西安不锈钢材料為(wèi)什么都要热处理(lǐ)

西安不锈钢材料為(wèi)什么都要热处理(lǐ)

热处理(lǐ)的作用(yòng)就是提高材料的机械性能(néng)、消除残余应力和改善金属的切削加工性。按照热处理(lǐ)不同的目的，热处理(lǐ)工艺可(kě)分(fēn)為(wèi)两大类：预备热处理(lǐ)和*终热处理(lǐ)。

1.预备热处理(lǐ)

预备热处理(lǐ)的目的是改善加工性能(néng)、消除内应力和為(wèi)*终热处理(lǐ)准备良好的金相组织。其热处理(lǐ)工艺有(yǒu)退火、正火、时效、调质等。

（1）退火和正火

退火和正火用(yòng)于经过热加工的毛坯。含碳量大于0.5%的碳钢和合金钢，為(wèi)降低其硬度易于切削，常采用(yòng)退火处理(lǐ)；含碳量低于0.5%的碳钢和合金钢，為(wèi)避免其硬度过低切削时粘刀(dāo)，而采用(yòng)正火处理(lǐ)。退火和正火尚能(néng)细化晶粒、均匀组织，為(wèi)以后的热处理(lǐ)作准备。退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进行。

（2）时效处理(lǐ)

时效处理(lǐ)主要用(yòng)于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。

為(wèi)避免过多(duō)运输工作量，对于一般精度的零件，在精加工前安排一次时效处理(lǐ)即可(kě)。但精度要求较高的零件（如座标镗床的箱體(tǐ)等），应安排两次或数次时效处理(lǐ)工序。简单零件一般可(kě)不进行时效处理(lǐ)。

除铸件外，对于一些刚性较差的精密零件（如精密丝杠），為(wèi)消除加工中产生的内应力，稳定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之间安排多(duō)次时效处理(lǐ)。有(yǒu)些轴类零件加工，在校直工序后也要安排时效处理(lǐ)。

（3）调质

调质即是在淬火后进行高温回火处理(lǐ)，它能(néng)获得均匀细致的回火索氏體(tǐ)组织，為(wèi)以后的表面淬火和渗氮处理(lǐ)时减少变形作准备，因此调质也可(kě)作為(wèi)预备热处理(lǐ)。

由于调质后零件的综合力學(xué)性能(néng)较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可(kě)作為(wèi)*终热处理(lǐ)工序。

2.*终热处理(lǐ)

*终热处理(lǐ)的目的是提高硬度、耐磨性和强度等力學(xué)性能(néng)。

（1）淬火

淬火有(yǒu)表面淬火和整體(tǐ)淬火。其中表面淬火因為(wèi)变形、氧化及脱碳较小(xiǎo)而应用(yòng)较广，而且表面淬火还具有(yǒu)外部强度高、耐磨性好，而内部保持良好的韧性、抗冲击力强的优点。為(wèi)提高表面淬火零件的机械性能(néng)，常需进行调质或正火等热处理(lǐ)作為(wèi)预备热处理(lǐ)。其一般工艺路線(xiàn)為(wèi)：下料--锻造--正火（退火）--粗加工--调质--半精加工--表面淬火--精加工。

（2）渗碳淬火

渗碳淬火适用(yòng)于低碳钢和低合金钢，先提高零件表层的含碳量，经淬火后使表层获得高的硬度，而心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。渗碳分(fēn)整體(tǐ)渗碳和局部渗碳。局部渗碳时对不渗碳部分(fēn)要采取防渗措施（镀铜或镀防渗材料）。由于渗碳淬火变形大，且渗碳深度一般在0.5~2mm之间，所以渗碳工序一般安排在半精加工和精加工之间。

其工艺路線(xiàn)一般為(wèi)：下料-锻造-正火-粗、半精加工-渗碳淬火-精加工。

当局部渗碳零件的不渗碳部分(fēn)采用(yòng)加大余量后，切除多(duō)余的渗碳层的工艺方案时，切除多(duō)余渗碳层的工序应安排在渗碳后，淬火前进行。

（3）渗氮处理(lǐ)

渗氮是使氮原子渗入金属表面获得一层含氮化合物(wù)的处理(lǐ)方法。渗氮层可(kě)以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。由于渗氮处理(lǐ)温度较低、变形小(xiǎo)、且渗氮层较薄（一般不超过0.6~0.7mm），渗氮工序应尽量靠后安排，為(wèi)减小(xiǎo)渗氮时的变形，在切削后一般需进行消除应力的高温回火。

沉淀硬化不锈钢热处理(lǐ)

沉淀硬化不锈钢相对发展较晚，是在人类实践中经过试验、总结的不锈钢种。先期出现的不锈钢中，铁素體(tǐ)不锈钢、奥氏體(tǐ)不锈钢有(yǒu)较好的耐蚀性，但不能(néng)通过热处理(lǐ)方法调整机械性能(néng)，限制了它的作用(yòng)。而马氏體(tǐ)不锈钢可(kě)以运用(yòng)热处理(lǐ)方法，在较大范围内调整机械性能(néng)，但耐蚀性较差。            

