则提高了材料的抗腐蚀性和韧性。
奥氏体不锈钢被广泛应用于各种耐腐蚀性要求较高的场合。
二、金相腐蚀时间的意义及测试方法金相腐蚀时间是指材料在特定环境下腐蚀所需的时间。
它是评估奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的重要指标之一。
通常，金相腐蚀时间由实验室测试得出。
测试方法通常包括浸泡法、喷洒法等。
在金相腐蚀测试中，奥氏体不锈钢样品会暴露在含有腐蚀介质的环境中一定的时间，然后通过观察样品表面的腐蚀程度来评估其耐腐蚀性能。
三、奥氏体不锈钢的金相腐蚀时间受影响因素奥氏体不锈钢的金相腐蚀时间受多种因素的影响，主要包括材料的成分、处理状态、腐蚀介质的性质等。
奥氏体不锈钢的成分会直接影响其腐蚀性能。
高铬含量有利于提高不锈钢的耐腐蚀性能。
奥氏体不锈钢的处理状态也会对金相腐蚀时间产生影响。
热处理、冷变形等工艺会改变材料的晶体结构和组织性能，从而影响金相腐蚀时间。
腐蚀介质的性质也是决定金相腐蚀时间的关键因素。
不同介质的pH值、温度、含氯量等都会对奥氏体不锈钢的腐蚀性能产生影响。
四、奥氏体不锈钢的金相腐蚀时间的应用范围奥氏体不锈钢的金相腐蚀时间在多个领域具有广泛的应用。
在制造业中，金相腐蚀测试可以帮助选材和评估不锈钢材料的性能，确保产品的质量和可靠性。
钢的奥氏体晶粒度与加热温度的关系（可编辑）
钢的奥氏体晶粒度与加热温度的关系实验一钢的奥氏体晶粒度与加热温度的关系一实验目的1了解测定奥氏体晶粒度的常用方法2 掌握用氧化法或直接腐蚀法显示钢的奥氏体晶粒及用比较法评定晶粒度3研究加热温度对奥氏体晶粒大小的影响二实验原理钢材加热到相变温度临界点AC1 或AC3 ACm 以上形成奥氏体组织由于钢种加热温度和保温时间等因素的不同所得到的奥氏体晶粒大小也不相同奥氏体晶粒大小可用晶粒直径d 或单位面积中晶粒数n 等方法表示为了方便生产上多采用晶粒度来表示晶粒大小奥氏体晶粒的级别G 与晶粒大小的关系是G-1n 22式中 n放大100 倍时每平方英寸645mm 面积内的平均晶粒数目根据奥氏体形成过程和晶粒长大的不同情况奥氏体晶粒度分为起始晶粒度实际晶粒度和本质晶粒度起始晶粒度系指奥氏体刚形成时晶粒的大小实际晶粒度是钢材在某一具体热处理加热条件下所得到的奥氏体晶粒大小而本质晶粒度则是表示晶粒大小的一种尺度对钢来说如不特别指明晶粒度一般是指奥氏体化后的实际晶粒度而实际晶粒度主要受加热温度和保温时间的影响加热温度越高保温时间越长奥氏体晶粒越易长大粗大生产实践表明钢材加热时形成的奥氏体晶粒大小对冷却转变及对钢的力学性能与工艺性能均有很大影响例如粗大的奥氏体晶粒冷却后获得粗大的转变产物这种产物的塑性与韧性比细小的奥氏体晶粒转变产物差而且其屈服点亦较细小奥氏体晶粒转变者为低如果奥氏体晶粒过分粗大钢件在淬火时还易于变形和开裂高碳钢加热时如形成粗大的奥氏体晶粒淬火后残余奥氏体将增多致使刀具的硬度和耐磨性能降低另外细晶粒度的板材易于冲压加工可获得表面光洁的冲压件而粗晶粒的板材冲压时容易开裂冲压成型后的表面亦比较粗糙晶粒度是表示材料性能的重要指标是评定钢材质量的主要依据之一所以生产中常需测定奥氏体晶粒大小以保证产品质量钢中晶粒度的测定分为本质晶粒度和实际晶粒度的测定晶粒度的测定包括两个步骤即晶粒的显示和晶粒尺寸的测定或评级晶粒的显示是晶粒测定的先决条件常用的显示方法如下一奥氏体晶粒的显示1奥氏体本质晶粒的显示奥氏体本质晶粒度是指在930 ±10℃保温一定时间后的奥氏体晶粒大小本质晶粒度可以反映奥氏体晶粒长大倾向根据它能正确估计零件经过热处理后晶粒的大小从而评定零件的力学性能故在生产中常需要测定奥氏体本质晶粒度由于奥氏体在冷却过程中可能已发生相变冷至室温时已不再是奥氏体组织为显示处原奥氏体晶界需采取以下一些方法1 渗碳法渗碳体显示奥氏体晶粒广泛应用于渗碳钢或含碳量≤06的其它类型的钢种本法系采用渗碳热处理方法提高试样表面的含碳量渗碳后的试样表层为过共析成分试样在渗碳后缓慢冷却过程中先共析的渗碳体优先沿原奥氏体晶粒边界析出勾划出了奥氏体晶粒1为了在黑灰色珠光体组织的背景上显露出亮的碳化物渗碳体网常选用下列浸蚀剂腐蚀试样13～4硝酸酒精溶液晶界呈现白色网状碳化物2 5苦味酸酒精溶液晶界亦呈现白色网状碳化物3 沸腾的碱性苦味酸钠水溶液苦味酸2g氢氧化钠25g水100mL腐蚀时间为10～25min 晶界网状碳化物呈现黑色本方法对碳化物形成元素过多的钢由于难以形成完整的碳化物网络故不宜采用2 氧化法将预测晶粒度的钢试样加热到奥氏体状态保温一定时间使试样表面受到氧化由于晶界比晶内具有根大的化学活性故奥氏体晶界较晶粒内部更易于氧化适当地保温可使晶界发生氧化而晶粒内部不受影响故使奥氏体晶粒得以清晰地显示氧化法主要有气氛氧化法和熔盐氧化腐蚀法其中以气氛氧化法较为简便应用最多1气氛氧化法将试样两段面先用细砂纸磨光和抛光制成金相试样然后将试样的抛光面向上装入预先加热到860 ±10℃的具有氧化性气氛炉中普通空气炉加热并在该温度保温 1h试样在加热和保温过程中暴露氧化待试样保温后出炉水冷水冷是为了避免铁素体呈块状析出以防铁素体晶界与奥氏体晶界相混淆造成误评再将水冷后的试样仔细研磨和抛光使晶粒表面的氧化膜几乎完全磨去而晶界处的氧化物只部分被磨掉在显微镜下借助晶界处的黑色氧化物即可显示出高温时的奥氏体晶粒大小如用15盐酸酒精溶液或2～4硝酸酒精溶液浸蚀试样磨面则所形成的黑灰色网络将显露得到更为清楚选择试样的奥氏体晶界轻微氧化或轻度脱碳区域观察晶粒度时沿氧化了的奥氏体晶界形成槽形凹沟可在显微镜下清晰地聚焦成线状它与真实的奥氏体本质晶粒度最为接近奥氏体晶粒显示的结果是否清晰准确关键在于试样冷却后的研磨与抛光研磨过少只能看到氧化膜而看不到晶界研磨过多则可能将氧化晶界全部磨掉这样就无法观测奥氏体晶粒大小因此应严格控制研磨量此法的缺点是所显示的往往为保温初期的奥氏体晶粒大小2 熔盐氧化腐蚀法将制备好的金相试样放入预先加热至 930 ±10℃不氧化的碳酸钠盐浴硼砂槽或其它盐浴中加热保温3h 后再转入成分为BaCl2 13NaCl 13CaCl 13 重量比未经脱氧的盐浴中进行腐蚀腐蚀温度为930 ±10℃腐蚀时间为2～5min腐蚀后的试样在煤油后的试样在煤油中冷却然后用冷水洗净酒精冲洗吹干经适宜的抛光在显微镜下放大100 倍进行观察如氧化网络不清晰时可用4苦味酸酒精溶液浸蚀氧化法适用于显示各种钢的奥氏体本质晶粒度尤以中碳钢及中碳合金钢为宜3 网状铁素体法此方法仅适用于亚共析钢对中碳调质碳素钢较为合适而对某些亚共析合金钢即使在很小的冷却速度下铁素体也不呈网状故此法不宜选用将欲测试样加热含C≤035 时为900 ±10℃保温300min当C＞035 时为860±10℃保温30min 水冷或空冷在冷却过程中当通过临界温度区域时先共析铁素体优先沿奥氏体晶粒边界析出呈网状分布晶粒内部为珠光体除去试样表面层根据围绕在奥氏体晶粒周围的网状铁素体测定钢的本质晶粒度对接近共析成分的亚共析钢在奥氏体化后可预先缓慢冷却至 700～730℃等温保持十几分钟后在空冷到室温也可得到明显的铁素体网网状铁素体法显示奥氏体晶粒的浸蚀剂可采用3～4硝酸酒精溶液或苦味酸酒精溶液腐蚀后晶界呈白色网状铁素体冷却速度是决定铁素体网勾划出奥氏体晶界质量好坏的关键如果冷却速度过快铁素体网未能布满奥氏体晶界易产生奥氏体晶粒过大的错觉若冷却太慢铁素体堆积成块状也难以显示出奥氏体晶界所以对不同钢种的冷却速度应通过多次试验选择确定24 网状渗碳体法适用于过共析钢的奥氏体晶粒的显示将试样加热到820±10℃保温30～60min 后炉冷到600℃冷却速度约80～100℃h 出炉以保证渗碳体呈网状分布除去试样表面氧化层制成金相试样用3～4硝酸酒精溶液或苦味酸酒精溶液浸蚀此时晶界网状碳化物呈现白色根据碳化物沿奥氏体晶界析出的网络测定钢的奥氏体晶粒度晶粒内部是珠光体5 网状珠光体法一端淬火法适用于淬透性较低的碳素钢和低合金钢以及不能获得完整铁素体或渗碳体网的钢如含碳量接近共析成分的钢实验时可采用Φ20mm ×40mm 的圆柱形试样现将试样加热到900 ±10℃保温1h然后自炉中取出一端淬入水中冷却约入水13～25 长度冷却时不要上下运动只可水平移动试样另一端在空气中冷却由于试样从下端之上端冷却速度逐渐减小因而沿轴向的组织依次由马氏体向珠光体过渡经过这样处理的试样沿纵向磨去约2～3mm 厚以后制成金相试样在淬硬与未淬硬的过渡区则可以找到黑色屈氏体优先沿奥氏体晶界析出的区域在屈氏体网所包围的内部则为灰白色的马氏体根据黑色屈氏体网可以测定钢的晶粒度所用浸蚀剂与网状铁素体法相同6 化学试剂腐蚀法此方法分为直接腐蚀法和马氏体腐蚀法1直接腐蚀法将试样加热到900 ±10℃保温1h 后水冷淬火获得马氏体和贝氏体组织有的钢种还需经过一定温度的回火除去试样表面脱碳层和氧化层制成金相试样选用具有强烈选择性腐蚀的腐蚀剂浸蚀使原奥氏体组织晶界变黑而基体组织腐蚀轻微从而直接显现奥氏体晶粒本法适用于合金化高的能直接淬硬的钢如高淬透性的铬镍钼钢等直接显现奥氏体晶界的腐蚀剂成分与使用条件是①含有05～1烷基苯碘酸钠 100mL 饱和苦味酸水溶液亦可用合成洗衣粉代替烷基苯磺酸钠浸蚀时间依温度不同20～70℃可选用05min 至3h由试验确定如再向此腐蚀剂中加少量医用消毒剂新洁尔灭则能更好控制腐蚀使样品更加清晰②含有 01～015g 十二醇硫酸钠的 100mL 饱和苦味酸水溶液加热到30℃浸蚀约100min 即可上述两种腐蚀剂都可抑制马氏体组织出现促使奥氏体晶界的显示采用直接腐蚀法显示奥氏体晶粒的常用钢种热处理工艺列于表1-1表1-1 