退火对不锈钢组织和性能的影响

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1、退火对不锈钢组织和性能的影响摘要：研究了退火处理工艺对304不锈钢组织和硬度、抗拉强度和延伸率等力学性能的影响，为热线生产提供一定的数据支持。关键字：304不锈钢；退火处理；力学性能一引言不锈钢通常是指铬含量（质量分数）在12～30%的铁基耐蚀合金。通常将在大气、水蒸气和淡水等腐蚀性较弱的介质中不生锈的钢种称为不锈钢，将在酸、碱、盐等腐蚀性较强的环境中具有耐蚀性的钢种称为耐酸钢。一般通称不锈钢和耐酸钢为不锈钢，是类型多、含碳量高、强度范围宽及用途广的高合金钢。不锈钢既是抗蚀材料，又是耐磨材料、低温材料、无磁材料和耐热材料。在冷加工的工序中，若制件出现加工硬化、可

2、加工性变坏的现象，必须采用退火的热处理方法消除冷作硬化，使组织均匀和软化、硬度降低、可压力加工性改善。本文主要研究退火对不锈钢组织和性能的影响。二304奥氏体不锈钢热处理1、热处理对304不锈钢组织的影响304不锈钢是一种18-8系的奥氏体不锈钢。该钢薄板材料冷加工以后，从微观角度看，滑移面及晶界上将产生大量位错，致使点阵产生畸变。变形量越大时，位错密度越高，内应力及点阵畸变越严重，使其强度随变形而增加，塑性降低(即加工硬化现象)。当加工硬化达到一定程度时，20辊轧机进行轧制时，便有开裂或断带的危险；在环境气氛作用下，放置一段时间后，工件会自动产生晶间开裂(通常

3、称为“季裂”)。所以304不锈钢在冲压成形过程中，一般都必须进行工序间的软化退火(即中间退火)，以降低硬度，恢复塑性，以便能进行下一道加工。为了选择其最佳的中间退火工艺，必须对其加工硬化和退火软化的规律和机理进行深入的研究。在室温下304不锈钢中碳的溶解度很小，溶解度约0.006%。随碳含量的增加，多余的碳以铬-铁碳化物的形式(主要是M23C6,也有少量的以M7C3或M3C)析出。碳化物中M23C6和M7C3中铬含量约为42%~65%，与不锈钢的基体成分相比，碳化物中铬的含量远大于基体中铬的含量[1]。这样，碳化物的析出就易引起奥氏体不锈钢晶界贫铬，从而导致晶间

4、腐蚀的发生。传统的奥氏体不锈钢使用前通常在1050~1150℃之间进行固溶退火，使析出的碳化物被重新固溶,然后快速冷却到室温。由于冷速较快,固溶的碳来不及与其它合金元素结合析出，以此提高其耐晶间腐蚀性能。不同温度、不同拉伸形变量与马氏体含量的关系，室温下(25℃)形变量小于10%时，304不锈钢仅有少量的马氏体相变，当形变量在10％~40%之间时，马氏体含量随形变量的增大而增加得较快，马氏体含量由0.7增至6.8。低温下(-70℃)马氏体转变随拉伸形变量增大而变化较大，形变量在6%以上时，马氏体含量就开始迅速增加，形变量为20%时，马氏体相变已达到22%．同一形

5、变量低温时产生的马氏体量要比室温时高得多，可见低温有利于形变诱发马氏体相变，材料经180℃下拉伸后，其马氏体含量没有变化，说明在这个温度下拉伸，304不锈钢不会产生形变诱发的马氏体相变。为了提高304奥氏体不锈钢的冷加工性能，防止该种钢在加工过程中产生开裂，使加工硬化得到软化，以便进一步变形，以及要得到好的耐腐蚀性，必须对该不锈钢的成品或半成品进行适当的热处理，在不锈钢热线我们采用退火处理。奥氏体钢没有相变点，当经冷变形奥氏体钢被升温到高温，在奥氏体发生再结晶的同时，使(Fe，Cr)23C6和σ相充分分解固溶；依靠快冷，能把碳呈固溶状态的奥氏体保持到常温，可在室

6、温下获得单相的奥氏体组织，获得碳及合金元素在γ-铁中的过饱和固溶体，即过饱和合金奥氏体；如果随后缓冷至溶解度曲线以下时，将从奥氏体中析出(Fe，Cr)23C6，冷到一定温度时将发生奥氏体一铁素体转变，则钢在室温下的组织为：奥氏体+铁索体+(Fe，Cr)23C6。对于304奥氏体不锈钢，在1200℃时碳的溶解度为0.34％，1000℃时为0.18％，因此304不锈钢含碳在0.18％以下(通常是0.06～0.07％)时，碳全部固溶于γ体中。304不锈钢的加热温度是1010～1150℃，在此温度下使析出的碳化物被重新固溶,然后快速冷却到室温。由于冷速较快,固溶的碳来不

7、及与其它合金元素结合析出，以此提高其耐晶间腐蚀性能。在退火过程中温度不宜过高，以免因温度过高使钢中析出δ铁素体和引起钢的晶粒粗化，另一方面固溶处理温度过高还会增加钢的晶间腐蚀敏感性。对于冷冲压中的薄件，固溶热处理中，如缓慢升温，在中间温度时碳化物会充分析出，为了将其固溶就要耗费很长时间。因此，最好直接装入预先升温到固溶温度的炉子中进行保温为好。对于像深冲加工件那样各部分变形量不同，局部变形量小的工件，就因当选择在下限温度退火，下限温度只用于变形程度大而又均匀的冷作件。所以深冲用薄钢板，考虑到加工会使表面变得粗糙，因此要求晶粒度达到7～8级(既约为0.035mm左

8、右)，如出现粗大晶粒组织