特点    

其具有(yǒu)较低的C量（一般≤0.09％），较高的Cr量（一般≥14％以上），另加Mo、Cu等元素，这就使其具有(yǒu)较高的耐蚀性，甚至可(kě)同奥氏體(tǐ)不锈钢相当。通过固溶和时效处理(lǐ)，可(kě)以获得在马氏體(tǐ)基體(tǐ)上析出沉淀硬化相的组织，因而有(yǒu)较高的强度，并可(kě)根据时效温度的调整，在一定范围内调整强度、塑、韧性。另外，先固溶，再依沉淀相析出强化的热处理(lǐ)方式，可(kě)以在固溶处理(lǐ)后，硬度较低的情况下加工基本成型，再经时效强化，降低了加工成本，优于马氏體(tǐ)钢。            

分(fēn)类 

①马氏體(tǐ)型沉淀硬化不锈钢及其热处理(lǐ)

马氏體(tǐ)型沉淀硬化不锈钢特征是：奥氏體(tǐ)向马氏體(tǐ)转变的开始温度Ms在室温以上。加热奥氏體(tǐ)化并以较快的速度冷却后，获得板条状马氏體(tǐ)基體(tǐ)，时效后从板条马氏體(tǐ)基體(tǐ)上析出Cu的细质点而强化。    

例：在GB1220标准中，典型牌号為(wèi)：0Cr17Ni4Cu4Nb（PH17-4）  成分(fēn)（%）如下：C≤0.07、Ni:3~5、Cr:15.5~17.5、Cu:3~5、Nb:0.15~0.45；Ms点约120℃；Mz点约30℃。    

固溶处理(lǐ)：  加热温度為(wèi)1020-1060℃，保温后水冷或油冷，组织為(wèi)板条状马氏體(tǐ)，硬度320HB左右。加热温度不宜过高，如果大于1100℃，会使组织中铁素體(tǐ)量增多(duō)、Ms点下降、残留奥氏體(tǐ)增多(duō)、硬度下降，热处理(lǐ)效果不好。    

时效处理(lǐ)：  依据时效温度不同，沉淀析出物(wù)的弥散度、粒度不同，而有(yǒu)不同的机械性能(néng)。  

GB1220标准中规定，不同时效温度时效后性能(néng)

②半奥氏體(tǐ)型不锈钢热处理(lǐ)  

这种钢的Ms点一般略低于室温，所以固溶化处理(lǐ)冷却到室温后，得到奥氏體(tǐ)组织,强度很(hěn)低，為(wèi)提高基體(tǐ)强度、硬度，需要再次加热到750-950℃，保温，这个阶段，奥氏體(tǐ)中会析出碳化物(wù)，奥氏體(tǐ)稳定性降低，Ms点提高至室温以上，再冷却时，得到马氏體(tǐ)组织。有(yǒu)的还可(kě)以增加冷处理(lǐ)（零下处理(lǐ)），之后，再时效使钢*终获得马氏體(tǐ)基體(tǐ)上有(yǒu)沉淀析出物(wù)的强化钢。    

例：在GB1220标准中，推荐的这种沉淀不锈钢牌号是0Cr17Ni7Al（PH17-7）  

成分(fēn)（%）：C≤0.09、Cu≤0.5、Ni:6.5~7.5、Cr:16~18、Al：0.75~1.5;    

固溶+调整+时效处理(lǐ)  

• 固溶化加热温度1040℃，加热保温后水冷或油冷得到奥氏體(tǐ)，硬度為(wèi)150HB左右;  

• 调整处理(lǐ)温度為(wèi)760℃，保温后空冷，使奥氏體(tǐ)中合金碳化物(wù)析出，降低奥氏體(tǐ)稳定性，提高Ms点到50-90℃左右，冷却后获得板条马氏體(tǐ)，此时硬度可(kě)达290HB左右;  

• 再经560℃时效，Al及化合物(wù)沉淀析出，钢材强化，硬度可(kě)达340HB左右。    

固溶+调整+冷处理(lǐ)+时效  

• 固溶处理(lǐ)加热1040℃，水冷，获得奥氏體(tǐ)组织;  

• 调整处理(lǐ)温度955℃，提高Ms点，冷却后获得板条马氏體(tǐ);  

• 冷处理(lǐ)-73℃×8h，减少组织中残留奥氏體(tǐ)，获取*大限度的马氏體(tǐ);  

• 时效处理(lǐ)温度為(wèi)510-560℃，使Al析出，强化处理(lǐ)后，硬度可(kě)达336HB    

固溶+冷变形+时效  

• 固溶处理(lǐ)温度為(wèi)1040℃，水冷，获得奥氏體(tǐ)组织;  

• 冷变形，利用(yòng)冷加工变形强化原理(lǐ)，使奥氏體(tǐ)在Md点转变成马氏體(tǐ)，这个冷加工变形量要大于30-50％;  • 时效处理(lǐ)：在490℃左右加热时效，使Al析出沉淀硬化。  

• 有(yǒu)报导显示，固溶奥氏體(tǐ)经57％冷轧变形，硬度达430HB，σb达1372 N/mm2，再经490℃时效，硬度达485HB，σb达1850 N/mm2。    

可(kě)见，沉淀硬化马氏體(tǐ)不锈钢经过正确处理(lǐ)后，机械性能(néng)完全可(kě)以达到马氏體(tǐ)不锈钢性能(néng)，而耐蚀性却与奥氏體(tǐ)不锈钢相当。这里需要指出的是，马氏體(tǐ)不锈钢和沉淀硬化不锈钢虽然都是可(kě)通过热处理(lǐ)方法强化，但强化机理(lǐ)是不同的。由于沉淀硬化不锈钢的特点，使其得到重视和广泛应用(yòng)。