直接显示奥氏体晶粒的热处理工艺钢号淬火工艺回火工艺12CrNi3A 930℃保温15～3h 水冷不经回火12Cr2Ni4A20CrNi3A40Cr 或45Cr60 碳钢38CrMoAlA 930℃保温15～3h 水冷 200～250 ℃保温15～30min 空冷18Cr2Ni4WA 4000 ℃保温30min 空冷40CrNiMoA 930℃保温15～3h 油冷不经回火18CrMnTi38CrA30CrMnSiA30CrMnSiNi2A 930℃保温15～3h 水冷 500℃保温300min 空冷30CrMnNi2MoA 600℃保温300min 空冷32 马氏体腐蚀法适用于淬火是得到马氏体的钢先将试样加热到930℃保温3h 后淬火得到马氏体然后再进行150～250℃15min 短时间回火以增加衬度选用适当腐蚀剂浸蚀由于原始奥氏体各晶粒位向不同则各晶粒间马氏体被腐蚀的深浅亦不同借此衬度颜色差异而显示出奥氏体晶粒大小为得到清晰的组织可重复进行抛光和腐蚀此法腐蚀剂可用1g 苦味酸5mL 盐酸100mL 酒精或 1g 氯化铁15mL 盐酸100mL酒精马氏体腐蚀法对粗大奥氏体晶粒较为有效但对细晶粒奥氏体以及钢中存在带状和树枝状偏析腐蚀时会出现混杂图形影响正确测定另外还有真空法高温金相法和氢气脱碳法等但因测试条件所限尚未普遍应用如选用时可参阅有关资料2实际晶粒度的显示测定实际晶粒度时试样直接在交货状态的钢材或零件上切取在切取及制备试样过程中应避免冷热加工的影响试样一般不经任何预先热处理直接测定制备好的试样用适合的腐蚀剂浸蚀而显示晶粒但这种方法因钢的种类化学成分及状态的不同其效果亦有所不同应根据试验实践选择确定对结构钢淬火和调质状态的原奥氏体晶粒的显示常用的腐蚀剂为1 饱和苦味酸水溶液2 结晶苦味酸4g 水100mL加热至沸腾浸蚀时间约15～20s3 饱和苦味酸水溶液海鸥牌洗净剂混合试剂饱和苦味酸水溶液100mL 加海鸥牌洗净剂1g4 饱和苦味酸水溶液加少量新洁尔灭5 10苦味酸乙醚溶液加盐酸1～2 mL对于结构钢在正火和退火后还常测定其铁素体晶粒度其方法是将试样研磨抛光后以5的硝酸酒精溶液腐蚀约15s 后进行观察并与铁素体标准级别图相比较来评定晶粒度对于大多数钢种淬火回火态的原奥氏晶粒的显示以苦味酸为基的试剂较适宜试剂成分为饱和苦味酸水溶液 100mL洗净剂10mL酸微量对不同钢种和不同热处理状态的原奥氏体晶粒的显示只要适当改换微量酸的种类盐酸硝酸和磷酸等和调整微量酸的加入量5～10 滴就可获得良好的效果高速钢淬火后一般均需测定奥氏体晶粒度以间接考察马氏体针的粗细作为判定淬火加热温度高低和工具热处理质量的主要依据从而控制合适的淬火温度另外分析高速钢成品刀具或进行缺陷分析时还需要检验回火后的晶粒度高速钢奥氏体晶界可用4硝酸酒精溶液或表 1-2 所列试剂浸蚀显示然后按晶粒度评级标准图依不同产品和材料确定不同的晶粒度要求表1-2 高速钢晶粒显示试剂成分编号饱和苦味酸水溶液浓硝酸浓盐酸乙醇甲醇海鸥洗净剂Ⅰ 15 1 25 50Ⅱ10 30 595 05Ⅲ 20 10 30 40注Ⅰ号试剂可用以显示淬火回火后的晶界和马氏体形态Ⅱ号试剂可用以显示淬火回4火后的晶界Ⅲ号试剂可用以显示淬火回火后的晶界深腐蚀可显示马氏体形态如果切取及制备试样借腐蚀直接观察难以分辨晶粒边界无法测定原奥氏体晶粒大小时试样可经适当热处理后再进行测定具体试验方法可按有关规定进行二奥氏体晶粒度的评定奥氏体晶粒度的评定有比较法和截点法两种一般多采用比较法1比较法比较法评定晶粒大小是通过与标准评级图相比较来确定晶粒度级别的图1-1 是钢的晶粒度标准级别图选用此法测定晶粒度时是先将制备好的试样在放大100 倍的显微镜下全面观察晶粒然后选择晶粒度具有代表性的视场与标准级别图比较当二者大小相同时试样的晶粒度就是标准级别图上所标定的级别如试样晶粒大小不均匀时若占优势晶粒所占面积不少于视场的 90时则可记录些一种晶粒的级别数否则应用不同级别来表示该钢的晶粒度其中一个级别代表占优势的晶粒级别例如8 级75 4 级25 等当钢的晶粒过大或过小而用100 倍的放大倍数不方便时可改用其它放大倍数观察和评定然后按照表1-3 的关系换算成100 倍下的标准级别表1-3 常用放大倍数下晶粒度级别数间关系表图像的放与标准评级图编号等同图像的晶粒度级别大倍数 No1 No2 No3 No4 No5 No6 No7 No8 No9No1025 -6 -2 -1 0 1 8 3 4 5 650 -1 0 1 2 3 4 7 6 7 8100 1 2 3 4 5 6 5 8 9 10200 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12400 