耐腐蝕不銹鋼鑄件的熱處理

耐腐蝕不銹鋼鑄件的熱處理

    (1)馬氏體耐腐蝕不銹鑄鋼

    馬氏體耐腐蝕不銹鑄鋼含Crl3％，且含碳量較高，淬透性好，經適當熱處理后，不僅

具有良好的綜合力學性能，抗腐蝕性能也較好，故該鋼種常以熱處理狀態供貨。

    馬氏體耐腐蝕不銹鑄鋼常用的調質處N-E藝，通常選用l000～1050。C水淬或空冷，然

后700～750。C調質。一般淬火后應立即回火，以防止因淬火組織應力而導致鑄件開裂。調

質狀態組織為索氏體和鐵素體。圖4．7為淬火溫度對Crl3％馬氏體耐蝕不銹鑄鋼脆性轉變

溫度的影響。表4．13為四種不同熱處理規范對ZG Crl3鑄鋼力學性能的影響。表4．14為不

同回火溫度下ZG Crl3鑄鋼的力學性能。表4．15為不同回火溫度下ZG 4Crl3鑄鋼的力學

性能，由表可知，Crl3％鑄鋼在300  600。C會出現回火脆性，故應盡量避免在次脆性區回

火。表4．16為馬氏體耐蝕不銹鑄鋼的熱處理規范。

    含有少量鎳、鉬、硅等合金元素的高強度低碳馬氏體不銹鋼鑄件，經正火回火處理后具

有良好的綜合力學性能、焊接性能和抗磨損性能。廣泛用于大型水輪機整鑄或鑄焊葉輪。其

通常選用的熱處理規范為950～1050。C正火+600～670。C回火。對大型鑄件如水輪機葉輪的

熱處理規范，各參數(正火回火溫度、保溫時間及冷卻速率)必須予以嚴格控制，才能得到

所規定的鑄件性能要求。

    (2)鐵素體不銹鋼鑄件的熱處理

    鐵素體不銹鋼通常含Crl6％～30％，加熱時無相變，不能借熱處理來強化。所以對耐

腐蝕要求不高的鑄件，可在鑄態使用。如需改善耐腐蝕性能和機加工性能，可實行退火。為

避免脆性，退火溫度不應低于549。C，也不能高于959。C，而且退火保溫終了后應空冷或水

冷，不宜隨爐冷卻。

    鐵素體不銹鋼鑄件退火熱處理具有以下特點。

    ①高鉻不銹鋼鑄件加熱時易引起晶粒粗化而使鑄件變脆，易產生晶問腐蝕，故應避免

過熱。

    ②鐵素體不銹鋼鑄件在850。C以上高溫快冷時被敏化而產生晶間腐蝕。故鐵素體不銹鑄

鋼的退火溫度最好在850℃以下。

  ③鐵素體不銹鋼鑄件特別是含Cr28％時，在加熱到700～800。C會產生d相而發脆。因

此，退火后緩冷就易變脆。同時在370～540。C溫度下加熱也會產生脆性。

  (3)奧氏體不銹鋼鑄件的熱處理

  奧氏體類不銹鋼鑄件的鑄態是奧氏體+碳化物或奧氏體+鐵素體兩相組織。為了使鋼具

有最佳的抗腐蝕性，一般該類鑄鋼件均需實行熱處理。其熱處理特點如下。

  1)固溶處理

  將鑄件加熱到l065～ll30。C，保溫后淬入水、油或空氣中，使碳化物完全溶解，得到

單相組織。

    固溶溫度的選擇取決于鋼中的碳含量。含碳愈高，所需固溶溫度也愈高。常用奧氏體不

銹鑄鋼的固溶處理規范見表4．17。

  奧氏體類不銹鑄鋼固溶處理的加熱方式宜采用先低溫預熱，再快速加熱到固溶溫度的工

藝，以減少加熱過程中鑄鋼件表面與心部的溫差。其保溫時間取決于鑄鋼件壁厚。一般按壁

厚每毫米保溫2．5～3min計算，保證鑄件各截面全部熱透即可。

  固溶處理的冷卻介質，可用水、油或空氣，其中以水為常用。空氣冷卻僅使用于薄壁

鑄件。

  對于不能或不適宜采用固溶處理的奧氏體不銹鑄鋼，也可采用870～980。C保溫24～28h

后空冷的處理工藝，來改善鋼的耐蝕性能。但此工藝對含碳量極低的不銹鑄鋼薄壁鑄件或切

削加工后需進行焊接的焊鑄件不適用。

  2)穩定化處理

  奧氏體不銹鋼鑄件(18—8型)雖經固溶處理后具有最佳的抗腐蝕性能，但當重新加熱

到500～850℃或鑄件在此溫度使用時，則鋼中碳化鉻又會重新沿奧氏體晶界析出，導致鋼

晶界腐蝕破壞或焊縫開裂缺陷。這種現象稱為敏化。為了提高這類奧氏體不銹鑄鋼的抗晶界

腐蝕性能，一般添加鈦、鈮等合金元素，并在固溶處理后，再重新加熱到850～930℃，快

冷。這樣鈦和鈮的碳化物首先從奧氏體中析出，從而阻止了碳化鉻的析出，改善了鋼在上述

溫度使用時的抗晶界腐蝕性能。

    (4)沉淀硬化不銹鋼鑄件的熱處理

    沉淀硬化馬氏體不銹鋼一般含有形變硬化相的銅、鉛、鉬、鈦等合金元素。這類元素在

奧氏體中有較大的溶解度，而在馬氏體中則很小。因此，沉淀硬化馬氏體不銹鋼熱處理首先

是進行固溶處理，使鑄態析出的硬化相充分溶解。然后進行沉淀硬化處理，使二次硬化相析

出，達到提高不銹鋼鑄件的強度，并使之兼有良好耐腐蝕性能的目的。此外，固溶處理也會

改善鑄鋼件的切削加工性能。

    沉淀硬化不銹鑄鋼熱處理的特點如下。

    ①固溶處理前，最好先緩慢預熱到650。C，然后快速升溫。鑄件也可熱爐裝爐。表

4．18為不同壁厚鑄件最高裝爐溫度。

    ②固溶溫度一般為l020～1060℃，保溫時間按每25ram壁厚lh計算。固溶溫度不宜過

高，否則會因過熱使鋼的M。點降低，增加鋼中殘余奧氏體，降低鑄件的強度。形狀復雜的

鑄件，可將固溶溫度降低到927℃。

    ③為消除鑄鋼件中(特別是厚大件)存在的樹枝狀組織及成分偏析的不均勻性，最好

在固溶前進行高溫均勻化處理。均勻化的溫度為1000～1150℃，保溫時間根據鑄件壁厚

而定。

    ④時效處理  時效處理溫度可根據鑄件對強度、硬度和韌性的要求適當地選擇。表

4．19所列為不同鑄件性能要求的時效處理規范。

    ⑤為改善沉淀硬化不銹鋼的力學性能，在固溶處理后采用700～810。C×2h空冷，再進

行620。C×4h空冷兩階段熱處理，其切削性能亦有顯著的改善。表4．20為ZGCrl7Ni4Cu2

冗淀硬化型不銹鑄鋼熱處理規范及其性能。