304管具有良好的耐蝕性、耐熱性、塑性和成型性能,已廣泛用于各個行業(yè)。但由于冷熱加工工藝不當(dāng)以及使用環(huán)境等原因,304管的耐蝕性會明顯降低,甚至直接導(dǎo)致304不銹鋼管失效而造成嚴(yán)重的安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。因此,要提高304不銹鋼的耐腐蝕性能。通過熱處理來提高其耐腐蝕性能具有成本低和耗時短等特點(diǎn),所以應(yīng)用越來越廣泛。接下來看看熱處理工藝對304管性能的影響。
固溶處理對304管組織的影響 碳在鉻鎳奧氏體不銹鋼中的溶解度,當(dāng)304不銹鋼中含碳量較高時,組織中便會析出碳化物,碳化物極易以Cr23C6形式析出,從而減少奧氏體中的含鉻量,降低鋼的耐蝕性。為了使碳化物充分溶解,得到單一奧氏體組織,改善不銹鋼的耐蝕性,固溶溫度一般為950~1150℃左右,并且采用下限固溶溫度。因此,將304管加熱到1000℃,保溫30min,分別在空冷、水冷和爐冷中進(jìn)行固溶處理。水冷比空冷、爐冷這兩種冷卻方式,更能使不銹鋼中的碳化物充分溶解,所得碳化物個數(shù)由原來的20個左右減少到幾個,并且未溶解的碳化物分布比較均勻,得到單相奧氏體組織,奧氏體晶粒能夠均勻地長大,減少不銹鋼的晶界腐蝕傾向性,有少量高溫鐵素體的析出消除了應(yīng)力與軟化,改善了加工性能、沖擊韌性。
固溶處理對304管力學(xué)性能的影響 將固溶處理后的304不銹鋼經(jīng)爐冷、水冷、空冷三種方式冷卻后,除了金相組織發(fā)生了一定的變化外,材料的洛氏硬度也發(fā)生了相應(yīng)的改變,硬度值隨著冷卻次數(shù)增加相應(yīng)地增大。這主要是由于304不銹鋼管在保溫后快速冷卻時,特別是在水冷時,由于加熱后材料表面溫度較高,遇到冷卻介質(zhì)后表面變冷收縮,這種收縮使表面受到極大的壓應(yīng)力,但此時芯部仍然比較熱,由于芯部冷卻速度較慢,所以芯部收縮速度小于表面收縮速度,使芯部受到拉應(yīng)力。這種應(yīng)力的形成使工件的表面硬度有所增加,力學(xué)性能得到了一定的改善。由于水冷的冷卻速度大于空冷、爐冷的冷卻速度,洛氏硬度可達(dá)到25HRC,硬度值較原樣和其他冷卻方式提高了近40%,而其他冷卻方式的硬度與原樣比均未發(fā)生明顯改變。所以經(jīng)過固溶處理后采用水冷方式,可得到硬度較高的不銹鋼材料。
敏化處理對304管性能的影響 將固溶處理后的304不銹鋼,分別在600℃、650℃、700℃、750℃、800℃加熱并進(jìn)行不同時間的保溫。對比發(fā)現(xiàn),經(jīng)過固溶處理的奧氏體不銹鋼,鉻會以碳化物的形式從過飽和的固溶體中析出,晶界附近均出現(xiàn)Cr23C6析出,從而形成貧鉻區(qū)。此外,在750℃下保溫1h后,在晶界處所形成的貧鉻區(qū)最為明顯,有害雜質(zhì)向晶體邊界集中,Cr23C6以點(diǎn)蝕的形式分散在晶粒里并聚集在晶界邊緣。因此,在相同的固溶處理條件下,304不銹鋼在750℃時晶間腐蝕敏感性較大,熱處理應(yīng)選擇其他溫度。
以上就是熱處理工藝對
304管性能的影響,總的來說,固溶處理的304不銹鋼管經(jīng)水冷、空冷、爐冷后,組織中碳化物充分溶解,得到了單相奧氏體,減少了不銹鋼的晶界腐蝕傾向性,消除了應(yīng)力與軟化,改善了加工性能、沖擊韌性。特別是水冷后,固溶處理現(xiàn)象比較明顯,表面硬度值較大,對力學(xué)性能有利。
而304管分別在不同溫度下進(jìn)行不同保溫時間敏化。在750℃加熱并保溫1h后,不銹鋼晶界附近存在碳化物較多,造成的晶間腐蝕傾向性較大。因此,應(yīng)選擇其他溫度對304不銹鋼熱處理。