依据化学成分、热处理目的的不同,奥氏体不锈钢管常采用的热处理方式有固溶化处理、稳定化退火处理、消除应力处理以及敏化→处理等。

(一)固溶化处理

奥氏体不锈钢管固溶化处理就是将钢加热到过剩相充分溶解到固溶体中的某一温度,保持一定时间之后快速冷却的工艺方法。奥氏体不锈钢管固溶化热处理的目的是要把在以前各加工工序中产生或析出的合金碳化物,如(FeCr23C6等以及σ相重新溶解到奥氏体中,获取单一的奥氏体组织(有的可能存在少量的δ铁素体),以保证材料有良好的机械性能和耐腐蚀性能,充分地消除应力和冷作硬化现象。固溶化处理↓适合任何成分和牌号的奥氏体不锈钢管。由下图1可知,当奥氏体不锈钢管加热到ES线以上时,奥氏体中的碳化物(Cr,Fe23C又重新溶解,在组织上变成单相奥氏体,然后再采用快冷的方〗法,抑制奥氏体在冷却过程中碳化物(Cr,Fe23C的析出。

(二)稳定化退火

稳定化退火是对含稳定化元素钛或铌的奥氏体不锈钢管采用的热处⌒ 理方法。采用这种方法的目的是利用钛、铌与碳的强结合特性,稳定碳,使其尽量不■与铬结合,最终达到稳定铬目的,提高铬在奥氏体▽中的稳定性,避免从晶界析出,确保材料的耐腐蚀性。

奥氏体不锈钢管稳定化处〗理的冷却方式和冷却速度对稳定化效果没有多大影响。所以,为了防止形状复杂工件的变形或为保证工件的应力最小,可采用较小的冷却速度,如空冷或炉冷。

一般是在固溶处理后进行,常用于含TiNb18-8钢,固处理后,将钢加热到850880℃保温后空冷,此时Cr的碳化物完全溶解,脱而钛的碳化物不完全溶解,且在冷却过程中充分析出,使碳不可能再形】成铬的碳化物,因而有效地消除了晶间腐蚀。

1Cr18Ni9Ti棒材稳定化处理替代固溶处理的工艺研究,通过对1Cr18Ni9Ti热轧不锈钢管棒材稳定化处理和固溶处理的试验结果进行比较,发现两种工艺处理后的机械性能和耐晶间腐蚀性能基本相同,而且稳定化处理对提高其耐晶间腐蚀性♀能是有利的,因此确认1Cr18Ni9Ti不锈钢管可以用稳定化处理工艺替代通∞常采用的固溶处理工艺。

(三)消除应力处理

确定奥氏ζ 体不锈钢管消除应力处理工艺方法,应根据材质类型、使用环境、消除应力目的及工件形状尺寸等情况,注意掌握一些原则。

去除加工过程中产生的应力或去除加工后的残留应力。可采用固溶化处理加热温度并快冷,I类、II类奥氏体不锈钢管可采用较缓慢的冷却入式。为保证工件最终尺寸的稳定性,可采用低的加热温度和缓慢的冷却速度。为消除很大的残留应力,消除在工作环境中可能产生新应力〓的工件的残余应力或为消除大截面焊接件的焊接应力,应采用因溶化加热温度,III类奥氏体不锈钢管必须快冷。这种情况最好选用I类或II类奥氏体不锈钢管,加热后缓慢冷却,消除应力的效果更好。为消除只能采用局部加热方式工件的残留应力。应采取低温度加热并缓慢冷却的方式。

(四)敏化处理

敏化处理实际上不属于奥氏体不锈钢管或◥其制品在生产制造过程中应该采用的热处理方法。而是作为在检验奥氏体不锈钢管抗晶间腐蚀能力进行试验时所采用的一个程序。

敏化处理实质上是使奥氏体不锈钢管对晶间腐蚀更敏感化的处理。对一些特殊使用场合,为更严格地考核材料的抗晶间腐蚀能力,在某些标准中,对奥氏体尽锈钠的敏化制度规定得更为苛刻,依据工件将来使用的温度及材料的含碳里以及是否含铅元素等因素而采用不同的敏化制度,有的还对敏化处理的升、降温速度加以控制。所以,在判定奥氏体不锈钢管晶间腐蚀倾向性大小时,应注意采用的敏化制度。

