304奧氏體不銹鋼熱處理關鍵問題

 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境中抗腐蝕性非常強，所謂的氧化環境可以簡單理解為含氧較多的環境，奧氏體不銹鋼韌性好，容易加工成型，因而用途非常廣泛。

 

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，它只是針對氧化環境和酸性環境。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，出現陽極鈍化區

 

均勻腐蝕是最常見的腐蝕現象，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生敏化，即使在很普通的電化學環境也會發生嚴重的晶間腐蝕。

 

晶間腐蝕開裂

 

應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，應力腐蝕開裂取決于兩方面主要因素：其一，必須有應力，它可能是外加應力，也可能是殘余應力；其二，應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。應用奧氏體不銹鋼的地方，時常不是使用其承受應力的能力，因此應該特別關注殘余應力，因為在含有氯離子的環境中，殘余應力會造成其應力腐蝕開裂。去殘余應力的方法是去應力退火。

 

奧氏體不銹鋼應力腐蝕開裂

 

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”。點蝕產生有兩個主要原因：其一，是材料成分不均勻，比如發生敏化，奧氏體不銹鋼就特別容易發生點蝕；其二，環境腐蝕介質濃度不均勻，這也是引起點蝕的原因。一旦發生點蝕，局部鈍化膜層就被破壞掉，于是會在活性和鈍化兩種狀態之間競爭，一旦無法發生鈍化，點蝕就會不斷進行下去，直到構件穿孔。

 

奧氏體不銹鋼點蝕

 

奧氏體不銹鋼在室溫至高溫狀態沒有固態相變點，其熱處理的目的主要是為了使加工過程中產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，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合，形成M23C6型碳化物，分布在晶界上，晶界發生貧鉻現象，發生敏化。奧氏體不銹鋼發生敏化以后，應在850ºC以上加熱，碳化物會固溶，再快速冷卻就能夠解決敏化問題。