不锈钢的热处理技术文件.doc.doc

肥粒体型不锈钢之特性及选用 (1)热处理条件 肥粒体型不锈钢之热处理,主系使加工产生之加工硬化回复以及消除焊接应力为目的者?一般都在700~900℃间保持适当时间后空冷之退火处理(annealing)为多?如图2所示若在过高的温度加热,则一部份将生成沃斯田体而发生某些程度的麻田散体变态而硬化?此种倾向若Cr量超过14%将会减少,C量若在0.1%左右时,Cr量达22%则淬火硬化性会急剧减少,超过25%Cr时几乎都不发生? 根据JIS规格所规定之退火条件及其机械性质如表3所示,方法上可以说比较简单?但热处理温度过低时易使再结晶不完全,过高而超过900℃以上,则晶粒粗大化显著,会使弯曲?冲击值等韧性降低?而一旦粗大化的晶粒,其后就无法以热处理方法再微细化,故必需注意在偏高温度的加热? 热处理时间一般的标准为直径或厚度每25mm保持一小时程度,但与保持时间相互的关系而言通常以直径或厚度每1mm保持1~3min为计算的指标? 冷却一般都采空冷,不过按热处理温度,若有部份沃斯田体化之虑时,至600℃的温度有徐冷的必要? 对于高Cr不锈钢(如446型)若冷却速度过慢时会生所谓σ相脆性或475℃脆性而使韧性减低?故与高温加热同样必需加以注意? 极低C?N肥粒体型钢,由于组织是单相肥粒体,不必顾虑淬火硬化性,同时造成高温加热脆性的原因之晶粒粗大化也比430钢小,故热处理条件的限制比其他肥粒体型不锈钢少? (2)热处理应注意事项 (A)高温加热脆性 肥粒体型不锈钢加热时必需极力减少沃斯田体相之生成而使成肥粒体单一安定相,故无法以热处理方法使结晶微细化?因此900℃以上之高温加热将导至晶粒的粗大化及碳化物之粒界凝集,在常温将变为脆弱? 晶粒的粗大化如图107所示较之沃斯田体型不锈钢成长快且晶粒大?若受5%左右的冷加工率时其晶粒成长将更为迅速,以成份而言Cr量愈多粗大化愈显著? 晶粒粗大化不但会造成脆化,同时在冲压或弯曲等冷加工时容易发生表面粗糙及粒界腐蚀? (B)粒界腐蚀 肥粒体型不锈钢与沃斯田由860℃以上之高温急冷时易生敏感化(Sensitination)而在酸性环境下容易发生粒界腐蚀体型不锈钢不同,?原因系由于急冷而造成Cr向粒界扩散较C为慢而只有粒界附近之Cr优先于粒界形成M25C8之碳化物,致使粒间近傍形成Cr缺乏区域而造成粒界腐蚀,焊接时焊珠以及其邻接处易生粒界腐蚀? 发生敏感化之钢若在650~815℃短时间加热就可恢复,惟大型构造物之加热实际有困难? (C)475℃脆性 475℃脆性乃含有15%Cr以上之中?高Cr钢在400~500℃的范围,长时间加热时会出现的一种脆化现象,由于在475℃附近最为显著,故称之为475℃脆性? (3)退火处理 唯一适合肥料铁不锈钢之热处理方法是退火处理,其目的为使材料软化与调整结晶粒,以提高其材料之加工性?一般所采用之退火方法如表3所示之低温退火法?这方法是加热至变态点微下之温度,在此温度每25mm经保持一小时后空冷者,可得如图107所示的分散析出有微粒Cr碳化物之肥粒体组织?图108示SUS430之热压轧板,在各种不同退火加热温度对常温冲击值之影响?由此可知在700~800℃之退火可得最大之韧性,但900℃以上可产生部分的麻田散体变态,同时肥粒体结晶粒会粗大化因此会显著的脆化? 完全不含碳之Fe-Cr合金,由图171之平冲状态图可知,含Cr量超过13%以上时,在全温度范围内呈完全肥粒体组织?但是无法避免混入少量的碳及其他不纯物之工业用材料,或如SUH之高Cr钢,在高温会生成沃斯田体相,所以可藉急冷产生麻田散体,因此热处理时应避免900℃以上之过热? 肥粒体系不锈钢,除此之外尚有475℃脆性?这是将含有Cr量超过15%以上之SUS430或SUS446加热至425~525℃之温度范围时,在常温附近容易变脆,尤其含Cr量愈高愈容易产生(图110),其原因为由于高Cr肥粒体相之分离所致,因此高Cr之SU446若退火后施以徐冷时,则会产生475℃之脆化现象,所以必须作急冷? 此外,在SUS430材,对加工为目的之薄板,为预防所谓Lowping之表面缺陷发生最好施作完全退火处理,即加热至变态点以上之温度后以15~30℃/hr之速度徐冷?温度下降至600℃以下时空冷亦无妨,图111示SUS430之T.T.T曲线? 表47 肥粒体系不锈钢之种类(JIS G 4303~07,G 4312~1967) 钢类 记号 类似 钢种 化 学 成 分 (%) C Si Mn P S Ni Cr 其他 SUS430 SUS405 SUS446 430 405 446 0.12以下 0.08以下 0.20以下 0.75以下 1.00以下 1.00以下 1.00