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14800 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16钢的晶粒度标准评级是将钢中晶粒度分为8 级其中1～4 级的属粗晶粒5～8 级的为细晶粒8 级以上称为超细晶粒比较法评定晶粒度简便迅速但不够准确2 截点法当晶粒度测量准确性要求较高或晶粒为椭圆形时一般采用截点法1 等轴晶粒计算法当欲测定的奥氏体晶粒基本上是等轴时可先进行初步观察以确定晶粒的均匀程度然后选择有代表性的部位和适合的放大倍数测定时先用100 倍观察当晶粒过大或过小时可适当缩小或放大显微镜倍数以在80mm 视场直径内不少于50 个晶粒为限再将所选定部位的图像投影在毛玻璃上计算与一条直线相交截的晶粒数目截点数直线要有足够长度L 以使与直线相交截的截点数目不少于 10 个计算时直线端部未被完全交截的晶粒应以一个晶粒计算之选择三条以上不同部位的直线来计算相截的截点数用相截的截点总数Z 除所选用的直线总长度实际长度以mm 计得出弦的平均长度a mm 再以弦的平均长度值根据晶粒级别对照表便可确定钢的晶粒度弦的平均长度为nLdZ Z Z M1 2 35式中M显微镜的放大倍数截点法也可在带有目镜测微尺的显微镜下通过平行移动视场直接观察计数一般也是测Z 个晶粒的总长度再求弦的平均长度a2 非等轴晶粒计算法沿试样的三轴线分别计算出各轴线方向每 1mm 长度的平均节点数量每一轴线方向的平均截点数必须在不少于三条直线下求得3由试样的三个轴线方向得出每1mm 长度的平均截点数量值按下式计算出每 1mm 内平均截点数N 07n n n纵横法3式中 n每1mm 内平均截点数n 纵纵向上每1mm 长度平均截点数n 横横向上每 1mm 长度平均截点数n 法横向上每 1mm 长度平均截点数07晶粒扁圆度系数由上式计算出n 值根据晶粒级别对照表确定钢的晶粒度三实验设备及材料根据实验所采用的测定奥氏体晶粒度的方法选用所需要的设备和材料 1中温和高温热处理加热炉2 金相显微镜配有目镜测微尺3制备金相试样所需物品砂轮机抛光机砂纸腐蚀剂2～4硝酸酒精溶液或饱和苦味酸水溶液等4 晶粒度标准级别图5试验钢材20CrNi3A 40Cr 45 钢或T8T12CrWMn 等钢试样尺寸圆形试样Φ10～20mm ×15mm或矩形试样10mm×10mm×20mm6图1-1 晶粒度标准级别图四实验内容及步骤采用氧化法或直接腐蚀法显示钢的奥氏体晶粒并用比较法或计算法评定晶粒度级别同时验证加热温度对奥氏体晶粒大小的影响实验步骤如下一分组试验人员按不同加热温度分成若干组试样的加热温度为850℃900℃930℃950℃1000℃1100℃等二试样奥氏体晶粒的显示进行测定奥氏体晶粒度时先选用下列一种方法显示出奥氏体晶粒1氧化法1 每人取试样一块将其两端面研磨并抛光制成金相磨片2 将制备好的试样分别放置于加热到上述规定温度的热处理炉中试样磨面向上并应使加热和氧化均匀一致试样在指定温度保温30min 后取出放入水中冷却3 将冷却后的试样磨面在 04 号砂纸上仔细研磨待磨面磨至大部分发亮时进行抛光为找到一个合适的评级区域可将试样研磨抛光成一个倾斜面10o～15o有时还可配合显微镜观察控制研磨量4 试样抛光后若晶界显示不清晰时可采用浸蚀剂将试样磨面适度浸蚀便可清晰地显示出奥氏体晶界网络2直接腐蚀法1 选用20CrNi3A 或40Cr 等钢制成Φ10mm×10～20mm 圆形或矩形试样2 先将试样放入规定温度的热处理炉中加热加热到温后保温 30min 然后迅速淬入水中冷却以获得马氏体组织3 淬火后的试样磨去脱碳层制成金相试样选用含有 05～1烷基苯磺酸盐的7100mL 苦味酸饱和溶液等腐蚀剂浸蚀由于晶粒边界被腐蚀变黑依次测定奥氏体晶粒度腐蚀时间根据试验条件经试验确定配置腐蚀剂时应煮沸和充分溶解4 为获得更清晰光亮的组织试样可经二次或三次腐蚀抛光重复进行或向腐蚀剂中加少量新结尔灭或将腐蚀剂加热到50～60℃后腐蚀均可3网状铁素体法采用网状铁素体显示亚共析钢的奥氏体晶粒其热处理条件与氧化法相同但是试样预先不需研磨在加热过程中应防止氧化冷却速度应依次不同钢种恰当选择通常对低碳钢可选用油冷中碳钢选用空冷中碳合金钢选炉冷三评级待奥氏体晶粒显示后即可根据试验条件和需要采用比较法或计算法评定试验钢材试样奥氏体晶粒度级别五实验报告要求1写出对实验目的及所选用奥氏体晶粒显示和评级方法原理的简要叙述2 记录及画表格列出全组或全班实验结果并确定本实验用钢奥氏体晶粒度级别3绘出实验用钢或不同实验用钢加热温度与奥氏体晶粒长大关系曲线或比较不同实验用钢奥氏体晶粒长大的倾向性并说明加热温度对奥氏体晶粒大小的影响4 