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304不銹鋼固溶處理熱處理方法

     討論了不同熱處理方法對304奧氏體不銹鋼組織和性能的影響。304奧氏體不銹鋼試塊在1050℃下固溶，保溫30min，分別在水中和空氣中冷卻。結(jié)果表明，所有組織均為單相馬氏體，水中不銹鋼的冷卻硬度較高，表明水冷后內(nèi)應(yīng)力較大。原材料經(jīng)650℃保溫60min敏化處理和800℃保溫60min敏化處理。相比之下，在800℃下保溫60min時更容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。因此，304不銹鋼在熱處理過程中應(yīng)避免高于敏化溫度區(qū)

奧氏體不銹鋼是指在室溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含有約18%的Cr、Ni8%-10%、C約0．1%具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體不銹鋼無磁性，韌性和塑性高，但強度低。它不能通過改變來加強。它只能通過冷加工來加強。例如，添加s，Ca，Se，其他元素，則具有較好的切削性能。這種鋼除了耐還原性、酸介質(zhì)腐蝕外，如果含有Mo、Cu等元素還可以抵抗鹽酸、磷酸、甲酸、醋酸等的腐蝕。如果這種鋼中的碳含量低于0．03%或含Ti、N，它的耐應(yīng)力腐蝕性能可以顯著提高。由于奧氏體不銹鋼具有綜合性和良好的綜合性能，已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)

作為一種應(yīng)用廣泛的鋼材，304奧氏體不銹鋼具有良好的腐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械性能；沖壓、彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化，無磁性。用于家庭用品(餐具、櫥柜、鍋爐、熱水器)、汽車零部件、醫(yī)療設(shè)備、建筑材料、化工、食品工業(yè)、船舶零部件。根據(jù)不同的要求，常用的熱處理方法主要有：固溶處理、穩(wěn)定處理、去應(yīng)力處理等［6，7］，由于其廣泛的應(yīng)用，其熱處理方法的研究對生產(chǎn)起到了很好的指導(dǎo)作用。1.304奧氏體不銹鋼(國產(chǎn)型號為0Cr18Ni9)的化學(xué)成分為碳≤0．08%，硅≤1．00%，錳≤2．00%，磷≤0．045%，硫0．03%，鎳8．0%—10．5%，鉻18%-20%。原料采用熱軋制成，切割成直徑20mm、高度20mm的圓柱體樣品。樣品分別在1050℃、保溫30min的空冷和水冷處理，在650℃和保溫1h段后進行空冷和800℃，并保溫1h至室溫，進行敏化處理。洛氏硬度計和金相顯微鏡用于分析原料和熱處理樣品的硬度和合金成分。

2．3.熱處理方法對組織和性能的影響

2．3．1.固溶處理對組織的影響

將304奧氏體不銹鋼原料加熱至1050℃，保溫30min，通過快速冷卻至室溫重新固溶。固溶處理后的組織如圖3所示，如圖4所示。圖3為空冷試樣合金成分，圖4為水冷試樣合金成分。腐蝕方法為5g高氯化鐵、10ml硫酸、500ml乙醇混合物，腐蝕10min。

從合金成分的照片可以看出，經(jīng)過固溶處理的金相樣品很難腐蝕，晶界也不明顯。這種合金成分是奧氏體晶粒，晶體對稱細小，伴有雙晶，黑點是滲碳體。根據(jù)《GB/T6394-2002金屬平均晶粒度測定法進行評級，空冷后晶粒度為5．在5級上下，與原材料的晶粒大小相比變化不大，因此也可以推斷，原材料的固溶處理也是空冷的。水冷后，晶粒大小增加，為6．5級上下。

2．3．2.固溶處理對機械性能的影響

固溶處理時空冷卻和水冷的各種硬度值如表2所示。從表2可以看出，當冷卻速度提高時，奧氏體不銹鋼的硬度也相應(yīng)增加。奧氏體不銹鋼在冷卻過程中沒有組織變化，但硬度增加。這是因為奧氏體不銹鋼在快速冷卻過程中表面受到激冷收縮而變硬，內(nèi)部溫度仍然較高且較軟，并且由于表面的收縮而受到塑性壓縮變形。就像沖床一樣，上下收縮并水平膨脹。由于外部剛性和內(nèi)部柔軟性，如果繼續(xù)冷卻到室溫，內(nèi)部收縮大于表面。由于內(nèi)部收縮在表面產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，［8］。因為這種殘留壓應(yīng)力對材料的機械性能有很好的影響。所以，在奧氏體不銹鋼固溶處理中，水冷比空冷好。

3結(jié)論

通過對304奧氏體不銹鋼熱處理方法的研究，得出以下結(jié)論：

（1）經(jīng)過固溶處理的奧氏體不銹鋼具有更好的耐腐蝕性。固溶后，水冷比空冷獲得更高的表面硬度，表面為殘余壓應(yīng)力，這也有利于其他機械性能。

（2）可以得出結(jié)論，經(jīng)過敏化的奧氏體不銹鋼非常容易腐蝕。此外，敏化溫度越高，敏化時間越長，敏化后的應(yīng)力腐蝕趨勢越大。因此，奧氏體不銹鋼的熱處理必須避免在敏化范圍內(nèi)進行。