不銹鋼的應(yīng)用及熱處理

提示：

奧氏體不銹鋼，顧名思義其組織為奧氏體，奧氏體不銹鋼的熱處理十分重要，因?yàn)閵W氏體不銹鋼的重要任務(wù)是耐蝕，熱處理不當(dāng)，其耐蝕性能會(huì)大打折扣，本期主要向大家講述奧氏體不銹鋼的熱處理。

奧氏體不銹鋼，是常見的不銹鋼（18-8鋼），如廚房中很多餐具都是奧氏體不銹鋼做的。奧氏體不銹鋼，顧名思義其組織為奧氏體，它沒有磁性，沒有淬硬性。

奧氏體不銹鋼在氧化性環(huán)境中抗腐蝕性非常強(qiáng)，所謂的氧化環(huán)境可以簡(jiǎn)單理解為含氧較多的環(huán)境，奧氏體不銹鋼韌性好，容易加工成型，因而用途非常廣泛。

奧氏體不銹鋼管

奧氏體不銹鋼主要用于耐蝕目的，熱處理對(duì)其影響很大。奧氏體不銹鋼的耐蝕性和耐酸性主要依賴表面鈍化，如果表面鈍化這種行為不能維系，則它就會(huì)發(fā)生腐蝕。因此，奧氏體不銹鋼并不是完全不銹，它只是針對(duì)氧化環(huán)境和酸性環(huán)境。對(duì)于特殊的離子，并不具有強(qiáng)大的抗拒能力。奧氏體不銹鋼的熱處理主要影響表面層的鈍化能力，因而影響其腐蝕性能。

304不銹鋼極化曲線，出現(xiàn)陽極鈍化區(qū)

均勻腐蝕是最常見的腐蝕現(xiàn)象，均勻腐蝕取決于鉻元素的分布均勻性。熱處理影響鉻元素的分布規(guī)律，自然影響奧氏體不銹鋼的耐均勻腐蝕特性。

晶間腐蝕也是評(píng)價(jià)奧氏體不銹鋼的重要腐蝕性能之一。一般來說，如果奧氏體不銹鋼發(fā)生敏化，在晶界析出大量的串珠狀的碳化物，則其晶間腐蝕性能會(huì)大打折扣。奧氏體不銹鋼如果發(fā)生敏化，即使在很普通的電化學(xué)環(huán)境也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的晶間腐蝕。

晶間腐蝕開裂

應(yīng)力腐蝕開裂是奧氏體不銹鋼最常見的破壞形式。大家需要注意，應(yīng)力腐蝕開裂取決于兩方面主要因素：其一，必須有應(yīng)力，它可能是外加應(yīng)力，也可能是殘余應(yīng)力；其二，應(yīng)力腐蝕開裂敏感離子，比如鹵族元素離子，尤其以氯離子最為常見。應(yīng)用奧氏體不銹鋼的地方，時(shí)常不是使用其承受應(yīng)力的能力，因此應(yīng)該特別關(guān)注殘余應(yīng)力，因?yàn)樵诤新入x子的環(huán)境中，殘余應(yīng)力會(huì)造成其應(yīng)力腐蝕開裂。去殘余應(yīng)力的方法是去應(yīng)力退火。

奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂

點(diǎn)蝕是最可怕的腐蝕。說其是最可怕的腐蝕，采用古人說的一句話形容這個(gè)問題再恰當(dāng)不過了：“千里之堤，潰于蟻穴”。點(diǎn)蝕產(chǎn)生有兩個(gè)主要原因：其一，是材料成分不均勻，比如發(fā)生敏化，奧氏體不銹鋼就特別容易發(fā)生點(diǎn)蝕；其二，環(huán)境腐蝕介質(zhì)濃度不均勻，這也是引起點(diǎn)蝕的原因。一旦發(fā)生點(diǎn)蝕，局部鈍化膜層就被破壞掉，于是會(huì)在活性和鈍化兩種狀態(tài)之間競(jìng)爭(zhēng)，一旦無法發(fā)生鈍化，點(diǎn)蝕就會(huì)不斷進(jìn)行下去，直到構(gòu)件穿孔。

奧氏體不銹鋼點(diǎn)蝕

奧氏體不銹鋼在室溫至高溫狀態(tài)沒有固態(tài)相變點(diǎn)，其熱處理的目的主要是為了使加工過程中產(chǎn)生的碳化物溶解到基體中去，從而使合金元素分布更加均勻。將奧氏體不銹鋼加熱到高溫，使碳化物溶解到基體中去，然后快速冷卻到室溫，這個(gè)過程，奧氏體不銹鋼不會(huì)硬化，因?yàn)闆]有相變，室溫仍保持奧氏體狀態(tài)，這個(gè)過程稱為固溶處理。固溶處理中，快速冷卻的目的只是為了讓碳原子及合金元素分布更加均勻。

奧氏體不銹鋼敏化示意圖

奧氏體不銹鋼在固溶處理時(shí)，如果冷卻速度過慢，隨著溫度下降，碳原子在基體中的溶解度下降，碳化物便會(huì)析出。并且碳原子特別容易與鉻結(jié)合，形成M23C6型碳化物，分布在晶界上，晶界發(fā)生貧鉻現(xiàn)象，發(fā)生敏化。奧氏體不銹鋼發(fā)生敏化以后，應(yīng)在850oC以上加熱，碳化物會(huì)固溶，再快速冷卻就能夠解決敏化問題。

氏體不銹鋼金相組織