例如不锈钢管阀门敏化处理实验:

18-8奥氏体不锈钢管经高温加热后缓慢冷却,就会是碳化铬自奥氏体中析出,固溶化处理以后,如在460~800℃温度再加热,碳化铬的析出☆过程更强烈,因固溶化处理以后,所得到的奥氏体是一种过饱和固溶体,它是不稳定的,使钢对晶间腐蚀特别敏感。鉴于上〓述情况,当钢经高温加热后,应快速冷却,以使碳化铬来不及自奥氏体中析出;在制造过程中,应尽可能避免使∏钢受到敏化温度(460~800)的影响和缩短敏化处理的时间。敏化处理,不是直接将阀体进行这种处理来得到最好耐腐蚀性能或较好的机械性能的,而是在试验室里通过试件进行的,试件经650,1~2小时敏化处理,以考核阀件的抗晶间腐蚀能力。比如,不锈钢管阀门若在高于350℃条件下使╲用,就需要用敏化处理来检验钢对晶间腐蚀的敏感性。如有晶间腐蚀倾向应用固溶化处理予以消除。

长期以来,人们选用含稳定化元素Ti,Nb的奥氏体不锈钢管,例如1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni11Ti,1Cr18Ni12Mo2Ti,1Cr18Ni12Mo3Ti,1Cr18Ni11Nb,0Cr18Ni11Nb等以防止敏化态晶间腐蚀并取得了满意的结果。Ti,Nb的作用主要是与钢中过饱和的碳形成稳定的TiC,NbC等碳化物而防止或减少铬碳化物Cr23C6的形成。但是含稳定化元素Ti,Nb,特别是含Ti不锈钢管有许多缺点。在不锈钢管冶炼工艺日新月异的今天。有些缺点已严重阻碍了不锈钢管冶炼生产的科技进步并给使用带来了不必要的损失和危害。例如,Ti的加入使钢的粘度增加▓,流动性降低,给不锈钢管的连卐续浇注工艺带来了困难;Ti的加入,使钢锭,钢坯表面质量变坏,不仅大大增加冶金厂的修磨量,而且显降低钢的Ψ 成材率,从而提高了不锈钢管的成本;Ti的加入,由于TiN等非金属夹杂物的形成,降低了钢的纯洁度,不仅使钢的抛光性能变差,而且由于TiN等夹杂常常成为点蚀源而使钢的耐蚀性下降;含Ti不锈钢管焊后在介质作用下,沿焊缝熔合线易出现“刀状腐蚀”,同样引起焊接结构设备的腐蚀破坏。

由于含Ti不锈钢管的上①述缺点,在不锈钢管产量最大的日本,美国含Ti18-8Cr-Ni不锈钢管的产量仅占Cr-Ni不锈钢管产量的1~2%,而我国仍占Cr-Ni不锈钢管产量的90%以上。这既反映了我国不锈钢管生产和钢种使用上的不合理,也说明我国在不锈钢管生产和使用中,钢种结构上的落后状○况。建议选用超低碳Cr-Ni奥氏体不锈钢管。由于超低碳[C<=0.02~0.03%]Cr-Ni奥氏体不锈钢管的强度较用Ti,Nb稳定化的不锈钢管为低,当强度嫌︽不足时,可选用控氮[N0.05~0.08%]和氮合金化[N>=0.10%]的超低碳Cr-Ni奥氏体不锈钢管,它们不●仅强度高且耐晶间腐蚀,耐点蚀等性能也均较含Ti,Nb不锈钢管为佳。建议含Ti,NbCr-Ni奥氏体不锈钢管仅用于¤低碳,超低碳不锈钢管无法替代的条件下,例如作为耐热钢使用和在连多硫酸等用途中使用。