实验结果的分析讨论8实验二钢的淬透性一实验目的1了解钢的淬透性测定方法2 掌握用末端淬透性试验法测定钢的淬透性3研究合金元素等对钢的淬透性的影响二实验原理钢的淬透性是结构钢与工具钢的重要热处理工艺性能之一钢的淬透性对钢材的组织及性能有着十分重要的影响因而钢的淬透性亦是机械零件设计时选择钢种和生产上制定热处理工艺的主要依据之一为了合理地选择和使用工业用钢以及正确地进行钢的热处理对钢的淬透性进行测定和了解具有很大的实际意义一淬透性的本质与评定钢的淬透性也称可淬性是指钢在淬火时能够获得马氏体的能力它是钢材本身固有的一个属性它主要与钢的过冷奥氏体稳定性或钢的临界淬火冷却速度有关淬火是最常用的一种热处理工艺对结构钢和工具钢来说淬火是为了获得马氏体组织零件淬火时表面冷却快愈向心部冷却愈慢如果中心点的冷却速度达到或超过该钢种的临界淬火速度则钢件整个界面均可得到马氏体组织即钢件被淬透而当心部冷却速度小于临界淬火速度时则将在心部出现非马氏体称为未淬透在未淬透的情况下全淬成马氏体的区域就是淬硬层或淬透层钢件经淬火后一般从表面到心部一定深度均可获得马氏体组织这种马氏体组织的深度通常称为淬透层深度或淬硬层深度钢的淬透性反映了钢在淬火时获得马氏体的能力因此通常用标准尺寸试样在一定条件下淬火而得到的淬硬层深度h 或全部淬透的最大直径DC 来表示淬透性大小然而由于不同钢种的淬透性不同故其淬硬层深度以及能淬透的最大直径也不同淬硬层深度及直径愈大表面该钢种的淬透性愈高在实际的淬火钢件中由于从表面到中心各个部位的冷却速度不同因而各部位的组织和性能也就不同从表面全部马氏体组织开始向内依次为屈氏体索氏体珠光体甚至在心部出现铁素体此时显然应以全部马氏体组织或包含有很少量残余奥氏体组织层的深度作为判定淬透性的标准但是实际上当马氏体组织中含有 5～10非马氏体组织时是很难准确分辨出来的在硬度上亦无法测量出来因此现多采用由表面至半马氏体组织即50马氏体和50非马氏体组成的距离为淬透层深度并以此深度作为判定淬透性的标准这是因为半马氏体区域硬度变化显著很容易测量在酸蚀的断面上呈现出明显的明暗分界面见图2-1因此可以认为淬火后的马氏体组织大于50的部分即是被淬透的半马氏体组织的硬度主要与含碳量有关如图2-2 所示实践证明对碳素钢和不具有复杂奥氏体等温转变曲线的低合金钢及中合金钢采用半马氏体作为判定淬透性的标准是没有重大误差的但近年来贾查克Jatezak 等认为在淬火钢中存在 50的非马氏体组织与。
316L不锈钢金相组织的实验
316L不锈钢金相组织的实验实验目的- 分析316L不锈钢的金相组织结构。
- 验证316L不锈钢的晶体粒度和相组成。
- 评估316L不锈钢的机械性能与其金相组织结构之间的关系。
实验原理316L不锈钢是一种奥氏体系不锈钢，主要成分包括铬（Cr）、镍（Ni）、碳（C）和锰（Mn）。
其金相组织主要由奥氏体、铁素体和少量碳化物组成。
金相组织分析能够揭示晶粒大小、形状以及晶界和析出相的分布，从而对材料的性能有重要影响。
实验材料与设备- 材料：316L不锈钢样品。
- 设备：- 金相显微镜。
- 金相切割机。
- 磨抛机。
- 侵蚀剂。
- 清洁剂。
- 分析天平。
- 光学显微镜。
实验步骤1. 样品准备- 使用金相切割机从316L不锈钢板上切割出约10mm x 10mmx 5mm的样品。
- 将样品放入清洁剂中清洗，去除表面的油污和氧化层。
2. 磨抛- 使用磨抛机将样品磨至1000目。
- 期间定期清洗样品，去除磨削产生的碎屑。
3. 侵蚀- 将磨抛后的样品浸泡在侵蚀剂中，侵蚀时间为30秒至1分钟。
- 取出样品，用去离子水冲洗干净。
4. 观察与分析- 将侵蚀后的样品放置在金相显微镜下观察。
- 调整显微镜的焦距，观察316L不锈钢的金相组织。
- 使用光学显微镜测量晶粒大小，并记录结果。
5. 数据记录与分析- 观察并记录金相组织的特征，包括晶粒大小、形状以及晶界和析出相的分布。
- 分析金相组织结构与316L不锈钢的机械性能之间的关系。
实验结果- 经过侵蚀处理后的316L不锈钢样品在金相显微镜下显示出均匀的奥氏体晶粒，晶粒大小在10-20微米之间。
- 晶界清晰可见，没有发现明显的碳化物析出。
- 样品在光学显微镜下观察到的晶粒大小与金相显微镜的结果一致。
实验讨论316L不锈钢的金相组织主要由奥氏体组成，少量铁素体和碳化物。
均匀的晶粒结构表明材料在热处理过程中控制得当。
晶界清晰，没有发现异常现象，说明材料在生产和加工过程中没有遭受严重的热损伤或冷加工变形。
不锈钢热处理知识
敏化处理：18-8钢系列的奥氏体不锈钢在450℃～850℃（此区间常称为敏化温度）短时间加热，使其具有晶间腐蚀倾向。
这是因为碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。
