奥氏体不锈钢热处理应注意的问题

      奥氏体不锈钢的热处理工艺相对于马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢是较简单的。但在实际生产中，也应注意一些问题。
      一、奥氏体不锈钢固溶化热处理加热温度的合理选择
      在奥氏体不锈钢的材料标准中，规定的固溶化加热温度范围较宽，实际热处理生产时，可考虑钢的具体成分、含量、使用环境、可能失效形式等因素，合理地选择最佳加热温度。但是，要注意防止固溶化加热温度太高，因为固溶化处理加热温度太高，可能使经过锻轧已经细化晶粒的材料晶粒长大。
      晶粒的粗化会引起一些不良后果。
      1、晶间腐蚀敏感性增强
      奥氏体不锈钢晶粒粗化，使材料在一定的体积内的晶界面积减小。在固定的敏化处理条件下，碳化物沉淀的量是一定的，因此，晶粒长大晶界面积减小，使奥氏体晶界存在碳化物的密度增加了，这讲究引起了对晶间腐蚀的敏感性增强了。
      2、降低冷加工质量
      奥氏体不锈钢在常温条件下受力变形时，由于晶界与晶粒位向不同，各个晶粒之间，一个晶粒的心部与晶界处之间，变形量是不同的，晶粒越粗，则这种变形量的不均匀性越强，结果使奥氏体不锈钢冷加工表面质量变坏，特别是对奥氏体不锈钢薄板深冲加工时会有更大的影响。
      3、引起强度下降
      奥氏体不锈钢因固溶温度超高，引起晶粒粗大后，对机械性能的影响虽然不如高铬铁素体不锈钢明显，但也有使强度下降的趋势。
      奥氏体不锈钢固溶化加热温度过高的另一个影响是能引起δ铁素体含量增加，这不仅使奥氏体不锈钢热加工性能变坏，也会引起组织中铬分布的不平衡，甚至局部区域贫铬，使钢的晶间腐蚀敏感性增强。
      所以，奥氏体不锈钢固溶化热处理时，要适当控制加热温度。
      二、稳定化处理对固溶状态性能的影响
      含稳定化元素的奥氏体不锈钢，固溶化热处理后再经稳定化处理时，会使机械性能有下降的趋势。强度和塑性、韧性均有这个现象。
      强度下降的原因，肯能是稳定化处理时，强碳化物形成元素钛与更多的碳结合成TiC，减少了碳在奥氏体固溶体中的强化程度，并且，TiC在加热保温过程中也会聚集长大，这也会对强度产生影响。
      塑性和韧性下降的原因，可能是由于稳定化处理减少了(FeCr)23C6的含量，增加了TiC的含量，TiC比(FeCr)23C6硬度高，脆性大，这必然会引起塑性和韧性的下降。
      三、稳定化处理加热稳定不宜过高
      在稳定化热处理工艺部分曾提到，加热到825℃就基本上可以使(FeCr)23C6全部溶解，而TiC的溶解温度在750~1120℃，是否可采用较高的温度来加速稳定化处理效果呢？经研究证明，稳定化处理温度宜取下限，一般在860~930℃更好些。特别是如果零件以后会在敏化温度区间加工或工作时，更要注意这一点，因为，随着稳定化温度的提高，碳在奥氏体固溶体中的固溶度会提高，也就是碳在固溶体中的过饱和度提高，当以后该零件在敏化温度区间加工或工作时，由于这个时候奥氏体中可溶含碳量要低于较高温度时奥氏体的含碳量，则多余部分的碳要析出，这部分析出的碳会与铬形成(FeCr)23C6存在与晶界处，必然会使材料的晶间腐蚀敏感性增强。所以，稳定化加热温度一般选择在850~930℃，不宜太高。
      四、奥氏体不锈钢不宜多次进行固溶化处理
      在重要产品的奥氏体不锈钢零件生产时，都明确规定奥氏体不锈钢经一次固溶化处理后，如因某些原因需要重新固溶化处理，则只允许进行一次，即总共固溶化处理次数不能超过两次。其原因也是重复、多次固溶加热，会引起晶粒长大，给材料性能带来不利影响。
      五、奥氏体不锈钢的污染及其预防
      奥氏体不锈钢具有优良的性能和特点，使其越来越受到重视和应用，特别是在核电设备的制造生产中，更是被应用于制造重要、关键的零部件。制造这些零部件选用的奥氏体不锈钢，不仅对其成分、显微组织、杂质元素有严格的控制，对力学性能、耐腐蚀性能、物理性能有高标准的规定，对表面缺陷、内部缺陷的检验和评定有特殊的要求，也对加工、生产、制造、保证、运输过程提出了明确的限制条件。这体现在对奥氏体不锈钢的清洁度和防污染的要求，以绝对保证奥氏体不锈刚的使用安全。
      1、奥氏体不锈钢的污染源和污染物
      为了保证奥氏体不锈钢的清洁和不被污染，在自始至终的全过程中要远离和禁止接触下列可能引起污染的材料。
     （1）高碳材料，包括碳钢，铁素体钢和马氏体不锈钢；
     （2）可释放出氯化物、氟化物的物品；
     （3）含氯0.25%以上的材料，如某些塑料、橡胶、石棉；
     （4）含卤素25ppm以上的水或其他介质；
     （5）硫及硫化物；
     （6）低熔点元素及其化合物，如Pb、Hg、P、Zn、Cd、Sn、Sb、Bi、As、Cu及稀土元素Ce、La等。
     （7）热处理和焊接过程中容易在材料上形成合金和沉淀物的物品。
     （8）亚硝酸盐；
     （9）铬酸盐、磷酸盐；
     （10）增碳或增硫的液体、气体介质（含热处理加热炉气）。
      2、热处理及与热处理相关工序的防污染措施
     （1）热处理（包括气体热加工）加热时的炉内气氛应是中性或弱氧化性气氛和低硫气氛，最好采用真空热处理和保护气氛热处理。
      在还原性，能增碳和增硫的气氛中加热会使奥氏体不锈钢表面增碳、增硫，结果可能引起奥氏体不锈钢表面脆化和降低耐腐蚀性能。
      在强氧化性气氛中加热，会使奥氏体不休昂表面合金元素氧化，降低钢的表面质量和耐腐蚀性。
     （2）热处理时采用的工装，挂具等应采用同材质材料制造，或者采用合格的材料将工件与工装、挂具隔离，以防止奥氏体不锈钢与其接触受污染，从而降低表面质量和耐腐蚀性。
     （3）不锈钢制造的全过程要防止与有污染可能的固体、液体、气体相接触（特殊工序采用的介质除外）。
     （4）奥氏体不锈钢制品在包装、运输过程中也应防止与可污染物接触。
     （5）一旦受到污染，应采取消除污染措施，如进行酸洗、钝化处理等。