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,因為奧氏體不銹鋼的重要任務(wù)是耐蝕,熱處理不當,其耐蝕性能會大打折扣,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,所謂的氧化環(huán)境可以簡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,它只是針對氧化環(huán)境和酸性環(huán)境。對于特殊的離子,并不具有強大的抗拒能力。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。
晶間腐蝕也是評價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)境也會發(fā)生嚴重的晶間腐蝕。
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,因為在含有氯離子的環(huán)境中,殘余應(yīng)力會造成其應(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問題再恰當不過了:“千里之堤,潰于蟻穴”。點蝕產(chǎn)生有兩個主要原因: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)生點蝕;其二,環(huán)境腐蝕介質(zhì)濃度不均勻,這也是引起點蝕的原因。一旦發(fā)生點蝕,局部鈍化膜層就被破壞掉,于是會在活性和鈍化兩種狀態(tài)之間競爭,一旦無法發(fā)生鈍化,點蝕就會不斷進行下去,直到構(gòu)件穿孔。
奧氏體不銹鋼點蝕
奧氏體不銹鋼在室溫至高溫狀態(tài)沒有固態(tài)相變點,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,這個過程,奧氏體不銹鋼不會硬化,因為沒有相變,室溫仍保持奧氏體狀態(tài),這個過程稱為固溶處理。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,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850?C以上加熱,碳化物會固溶,再快速冷卻就能夠解決敏化問題。
奧氏體不銹鋼金相組織
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