奥氏体不锈钢在经400℃～850℃的温度范围内（敏化温度区域）时，会有高铬碳化物（Cr23C6）析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，严重时材料能变成粉末。
该方法一般只在不锈钢晶间腐蚀试验时采用。
（2）固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铬形成高铬碳化物）。
不同的不锈钢固溶化的温度烧有不同, 304,316等奥氏体不锈钢一般是1050℃,奥氏体-铁素体双相不锈钢要高一点,可到1150℃.固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铬形成高铬碳化物）。
这种热处理方法为固溶热处理。
固溶热处理中的快速冷却似乎象普通钢的淬火，但此时的‘淬火’与普通钢的淬火是不同的，前者是软化处理，后者是淬硬（形成马氏体）。
后者为获得不同的硬度所采取的加热温度也不一样，但没到1100℃。
我是搞火电的，回答可能不太全面，谁知道的可以继续补充。
在电厂中，奥氏体不锈钢管进行冷弯加工，容易产生形变诱发马氏体相变（很拗口，其实就是产生了马氏体），容易引起耐蚀性的下降。
ASME标准规定，当加工量超过一定量时就必须进行固溶处理（3）稳定化处理：为避免碳与铬形成高铬碳化物，在奥氏体钢中加入稳定化元素（如Ti和Nb），在加热到875℃以上温度时，能形成稳定的碳化物。
这是因为Ti（或Nb）能优先与碳结合，形成TiC（或NbC），从而大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），起到了牺牲Ti（或Nb）保护Cr的目的。
304奥氏体不锈钢的热处理工艺研究_史勤益
科学技术与工程
Science Technology and Engineering
Vol. 11 No. 24 Aug． 2011 2011 Sci. Tech. Engng.
304 奥氏体不锈钢的热处理工艺研究
原材料金相组织如图 2 所示。浸蚀方法为高氯 化铁 5 g，盐 酸 10 mL，酒 精 500 mL 混 合 液，浸 蚀 10 min。奥氏体晶粒均匀细小，根据《GB / T 6394— 2002 金属 平 均 晶 粒 度 测 定 法》，晶 粒 度 可 评 定 为 5． 5 级。另外，晶粒中伴有孪晶，黑点为非金属夹杂 物。从金相图片可看出此原材料已经经过固溶处 理。原材料各种硬度测量如表 1 所示，硬度分布比 较均匀，平均值为 HB187 左右。
史勤益 颜余仁 赵先锐 李勤涛 程 虎
（ 台州学院，台州 318000）
摘 要 研究了不同热处理工艺对 304 奥氏体不锈钢组织和性能的影响。304 奥氏体不锈钢试块进行 1 050 ℃ 保温30 min固
溶处理，分别在水中和在空气中冷却。结果发现得出组织均为单相奥氏体，水中冷却不锈钢硬度更高，说明水冷后获得更大
6 程鹏辉，贺东风，田乃媛． 我国不锈钢发展现状及展望． 特殊钢， 2007； 28（ 03） ： 50—52
7 Benedetti M． Influence of shot peening on bending tooth fatigue limit of case hardened gears． Interational Journal of Fatigue，2002； 24 （ 50） ： 1127—1136
20cr13热处理金相变化
20cr13热处理金相变化
20Cr13属于马氏体不锈钢，经过充分的热处理可以得到理想的金相结构。
具体的金相变化过程如下：
1. 初始状态：经冷却后的20Cr13钢材为奥氏体组织，颗粒较大且无定形。
2. 加热处理：将20Cr13钢材升温至860℃-900℃，保温时间30-60分钟，目的是让钢材完全变为奥氏体组织。
3. 快速冷却：将钢材迅速放入冷水中进行快速冷却，使其从奥氏体状态转变为马氏体结构。
这一步是关键，必须达到足够的冷却速度，以保证最终的金相组织符合要求。
4. 回火处理：将冷却好的钢材加热至适当的温度，保温一段时间后再进行冷却。
回火的目的是消除钢材硬度过高或易发生脆性断裂的缺陷。
经过这些热处理步骤，20Cr13钢材的金相组织变化为马氏体，且颗粒较小、均匀，具有较好的硬度、韧性和耐蚀性。
不锈钢的固溶热处理工艺
304不锈钢的固溶处理热处理工艺摘要研究了不同热处理工艺对304奥氏体不锈钢组织和性能的影响。
304奥氏体不锈钢试块进行1050℃保温30min固溶处理，分别在水中和在空气中冷却。
结果发现得出组织均为单相奥氏体，水中冷却不锈钢硬度更高，说明水冷后获得更大的内应力。
