不锈钢热处理知识

精品文档 1欢迎下载 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 精品文档 2欢迎下载 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 含 Ti 或 Nb 的奥氏体不锈 钢 如 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Nb 经稳定化处理后比进行固溶热 处理更具有良好的综合机械性能 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 由于 Ti 和 Nb 能优先与碳结合 形成 TiC 或 NbC 大大 降低了奥氏体中固溶碳的浓度 含量 从而起到了牺 Ti 和 Nb 保 Cr 的目的 经稳定化处理比进行固溶热处理的奥氏体不锈钢 具有更好的综合 机械性能 4 所以 有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳 定化处理 精品文档 3欢迎下载 不锈钢材料常识不锈钢材料常识 1 1 什么是不锈钢 什么是不锈钢 不锈钢是在普通碳钢的基础上 加入一组铬的质量分数 wCr 大于 12 合 金元素的钢材 它在空气作用下能保持金属光泽 也就是具有不生锈的特性 这是 由于在这类钢中含有一定量的铬合金元素 能使钢材表面形成一层不溶解于某些介 质的坚固的氧化薄膜 钝化膜 使金属与外界质隔离而不发生化学作用 在这类 钢中 有些除含较多的铬 Cr 外 还匹配加入较多的其他合金元素 如镍 Ni 使之在空气中 水中 蒸汽中 都具有很好的化学稳定性 而且在许多种酸 碱 盐的水溶液中也有足够的稳定性 甚至在高温或低温环境中 仍能保持其耐腐 蚀的优点 2 2 不锈钢分类方法有几种 不锈钢分类方法有几种 按主要化学组成分铬不锈钢 铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等 也可以以性能特 点分成耐酸不锈钢和耐热不锈钢等 通常以金相组织进行分类 按金相组织分为 铁素体 F 型不锈钢 马氏体 M 型不锈钢 奥氏体 铁素体 A F 型双相不锈钢 奥氏体 马氏体 A M 型双相不锈钢和沉淀硬化 PH 型不锈钢 1 铁素体型不锈钢 F 铁素体具有磁性 它的内部显微组织为铁素体 其铬的质 量分数在 11 5 32 0 范围内 但是碳的含量极低 0 2 不可淬火 随着铬含量 的提高 其耐酸性也提高 加入钼 Mo 后 则可提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的 能力 2 马氏体型不锈钢 M 其显微组织为马氏体 马氏体不锈钢同样也具有磁性 这 类钢中铬的质量分数为 11 5 18 0 但碳的质量分数最高达 0 6 碳含量增高 精品文档 4欢迎下载 提高了钢的强度和硬度 在这类钢中加入的少量镍可以促使生成马氏体 同时又能 提高其耐蚀性 这类钢具有一定的耐蚀性和较好的热稳定性以及热强性 可以作为 温度低于 700 以下长期工作的耐热钢使用 它广泛用来制造对韧性和冲击韧度要 求较高的零件 如汽轮机的叶片 内燃机排气阀和医疗器械 3 奥氏体型不锈钢 F 其显微组织为奥氏体 它是在高铬不锈钢中 17 26 添加适当的镍 镍的质量分数为 8 25 而形成的 具有奥氏体型不锈钢不能利用 热处理使晶粒细化 也不能经过淬火来提高其硬度 这类钢的冷加工硬化程度高 通常没有磁性 经过冷作可在钢内析出少量铁素体或马氏体的组织 会出现少量磁 性 奥氏体型的钢板的综合性能最好 既有足够的强度 又有极好的塑性同时硬度 也不高 这也是它们被广泛采用的原因之一 奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金 属材料相似 其抗拉强度 屈服强度和硬度 随着温度的降低而提高 塑性则随着 温度降低而减小 其抗拉强度在温度 15 800 范围内增大较快 温度进一步降低时 则变化缓慢 而屈服强度有增长是较为均匀的 更重要的是 随着温度的降低 其 冲击韧度减少缓慢 并不存在脆性转变温度 4 其他特殊材料的应用领域开发出特殊材料 例如 所说的奥氏体一铁素体型双 钢 其显微组织为奥氏体加铁素体 它含有 18 25 的铬 4 7 的镍以及 4 的钼 镍 镍 铜 镍 铬以及其他以镍 铬为基础的特殊不锈钢也属于此类 此类特 