不锈钢材料及不锈钢热处理工艺

不锈钢材料常识 

1.什么是不锈钢？ 

    不锈钢是在普通碳钢的基础上，加入一组铬的质量分数（ wcr ）大于

材，它在空气作用下能保持金属光泽，也就是具有不生锈的特性。这是由

定量的铬合金元素，能使钢材表面形成一层不溶解于某些介质的坚固的氧

使金属与外界质隔离而不发生化学作用。在这类钢中，有些除含较多的铬

加入较多的其他合金元素，如镍（ ni ），使之在空气中、水中、蒸汽中

稳定性，而且在许多种酸、碱、盐的水溶液中也有足够的稳定性，甚至在仍能保持其耐腐蚀的优点。  

2.不锈钢分类方法有几种？ 

    按主要化学组成分铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等；也可以以

锈钢和耐热不锈钢等；通常以金相组织进行分类。按金相组织分为：铁素

体(m)型不锈钢、奥氏体 — 铁素体(a—f)型双相不锈钢、奥氏体 — 马锈钢和沉淀硬化(ph)型不锈钢。  

  (1) 铁素体型不锈钢 f 铁素体具有磁性，它的内部显微组织为铁素体，

11.5%～32.0% 范围内。但是碳的含量极低 <0.2%,不可淬火。随着铬含量提高，加入钼（mo）后，则可提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的能力。  

  (2) 马氏体型不锈钢 m 其显微组织为马氏体，马氏体不锈钢同样也具有

质量分数为 11.5%-18.0% 但碳的质量分数高达 0.6% 。碳含量增高，

度。在这类钢中加入的少量镍可以促使生成马氏体，同时又能提高其耐蚀

的耐蚀性和较好的热稳定性以及热强性。它广泛用来制造对韧性和冲击韧度要求较高的零件，如汽轮机的叶片疗器械。  

  (3) 奥氏体型不锈钢 f 其显微组织为奥氏体，它是在高铬不锈钢中（17

镍（镍的质量分数为 8%-25%）而形成的，具有奥氏体型不锈钢不能利用

也不能经过淬火来提高其硬度。这类钢的冷加工硬化程度高，通常没有磁

内析出少量铁素体或马氏体的组织，会出现少量磁性。奥氏体型的钢板的

足够的强度，又有极好的塑性同时硬度也不高，这也是它们被广泛采用的

不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似，其抗拉强度、屈服强度和硬度，

高；塑性则随着温度降低而减小。其抗拉强度在温度 15～800 范围内增

降低时则变化缓慢，而屈服强度有增长是较为均匀的。更重要的是：随着韧度减少缓慢，并不存在脆性转变温度。  

  (4)其他特殊材料的应用领域开发出特殊材料。例如:所说的奥氏体一铁素

其显微组织为奥氏体加铁素体。它含有 18-25% 的铬， 4-7% 的镍以及 4

镍 - 铬以及其他以镍 - 铬为基础的特殊不锈钢也属于此类。

不锈钢热处理的几种工艺：

（1）敏化处理：18-8钢系列的奥氏体不锈钢在450℃～850℃（此区间常称为敏化温度）短时间加热，使其具有晶间腐蚀倾向。这是因为碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。奥氏体不锈钢在经400℃～850℃的温度范围内（敏化温度区域）时，会有高铬碳化物（cr23c6）析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，严重时材料能变成粉末。该方法一般只在不锈钢晶间腐蚀试验时采用。  

（2）固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铬形成高铬碳化物）。 

不同的不锈钢固溶化的温度烧有不同,    304,316等奥氏体不锈钢一般是1050℃,奥氏体-铁素体双相不锈钢要高一点,可到1150℃. 固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铬形成高铬碳化物）。这种热处理方法为固溶热处理。 

固溶热处理中的快速冷却似乎象普通钢的淬火，但此时的‘淬火’与普通钢的淬火是不同的，前者是软化处理，后者是淬硬（形成马氏体）。后者为获得不同的硬度所采取的加热温度也不一样，但没到1100℃。我是搞火电的，回答可能不太全面，谁知道的可以继续补充。                           

在电厂中，奥氏体不锈钢管进行冷弯加工，容易产生形变诱发马氏体相变（很拗口，其实就是产生了马氏体），容易引起耐蚀性的下降。asme标准规定，当加工量超过一定量时就必须进行固溶处理 

（3）稳定化处理：为避免碳与铬形成高铬碳化物，在奥氏体钢中加入稳定化元素（如ti和nb），在加热到875℃以上温度时，能形成稳定的碳化物。这是因为ti（或nb）能优先与碳结合，形成tic（或nbc），从而大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），起到了牺牲ti（或nb）保护cr的目的。含ti（或nb）的奥氏体不锈钢（如：1cr18ni9ti，1cr18ni9nb）经稳定化处理后比进行固溶热处理更具有良好的综合机械性能。 

稳定化处理：为避免碳与铬形成高铬碳化物，在奥氏体钢中加入稳定化元素（如ti和nb），在加热到875℃以上温度时，能形成稳定的碳化物（由于ti和nb能优先与碳结合，形成tic或nbc），大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），从而起到了牺ti和nb保cr的目的。 

经稳定化处理比进行固溶热处理的奥氏体不锈钢，具有更好的综合机械性能。 

（4）所以，有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳定化处理