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分析一般铁素体不锈钢的热处理

     如前所述，铁素体不锈钢在应用中应避免σ相脆性、475℃脆性、高温脆性和晶间腐蚀倾向存在，以保证有较好的塑性、韧性、耐腐蚀性和较小的应力。所以，热处理工艺的选择应以此为目标。

（1）退火

一般铁素体不锈钢的退火温度在700～800℃，以0Cr13Al为例。该钢是在含铬13%左右的基础上加入0.10%～0.30%铝。铝是很强的σ相生成元素，钢中加入这个含量的铝使铁素体组织更稳定。按标准规定，0Cr13Al退火温度为780～830℃，保温后空冷或缓冷。这个温度加热可较充分地消除应力，使钢得到软化，改善塑性和韧性，还保证晶粒不被粗化，同时，铬的碳化物、氮化物不会析出，因而提高了钢的耐腐蚀性。

其他牌号的一般铁素体不锈钢的退火加热温度基本上也在这个温度范围，但有的为控制晶粒长大倾向，温度可略低些。含有硒、硫的易切削铁素体不锈钢，为提高切削性能，从机械加工方面考虑，控制钢不被过度 软化，其退火温度也要偏低一些。有的为保证合金元素充分固溶，使钢的组织更加均匀，可适当提高一些加热温度，铸造铁素体不锈钢的退火加热温度也应偏高一些。

按照我国的相关标准，常见牌号的铁素体不锈钢的化学成分见表2-2，热处理工艺制度和可达到的性能标准见表2-3。

表2-2    常见铁素体不锈钢的化学成分

序号

牌号

化学成分

C

Si

Mn

P

S

Ni

Cr

Mo

Cu

N

其他

1

0Cr13Al

≤0.08

≤1.00

≤1.00

≤0.035

≤0.030

(1)

11.50～14.50

__

__

__

A10.10～0.30

2

00Cr12

≤0.030

≤1.00

≤1.00

≤0.035

≤0.030

(1)

11.00～13.00

__

__

__

__

3

1Cr17

≤0.12

≤0.75

≤1.00

≤0.035

≤0.030

(1)

16.00～18.00

__

__

__

__

4

Y1Cr17

≤0.12

≤1.00

≤1.25

≤0.060

≥0.15

(1)

16.00～18.00

(2)

__

__

__

5

1Cr17Mo

≤0.12

≤1.00

≤1.00

≤0.035

≤0.030

(1)

16.00～18.00

0.75～1.25

__

__

__

6

00Gr30Mo2(3)

≤0.010

≤0.40

≤0.40

≤0.030

≤0.020

__

28.50～32.00

1.50～2.50

__

≤0.015

__

7

00Gr27Mo(3)

≤0.010

≤0.40

≤0.40

≤0.030

≤0.020

__

25.00～27.50

0.75～1.50

__

≤0.015

__

8

ZG1Cr17

≤0.12

≤1.2

≤0.7

≤0.030

__

16.00～18.00

__

__

__

__

9

AG1Cr19Mo2

≤0.15

≤0.8

0.5～0.8

≤0.045

≤0.030

__

18.5～20.5

1.50～2.50

__

__

__

10

AGCr28

0.5～1.0

0.5～1.3

0.5～0.8

≤0.10

≤0.035

__

26.0～30.0

__

__

__

__

注：(1)允许含有不大于0.60%Ni；

(2)可加入不大于0.60%Mo；

(3)允许含有不大于0.50%Ni；不大于0.20%Cu，而Ni+Cu不大于0.50%。

表2-3   常见铁素体不锈钢的热处理制度及力学性能

序号

牌号

热处理温度（℃）

拉伸试验

冲击试验

硬度试验

Rp0.2(N/mm2)

Rm(N/mm2)

A(%)

Z(%)

Ak(J)

HB

不小于

不大于

1

0Cr13Al

退火780～830空冷或缓冷

177

410

20

60

78

183

2

00Cr12

退火780～820空冷或缓冷

196

265

22

60

—

183

3

1Cr17

退火780～850空冷或缓冷

205

450

22

50

—

183

4

Y1Cr17

退火780～820空冷或缓冷

205

450

22

50

—

183

5

1Cr17Mo

退火780～850空冷或缓冷

205

450

22

50

—

183

6

00Cr30Mo2

退火900～1050快冷

295

450

20

45

—

228

7

00Cr27Mo

退火900～1050快冷

245

410

20

45

—

219

8

ZG1Cr17

退火780～850

245

392

20

30

—

—

9

ZG1Cr17Mo2

退火800

—

—

—

—

—

10

ZGCr28

退火850

—

—

—

—

—

注：棒材力学性能只用于不大于75mm尺寸。

铁素体不锈钢的退火加热热时间一般按30min+δ×1min/mm计算，δ为有效厚度，mm。

（2）去应力退火

铁素体不锈钢在焊接和冷加工后，应进行消除应力处理，以消除应力和改善塑性。依据具体情况，可采用较低温度（230～370℃），也可以采用较高温度，在700～760℃保温后，以不大于50℃/h速度缓冷至600℃后空气冷却，这时，消除应力会更彻底一些，但要有σ相少量析出的危险。消除应力处理的保温时间可为1.5～2h或更多。

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