殊材料具有特殊的特性 有固定的材料名称 如 ronifer Nikrofer AIIoy ferrotherm HasteIIoy IncoIoy InconeI MoneI 这些 材料也有属材料号及其化学成份 精品文档 5欢迎下载 3 3 中国与世界各地区不锈钢钢号近似对照中国与世界各地区不锈钢钢号近似对照 美 国 No 中 国 GB 中国 台湾 GNS 日 本 JIS 韩 国 KS 印 度 IS ASTM UNS 加 拿 大 CSA 墨 西 哥 DGN 澳 大 利 亚 AS 奥氏体型不锈钢 11Cr17Mn6Ni5N 201 SUS201 STS201 10Cr17Mn6N4N 20 201 S20100 201 201 2 21Cr18Mn8Ni5N 202 SUS202 STS202 202 S20200 202 31Cr17Ni7 301 SUS301 STS301 10Cr17Ni7 301 S30100 301 301 41Cr18Ni9 302 SUS302 STS302 302 S30200 302 302 302 5Y1Cr18Ni9 303 SUS303 STS303 303 S30300 303 303 303 6Y1Cr18Ni9Se 303Se SUS303Se STS303Se 303Se S30323 303Se 303Se 7 0Cr19Ni9 0Cr18Ni9 304 SUS304 STS304 07Cr18Ni9 304 304II S30400 304 304 304 8 00Cr19Ni10 00Cr18Ni10 304L SUS 304L STS 304L 02Cr18Ni11 304L S30403 304L 304L 90Cr19Ni19N 304N1 SUS304N1 STS 304N1 304N S30451 100Cr19Ni10NbN 304N2 SUS304N2 STS304N2 XM21 S30452 1100Cr18Ni10N 304LN SUS304LN STS304LN 304LN S30453 12 1Cr18Ni12 1Cr18Ni12Ti 305 SUS305 STS305 305 S30500 305 305 130Cr23Ni13 309S SUS309S STS309S 309S S30908 309S 309S 精品文档 6欢迎下载 14 0Cr25Ni20 1Cr25Ni20Si2 310S SUS310S STS310S 310S S31008 310S 310S 310S 150Cr17Ni12Mo2 316 SUS316 STS316 04Cr17Ni12Mo2 316 S31600 316 316 316 160Cr18Ni12MoTi 04Cr17Ni12Mo2Ti 20 316Ti S31635 316Ti 1700Cr17Ni14Mo2 316L SUS 316L STS 316L 02Cr17Ni12Mo2 316L S31603 316L 316L 180Cr17Ni12Mo2N 316N SUS 316N STS316N 316N S31651 1900C 17Ni13Mo2N 316LN SUS316LN STS316LN 316LN S31653 20 0Cr18Ni12Mo2Cu2 316J1 SUS316J1 STS316J1 21 00Cr18Ni14Mo2Cu2 316J 1L SUS316J 1L STS316J 1L 220Cr19Ni13Mo3 317 SUS317 STS317 317 S31700 317 317 317 231Cr18Ni12MoTi 304 不锈钢 C 0 08 Cr 18 0 20 0 Ni8 00 10 50 屈服强度 N mm2 205 抗拉强度 520 延伸率 40 硬度 HB 187 HRB 90 HV 200 密度 7 93 g cm 3 精品文档 7欢迎下载 比热 c 20 0 502 J g C 1 热导率 W m 1 在下列温度 20 100 500 12 1 16 3 21 4 线胀系数 10 6 在下列温度间 20 100 20 200 20 300 20 400 16 0 16 8 17 5 18 1 电阻率 0 73 mm2 m 1 熔点 1398 1420 316L 不锈钢 C 0 03 Ni12 00 15 00 Mo 175 Mn 2 0 Si 1 0 Cr16 18 Mo1 8 