不銹鋼水管固溶處理工藝

不銹鋼水管固溶處理工藝：

1、不銹鋼水管原材料夾雜物的測定結果：

按照國標《GB/T10561-2005鋼中非金屬夾雜物含量的測定》實驗方法，對原材料非金屬夾雜物，在100倍下與標準圖對比，可以得出原材料含有兩類夾雜物。沿軋制方向排成一列為氧化鋁類(B類)，從粒度粗細和長度可以判斷是細系1.5級。形態(tài)比小，成黑色無規(guī)則分布的顆粒為球狀氧化物類(D類)，從粒度和數(shù)量可以判斷是細系1.5級。所以測定結果為細系B1.5，細系D1.5。因此，夾雜物等級符合國家標準。

2、不銹鋼水管原材料的金相組織及力學性能分析：

原材料金相組織，浸蝕方法為高氯化鐵5g，鹽酸10mL，酒精500mL混合液，浸蝕10min奧氏體晶粒均勻細小，根據(jù)《GBT6394-2002金屬平均晶粒度測定法》，晶粒度可評定為5.5級。

另外，晶粒中伴有孿晶，黑點為非金屬夾雜物。從金相圖片可看出此原材料已經經過固溶處理。原材料各種硬度測量如表1所示，硬度分布比較均勻，平均值為HB187左右。

表1原材料各種硬度測量值表：

3、熱處理工藝對不銹鋼水管組織及性能的影響：

3.1、固溶處理對組織的影響：

將304奧氏體不銹鋼水管原材料加熱到1050℃，保溫30min，通過快冷至室溫，進行重新固溶處理。固溶處理后的組織。

圖3為空冷后的試樣金相組織，圖4為水冷后的試樣金相組織。浸蝕方法為高氯化鐵5g，鹽酸10mL，酒精500mL混合液，浸蝕10min。從金相組織照片可以看出，固溶處理后的金相試樣比較難腐蝕，晶界不是很明顯。此金相組織為奧氏體晶粒，晶粒比較均勻細小，并伴有孿晶，黑點為碳化物。根據(jù)《GB/T6394-2002 金屬平均晶粒度測定法》進行評級，空冷后晶粒度為5.5級左右，與原材料晶粒度相比變化不大，因此也可以推知原材料的固溶處理時也是進行空冷的。水冷后晶粒度有所增大，為6.5級左右。

3.2、固溶處理對不銹鋼水管力學性能的影響：

固溶處理時空冷和水冷所得的各種硬度值如表2所示。從表2可以看出，當冷卻速率提高時，奧氏體不銹鋼的硬度也相應地增加。奧氏體不銹鋼水管在冷卻時并沒有組織的變化，而硬度卻升高了。這是由于奧氏體不銹鋼在快速冷卻時，外層受急冷收縮而變硬，內部溫度仍然高而軟，由于外層之收縮而受塑性壓縮變形。如同受到沖床加工上下收縮而橫向膨脹。由于外冷內熱，繼續(xù)冷卻到室溫則內部之收縮較外層多。由于內部的收縮在外層產生壓縮應力，這種熱應力使其表面有極大壓應力，促使奧氏體不銹鋼水管表面抗疲勞強度增加，硬度也增加。由于這種殘余壓應力對材料的力學性能產生好的作用。因此，在奧氏體不銹鋼水管固溶處理時用水冷比用空冷好。

3.3、不銹鋼水管敏化處理：

敏化處理是指已經過固溶處理的奧氏體不銹鋼水管，在500-850℃度加熱，將鉻原子從奧氏體中以Cr23C6碳化物的形式沿晶界析出，造成奧氏體不銹鋼水管的晶界腐蝕敏感性增強，這就是敏化處理。

工藝1:將304奧氏體不銹鋼水管加熱到650℃，并保溫60min，然后出爐空冷到室溫。敏化后在不同倍率下看到的金相組織如圖6中A、B圖所示。

工藝2:將304奧氏體不銹鋼水管加熱到800℃，并保溫1h，然后出爐空冷到室溫。敏化后在不同倍率下看到的金相組織如圖6中C、D所示。浸蝕方法均為高氯化鐵5g，鹽酸10mL，酒精500mL混合液，浸蝕時間均為10min。從金相組織可以看出，在同樣的浸蝕條件下，650℃保溫60min敏化時組織的晶界腐蝕不明顯。而800°C保溫60min敏化時組織的晶界腐蝕比較明顯。主要原因是在敏化溫度區(qū)間(一般為500一900℃)較高溫度時，晶界附近的奧氏體中的鉻元素更容易以Cr23C6的形式沿晶界析出，造成了晶界附近奧氏體中的鉻元素減少，使得此處的電位降低，使得此處更容易被腐蝕。當敏化溫度不是很高，而且敏化保溫時間不夠長時，Cr23C6析出并沒有聚集在晶界上，而以點蝕的形式分散在晶粒里，因此金相照片中的晶粒上有著彌散的Cr23C6析出物界腐蝕比較明顯。

主要原因是在敏化溫度區(qū)間(一般為500-900℃) 較高溫度時，晶界附近的奧氏體中的鉻元素更容易以Cr23C6的形式沿晶界析出，造成了晶界附近奧氏體中的鉻元素減少，使得此處的電位降低，使得此處更容易被腐蝕。當敏化溫度不是很高，而且敏化保溫時間不夠長時，C23C6析出并沒有聚集在晶界上，而以點蝕的形式分散在晶粒里，因此金相照片中的晶粒上有著彌散的Cr23C6析出物。

結論：

通過對304奧氏體不銹鋼水管熱處理工藝的研究，得出了結論如下:

(1)固溶處理后的奧氏體不銹鋼水管有更好的耐腐蝕性能，固溶后水冷比空冷獲得的表面硬度更高，而且表面是殘余壓應力，對其他力學性能也有利；

(2)可以得出敏化后的奧氏體不銹鋼水管十分容易被腐蝕。而且，敏化溫度越高，敏化時間越長，敏化后的晶間腐蝕傾向越大。因此，奧氏體不銹鋼水管熱處理時一定避免在敏化區(qū)間內進行。