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肇庆艾格特不锈钢制品有限公司

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艾格特||不锈钢固溶热处理

发表时间: 2020-06-20 15:09:30

作者: 肇庆艾格特不锈钢制品有限公司

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晶间腐蚀

奥氏体不锈钢在450~850℃温度(通常称为敏化温度)长期停留时,会在晶界处析出铬的碳化物(CrFe)23C6,使晶界附近奥氏体的含铬量降低到钝化所需的极限含量以下。这样的奥氏体不锈钢材料在可能引起晶间腐蚀的电解质中使用时,就会在晶界附近引起腐蚀,这就是奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。受到这种腐蚀的零件,就会因晶粒间的结合力被破坏而失去承载能力。晶间腐蚀是奥氏体不锈钢的一种最为常见和危险的破坏形式。

 

固溶处理

固溶处理是防止奥氏体不锈钢晶间腐蚀的重要手段。固溶处理就是将奥氏体不锈钢材料或零件加热到1010~1120℃左右(具体温度随钢种而异),经适当保温,使碳化物都溶入奥氏体,然后快速冷却(通常是水冷)至室温,获得单相奥氏体组织。由于固溶处理可消除晶界的贫铬问题,因此能有效防止奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。

在压力容器制造中,固溶处理主要用于奥氏体不锈钢的热加工受压元件(如热成形封头)。通过固溶处理,使热加工过程中沿晶界析出的铬的碳化物重新固溶于奥氏体中。

冷成形的奥氏体不锈钢受压元件,如果成形时变形量过大或因应力腐蚀问题需要进行热处理时,应优先采用固溶处理,以消除残余应力,恢复材料的塑性与韧性,提高材料的耐腐蚀性。

需要指出的是,经过固溶处理的奥氏体不锈钢材料或零件,如果在随后的加工过程中再次在450~850℃的温度范围长期停留,则奥氏体晶界处会重新析出铬的碳化物。由于在压力容器的制造过程中,材料不可避免需经受450~850℃温度的加热(如焊接),又难以对整台完工的压力容器进行固溶处理,因此,对于有较高抗晶间腐蚀要求的奥氏体不锈钢容器,应采用超低碳或含有TiNb等稳定化元素的奥氏体不锈钢材料。对于含有稳定化元素的奥氏体不锈钢的热成形或冷成形受压元件,如需进行热处理且有晶间腐蚀试验要求时,一般应采用稳定化处理或固溶处理加稳定化处理。

 

稳定化处理

稳定化处理适用于含有稳定化元素(通常为TiNb)的奥氏体不锈钢。稳定化处理是将此类不锈钢材料或零件加热到某一温度范围(通常为850~900℃),经充分保温后,使钢中的CTiNb结合生成TiCNbC,从而防止碳化铬的析出和晶界的贫铬问题。必须指出,含有稳定化元素的奥氏体不锈钢只有经过稳定化处理,才能发挥稳定化元素的作用,防止材料在敏化温度范围加热时析出铬的碳化物,从而防止晶间腐蚀。

 

热处理试件

对于有晶间腐蚀试验要求的奥氏体不锈钢材料或零件,应在固溶处理或稳定化处理后,从材料或工件上割取试样进行图样要求的晶间腐蚀试验。如果无法从工件上割取试样,则应制备热处理试件,试件应与工件一起进行热处理,通过试件的晶间腐蚀试验来验证热处理后工件的抗晶间腐蚀性能。

 

 

 

 

(艾格特不锈钢产品展示图)

 

固溶处理的作用有三点

一.使钢管组织和成分均匀一致,这对原料尤其重要,因为热轧线材各段的轧制温度和冷却速度不一样,造成组织结构不一致。

在高温下原子活动加剧,σ 相溶解,化学成分趋于均匀,快速冷却后就获得均匀的单相组织。

 

二.消除加工硬化,以利于继续冷加工。

通过固溶处理,歪扭的晶格恢复,伸长和破碎的晶粒重新结晶,内应力消除,钢管抗拉强度下降,伸长率上升。

 

三.恢复不锈钢固有的耐蚀性能。

由于冷加工造成碳化物析出,晶格缺陷,使不锈钢耐蚀性能下降。固溶处理后钢管耐蚀性能恢复到最佳状态。

对于不锈钢钢管而言,固溶处理的3 个要素是温度、保温时间和冷却速度。固溶温度主要根据化学成分确定。

一般说来,合金元素种类多、含量高的牌号,固溶温度要相应提高。特别是锰、钼、镍、硅含量高的钢,只有提高固溶温度,使其充分溶解,才能达到软化效果。

但稳定化钢,如1Cr18Ni9Ti,固溶温度高时稳定化元素的碳化物充分溶解于奥氏体中,在随后的冷却中会以Cr23C6 的形态在晶界析出,造成晶间腐蚀。为使稳定化元素的碳化物(TiC Nbc)不分解、不固溶,一般采用下限固溶温度。

 



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