2 5 S 0 030 P 0 035 屈服强度 N mm2 480 抗拉强度延伸率 40 硬度 HB 187 HRB 90 HV 200 密度 7 87 g cm 3 比热 c 20 0 502 J g C 1 热导率 W m 1 在下列温度 100 300 500 15 1 18 4 20 9 线胀系数 10 6 在下列温度间 20 100 20 200 20 300 20 400 20 500 16 0 17 0 17 5 17 8 18 0 电阻率 0 71 mm2 m 1 熔点 1371 1398 回答 1 现在最常用的两种不锈钢 304 316 或对应于德 欧标的 1 4308 1 4408 316 精品文档 8欢迎下载 与 304 在化学成分上的最主要区别就是 316 含 Mo 而且一般公认 316 的耐腐蚀性更 好些 比 304 在高温环境下更耐腐蚀 所以在高温环境下 工程师一般都会选用 316 材料的零部件 但所谓事无绝对 在浓硫酸环境下 再高温度也千万别用 316 不然 这事可就出大了 学机械的人都学过螺纹 还记得为了防止在高温情况下螺纹咬死 需要涂抹的一种黑乎乎的固体润滑剂吧 二硫化钼 MoS2 从它就得出了 2 点结论不 是 1 Mo 确实是一种耐高温的物质 知道黄金用什么坩埚熔吗 钼坩埚 2 钼很容易和高价硫离子反应生成硫化物 呵呵 所以没有任何一种不锈钢是超级无敌 耐腐蚀的 说到底 不锈钢就是一块杂质 不过这些杂质可都比钢更耐腐蚀 较多 的钢 是钢就可以和别的物质反应 2 304 及 316 表示的是不锈钢 第一个数字 3 表示钢类为镍铬奥氏体钢 后两位数字表示序号 具体钢材成分可见 ASME 锅炉及压力容器规范 II 材料 A 篇铁基材料 上册 P434 316 和 317 不锈钢 317 不锈钢的性能见后 是含钼不锈钢种 317 不锈钢中的钼含量略高明于 316 不锈钢 由于钢中钼 该钢种总的性能优于 310 和 304 不锈钢 高温 条件下 当硫酸的浓度低于 15 和高于 85 时 316 不锈钢具有广泛的用途 316 不锈钢还具有良好的而氯化物侵蚀的性能 所以通常用于海洋环境 316L 不锈钢的最大碳含量 0 03 可用于焊接后不能进行退火和需要最大耐腐蚀性的用途中 耐腐蚀性 耐腐蚀性能优于 304 不锈钢 在浆和造纸的生产过程中具有良好的耐腐蚀的性能 而且 316 不锈钢还耐海洋和侵蚀性工业大气的侵蚀 耐热性 在 1600 度以下的间断使用和在 1700 度以下 的连续使用中 316 不锈钢具有好的耐氧化性能 在 800 1575 度的范围内 最好不要连续作用 316 不锈钢 但在该温度范围以外连续使用 316 不锈钢时 该不锈钢具有良好的耐热性 316L 不锈钢的耐碳化物析出的性能比 316 不锈钢更好 可用上述温度范围 热处理 在 1850 2050 度的温度范围内进行退火 然后迅速退火 然后迅速冷却 精品文档 9欢迎下载 316 不锈钢不能过热处理进行硬化 焊接 316 不锈钢具有良好的焊接性能 可采用所有标准的焊接方法进行焊接 焊接时可根据用途 分别采用 316Cb 316L 或 309Cb 不锈钢填料棒或焊条进行焊接 为获得最佳的耐腐蚀性能 316 不锈钢钢的焊接断 面需要进行焊后退火处理 如果使用 316L 不锈钢 不需要进行焊后退火处理 典型用途 纸浆和造纸用设备热交换器 染色设备 胶片冲洗设备 管道 沿海区域建筑物外部用材料 3 奥氏体不锈钢中的碳在奥氏体晶粒中的溶解度与温度有很 大关系 奥氏体不锈钢在 400 850 的温度范围内 敏化温 度区域 时使用 会有高铬碳化物 Cr23C6 在晶界析出 导致 奥氏体晶界的铬含量降低 从而导致晶界区域的耐蚀性降低 因 此奥氏体不锈钢一般存在晶间腐蚀倾向 为了防止奥氏体不锈钢 的晶间腐蚀 因此对奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳定化处 理 固溶热处理 将奥氏体不锈钢加热到 1050 以上 使碳化 物相全部或基本溶解在奥氏体晶粒中 即碳固溶于奥氏体中 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 1050 精品文档 10欢迎下载 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 由于 Ti 和 Nb 能优先与碳结合 形成 TiC 或 NbC 大大降低了奥氏体中