艾格特||不锈钢固溶热处理

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(Cr、Fe)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Ti、Nb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Ti或Nb）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C与Ti或Nb结合生成TiC或NbC，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 和Nbc）不分解、不固溶，一般采用下限固溶温度。