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不锈钢热处理关键问题

2019.1.23

不锈钢主要用于耐蚀目的,热处理对其影响很大。奥氏体不锈钢的耐蚀性和耐酸性主要依赖表面钝化,如果表面钝化这种行为不能维系,则它就会发生腐蚀。因此,奥氏体不锈钢并不是完全不锈,它只是针对氧化环境和酸性环境。对于特殊的离子,并不具有强大的抗拒能力。奥氏体不锈钢的热处理主要影响表面层的钝化能力,因而影响其腐蚀性能。

    均匀腐蚀是常见的腐蚀现象,均匀腐蚀取决于铬元素的分布均匀性。热处理影响铬元素的分布规律,自然影响奥氏体不锈钢的耐均匀腐蚀特性。

    晶间腐蚀也是评价奥氏体不锈钢的重要腐蚀性能之一。一般来说,如果奥氏体不锈钢发生敏化,在晶界析出 的串珠状的碳化物,则其晶间腐蚀性能会大打折扣。奥氏体不锈钢如果发生敏化,即使在很普通的电化学环境也会发生严重的晶间腐蚀。

    应力腐蚀开裂是奥氏体不锈钢常见的破坏形式。大家需要注意,应力腐蚀开裂取决于两方面主要因素:其一,必须有应力,它可能是外加应力,也可能是残余应力;其二,应力腐蚀开裂敏感离子,比如卤族元素离子,尤其以氯离子为常见。应用奥氏体不锈钢的地方,时常不是使用其承受应力的能力,因此应该特别关注残余应力,因为在含有氯离子的环境中,残余应力会造成其应力腐蚀开裂。去残余应力的方法是去应力退火。

 点蚀是可怕的腐蚀。说其是可怕的腐蚀,采用古人说的一句话形容这个问题再恰当不过了:“千里之堤,溃于蚁穴”。点蚀产生有两个主要原因:其一,是材料成分不均匀,比如发生敏化,奥氏体不锈钢就特别容易发生点蚀;其二,环境腐蚀介质浓度不均匀,这也是引起点蚀的原因。一旦发生点蚀,局部钝化膜层就被破坏掉,于是会在活性和钝化两种状态之间竞争,一旦无法发生钝化,点蚀就会不断进行下去,直到构件穿孔。 

    奥氏体的碳化物溶解到基体中去,从而使合金元素分布更加均匀。将奥氏体不锈钢加热到高温,使碳化物溶解到基体中去,然后快速冷却到室温,这个过程,奥氏体不锈钢不会硬化,因为没有相变,室温仍保持奥氏体状态,这个过程称为固溶处理。固溶处理中,快速冷却的目的只是为了让碳原子及合金元素分布更加均匀。

不锈钢在固溶处理时,如果冷却速度过慢,随着温度下降,碳原子在基体中的溶解度下降,碳化物便会析出。并且碳原子特别容易与铬结合,形成M23C6型碳化物,分布在晶界上,晶界发生贫铬现象,发生敏化。奥氏体不锈钢发生敏化以后,应在850ºC以上加热,碳化物会固溶,再快速冷却就能够解决敏化问题。


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