原材料进行650℃保温60min敏化处理和800℃保温60min敏化处理，对比得出在800℃保温60min时更容易发生晶间腐蚀。
因此，304不锈钢热处理时应避免在敏化温度区间内较高温度停留较长的时间。
奥氏体不锈钢是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。
钢中含Cr约18%、含Ni8%—10%、C约0．1%时，具有稳定的奥氏体组织。
奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。
如加入S，Ca，Se，等元素，则具有良好的易切削性。
此类钢除耐氧化性、酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸等的腐蚀。
此类钢中的含碳量若低于0．03%或含Ti、N，就可显着提高其耐晶间腐蚀性能。
由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用［1—5］。
304奥氏体不锈钢作为一种用途广泛的钢，具有良好的腐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象，无磁性。
用于家庭用品（餐具、橱柜、锅炉、热水器），汽车配件，医疗器具，建材，化学，食品工业，船舶部件。
根据不同的要求，其常用的热处理工艺主要有：固溶处理、稳定化处理和去应力处理等［6，7］，由其应用的广泛性，其热处理工艺的研究对生产有很好的指导意义。
1实验方法实验原材料为304奥氏体不锈钢（国内牌号为0Cr18Ni9）化学成分为碳≤0．08%，硅≤1．00%，锰≤2．00%，磷≤0．045%，硫0．03%，镍8．0%—10．5%，铬18%—20%。
原材料通过热轧而成，切割成直径20mm，高20mm的圆柱体试样。
热处理对316L奥氏体不锈钢结构、力学和耐腐蚀性能的影响
热处理对316L奥氏体不锈钢结构、力学和耐腐蚀性能的影响作者：党丽来源：《粘接》2021年第01期摘要：通过热处理改变316L奥氏体不锈钢α和β相的体积分数，可以优化气体金属电弧添加剂制造（GMA-AM）316L奥氏体不锈钢的力学性能和腐蚀性能。
结果表明，1000—1200℃热处理1h对钢中晶粒形貌影响不大，但对盯、8相含量影响较大。
1000℃热处理有效地提高了钢中盯相的含量，使钢的极限强度和屈服强度都有所提高，而弹性模量和屈服强度都有所降低。
1100～1200℃的热处理完全消除了α相，导致极限抗拉强度和屈服强度降低，而弹性模量和屈服强度增加。
盯相的强化效果优于β相，但会降低钢的塑性，增加钢中产生裂纹的可能性。
同时，通过热处理限制钢的α相和8相的数量，可以提高钢的耐蚀性。
与β相相比，α相对钢的耐腐蚀性能的影响更大。
关键词：气体金属电弧添加剂;奥氏体不锈钢;热处理;α相;拉伸性能;腐蚀性能中图分类号：TG174 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）01—0046—040引言奥氏体不锈钢具有稳定、完整的奥氏体组织，由于其优良的耐腐蚀性、足够的高温力学性能，在化学生产、轮船制造、高温螺栓、核反应堆等现代工业中得到了广泛的应用，良好的可制造性和焊接性。
添加剂制造可以直接制造和修理金属零件，减少加工时间和成本。
与传统的铸造、锻造等制造技术相比，添加剂制造具有技术优势和经济竞争力，特别是对于大型复杂金属构件的制造和修复。
添加剂制造具有温度梯度高、冷却速度快、循环加热等特点，与传统的制造工艺相比，具有较大的微观组织差异。
研究了316L奥氏体不锈钢在热处理过程中的相变行为和结构变化，优化了316L奥氏体不锈钢的力学性能和腐蚀性能。
1实验过程1.1微观结构表征使用放电丝从沉积部件上切下金相试样，然后进行标准机械抛光和蚀刻（4g CuSO4、20mL HCl和20mL H2O）。
采用奥林巴斯BX51M光学显微镜（OM）和JSM-6010扫描电子显微镜（SEM）对GMA-AM 316L的微观结构进行了研究。
不锈钢热处理几金相图
2Cr13调质处理钢的金相图材料：2Cr13工艺情况：调质处理浸蚀方法：经氯化高铁、盐酸水溶液浸蚀组织说明：显示奥氏体晶界和孪晶的回火索氏体。
索氏体本质上是渗碳体与铁素体的机械混合物，但在光学显微镜下常常难以分辨出渗碳体颗粒。
2Cr13（调质处理）金相图 x500图一图二材料：2Cr13工艺情况：调质处理浸蚀方法：三氯化铁盐酸水溶液浸蚀组织说明：图1：回火索氏体、少量未溶铁素体和少量碳化物颗粒。
2Cr13钢的Ac1为820℃，Ac3为950℃，正常的淬火温度应为980～1000℃。
由于淬火温度偏低，晶粒过于细小，碳化物溶解不充分，合金元素均匀化不够，从而会降低钢的耐腐蚀性能和耐热性能。
图2：带马氏体位向的均匀回火索氏体，属正常的调质组织。
2Cr13钢淬火后通常采用600~750℃高温回火，而不采用中温回火。
因为中温回火时，生成(Cr,Fe)7C3碳化物，碳化物的周围形成贫铬区。
中温回火的温度不足以使基体富铬区的铬向贫铬区扩散，使腐蚀性能明显降低；而高温回火形成M23C6碳化物，其周围的贫铬区容易通过高温回火的扩散而得到消除，同时高温回火也可以获得良好的综合力学性能。
2Cr13（球化退火淬火、回火处理）金相图图一图二图三图四材料：2Cr13工艺情况：图1、图2球化退火处理；图3、图4淬火、回火处理浸蚀方法：苦味酸、盐酸酒精溶液浸蚀组织说明：图1：球粒状珠光体和沿晶断续分布之颗粒状碳化物。
图2：颗粒较大且分布不甚均匀的球状珠光体、铁素体及少量片状珠光体，沿晶界有断续链状碳化物。
球化组织优劣直接影响以后淬火、回火质量。
图2中组织不均匀，且有层片状珠光体，则零件在加热淬火时容易发生变形或组织粗大。
图3：回火索氏体和未溶块状铁素体，固溶程度差，将影响该材料的耐腐蚀性。
图4：均匀的回火索氏体及少量铁素体。
该组织用于石油零件，耐腐蚀性及其他性能均优良。
2Cr13属亚共析不锈钢，如果退火预备组织完善，淬火加热能使碳化物充分固溶于奥氏体，可获得无残余铁素体或少量铁素体及中等针状马氏体，回火后获得回火索氏体组织，其耐蚀性与强韧性均会优良。
奥氏体不锈钢金相转变
奥氏体不锈钢金相转变主要受到化学成分、热处理和加工应变等因素的影响。
1.化学成分：奥氏体不锈钢的化学成分是影响其金相组织的重要
因素。
一般来说，含铬量越高，奥氏体的含量就越高，铁素体含量就越低。
2.热处理：奥氏体不锈钢的热处理可以改变其金相组织，从而影
响其性能。
例如，淬火可以增加奥氏体的含量，提高不锈钢的硬度和强度，但会降低其耐蚀性。
3.加工应变：奥氏体不锈钢在加工过程中会发生应变，从而导致
其金相组织发生变化。
一般来说，加工应变越大，奥氏体含量就越高，铁素体含量就越低，不锈钢的强度和硬度也会增加。
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奥氏体不锈钢金相与热处理的关系
1.金相作用的阐述
就固体金属（机械零部件）的内在(晶体)结构而言，内在结构决定它的性能。
固体金属的性能有很多种：力学性能，耐腐蚀性能，耐热性能，抗疲劳性能，耐磨性能等等，在检测这些性能中，一项检测手段只能够检测一项性能，而检测金相不同于其它检测手段，金相组织可以反映多项性能，而且更直观、更准确。
金相可以反映出金属的化学成分、热处理工艺的正确与否。
换句话说，化学成分、热处理工艺就决定了金相组织。
2.铸造奥氏体不锈钢的铁素体形态及其控制方法（论文摘录）
从图3可以看出，铸态和固溶处理不良网状铁素体的形貌，如龟背的细线纹路一样分布。
3.权威机构检测没有经过固溶处理的（316L材质）金相图谱
上图是316L材质，没有经过固溶处理的彩色金相图谱，图谱的a-相显然是扁长的网状分布的铁素体。
经过查核，该产品的化学成分是准确的，只是没有固溶处理。
4.国家标准GB/T13305-2008中奥氏体不锈钢中a-相面积含量金相图谱
从国标图谱看正确的不锈钢a相-铁素体，应该是条状或者带状。
而且均匀分布。
5.生产实践不锈钢材质试样的金相图谱
图1是1.4408材质铸态金相图谱
上图1与论文中的第3图非常相似，两图能够对应上，证明这种网状铁素体形貌的金相没有经过固溶处理的推断是正确的。
图2是1.4409材质，经过固溶处理的金相图谱。
上图2金相图谱，a相-铁素体形貌呈网状分布（龟背状网纹形貌），显然固溶处理不当所致。
图3是1.4408材质铸态金相图谱
上图3与权威机构检测没有经过固溶处理的（316L材质）金相图谱
非常相似（奥氏体基体上有呈枝晶状分布的铁素体，不是正常的固溶组织）。
两图形貌可以对应上，因此，这种a相-铁素体组织，没有经过固溶处理所致的推断也是正确的。
图4 CF3M材质经过固溶处理后的金相图谱
上图4金相图谱，a相-铁素体形貌仍然是呈扁长的网状分布（龟背状网纹形貌），显然是固溶处理不当所致。
上图4金相图谱，a相-铁素体如果没有开叉的枝晶延伸，只是长条状，那么就与国标不锈钢的a相-铁素体形貌非常相似了。
6.结论
从上述的各种不锈钢金相图谱形貌进行比对，我们不锈钢产品（试样）的金相图谱的结果表明生产工艺存在问题。
在日常生产中，产品（试样）化学成分经过复核，它是正确的，试样也是连带产品一起同炉固溶处理。
而金相检测方法是按照规范进行，应该没有偏离。
因此，不锈钢材质的产品（试样）的金相不合格，是固溶处理不当造成的。
王佳平
2016年3月10日。