【正文】 可見(jiàn)，1070℃的固溶處理不能達(dá)到預(yù)期的目的[11]。這樣，在敏化溫度時(shí)已沒(méi)有C可與Cr化合，因而在晶界上不可能再因(Cr，F(xiàn)e)18C6。 奧氏體不銹鋼晶間貧鉻現(xiàn)象 奧氏體不銹鋼晶間貧鉻現(xiàn)象由于缺少熱力學(xué)數(shù)據(jù)及沒(méi)有高溫電阻儀，無(wú)法通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算或?qū)嶒?yàn)對(duì)某一含碳量的不銹鋼進(jìn)行臨界點(diǎn)T1與T2的測(cè)定，只能通過(guò)試驗(yàn)的方法獲得一個(gè)最佳溫度。經(jīng)金相觀察，晶界處沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有(Cr，F(xiàn)e)23C6富集。 奧氏體不銹鋼晶間貧鉻現(xiàn)象最后對(duì)已經(jīng)過(guò)1070℃固溶處理的毛坯再在920℃保溫3小時(shí)(穩(wěn)定化處理)，此正好處于T1與T2之間，℃從而達(dá)到了使(Cr，F(xiàn)e)23C6溶解于奧氏體中，幾乎所有的C與Ti化合成TiC析出，不可能產(chǎn)生貧鉻現(xiàn)象，也就不可能產(chǎn)生晶界腐蝕傾向。其機(jī)理同樣是由于穩(wěn)定化溫度時(shí)C與Ti化合成TiC析出，而Cr被穩(wěn)定在奧氏體內(nèi)，避免了在以后的敏化處理時(shí)有(Cr，F(xiàn)e)23C6析出一于晶界上。其具體溫度應(yīng)隨含碳量的升高而取高值，穩(wěn)定化處理之前不必進(jìn)行1070℃的固溶處理，以免因晶粒長(zhǎng)大而引起機(jī)械性能下降[13]。這種熱處理不會(huì)影響不銹鋼1Cr18Ni9Ti中C的含量(18% )，并能在不銹鋼表面形成氮化層，從而提高不銹鋼的表面耐磨(或硬度)、耐腐蝕及抗品間腐蝕性能。用X射線衍射儀對(duì)熱處理過(guò)的1號(hào)、2號(hào)樣品做表面組成相確定，并對(duì)處理過(guò)的3種樣品做耐磨試驗(yàn)、金相觀察、顯微硬度試驗(yàn)以及腐蝕試驗(yàn)。由以上數(shù)據(jù)查卡片可得到下列相：ε相Fe3N；Υ′相CrN、Υ相ΥFe和Fe3O4。從3種樣品的顯微硬度曲線看，1號(hào)、2號(hào)樣品在靠近邊緣處硬度值突變，這是碳氮共滲處理產(chǎn)生氮化層的緣故，而在滲層以?xún)?nèi)至心部的硬度值則很快降低，可見(jiàn)對(duì)1號(hào)、2號(hào)試樣的處理工藝都能提高奧氏體不銹鋼表面的硬度。由X射線衍射結(jié)果可知，1號(hào)、2號(hào)試樣表面均有ε、Υ′、Υ相生成，ε相為Fe3N。 全腐蝕試驗(yàn)在室溫下將試樣浸入5%的鹽酸水溶液220 h ( 3種試樣形狀大小基本相同)，以觀察處理后試樣的耐腐蝕性能。這說(shuō)明對(duì)奧氏體不銹鋼進(jìn)行軟氮化 及氧化鹽浴處理后不會(huì)降低其抗全腐蝕能力。這種方法對(duì)提高1Cr18Ni9Ti不銹鋼的強(qiáng)度是很有效的。另一方面,1號(hào)樣品在氧化鹽浴處理過(guò)程中，通過(guò)氧化作用使得試樣品界處的部分碳被氧化以氣體形式放出，降低了碳的含量。1號(hào)試樣晶間腐蝕后的組織 2號(hào)試樣晶間腐蝕后的組織3號(hào)試樣晶間腐蝕后的組織 不同型號(hào)試樣晶間腐蝕后的組織比較 (1)對(duì)1Cr18Ni9Ti不銹鋼的固溶熱處理卞要是使碳化物溶入奧氏體中，并使其組織奧氏體均勻化，固溶處理應(yīng)選在1 040℃士10℃保溫2h，冷卻方式為水冷。 3 奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti的抗蝕性處理 造成不銹鋼腐蝕的原因及機(jī)理奧氏體不銹鋼同其它鋼種一樣，碳元素在金屬基體中的固溶度隨溫度的降低而減少，在900℃時(shí)析出速度明顯加快，奧氏體相中碳的固溶度在8000C時(shí)不超過(guò)0. 1%，在室溫碳的固溶度僅為0. 02%。特別是該碳化物的界面處的鉻濃度僅為2. 2% ，這樣的材料在特定的介質(zhì)中品粒與品界形成微電池，品界作為陽(yáng)極而受到加速腐蝕，即發(fā)生品間腐蝕[19]。欽元素的加入量卞要由T iC的原了量比確定。 奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti鉻分布模型目前標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定18Cr 8Ni奧氏體不銹鋼中欽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5(％) %或5（%），其中C為鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%%。為了提高鋼中的欽碳比加欽，隨欽含量的增加會(huì)直接造成半成品和成品表面質(zhì)量下降，為此生產(chǎn)中Ti/。但在許多資料中介紹，為保證最佳耐蝕性能，采用的熱處理工藝為先固溶處理再進(jìn)行穩(wěn)定化處理。對(duì)1Cr18Ni9Ti鋼其最佳熱處理制度為900℃ 950℃保溫，在此溫度下，Cr不但不形成碳化物，而目Cr的碳化物還分解固溶，其冷卻方式采用爐冷、水冷、空冷均可。固溶處理工藝為溫度1 000℃1050℃，時(shí)間為3min/ mm，水淬；穩(wěn)定化處理工藝為溫。 鈦不銹鋼熱處理溫度對(duì)T iC形成的影響 固溶處理與穩(wěn)定化處理對(duì)耐蝕性能的影響為了對(duì)比兩熱處理工藝差別，選Ti/C值不同的10爐鋼進(jìn)行工藝試驗(yàn)，按G B4237 92中表(硫酸一硫酸銅法、敏化處理)的要求進(jìn)行腐蝕檢驗(yàn)。T iC從約800℃開(kāi)始形成，約在900℃形成速度最快，隨后T iC逐漸減少，其固溶鈦量呈相反的變化。對(duì)于加欽穩(wěn)定的不銹鋼，為了使鋼中的欽和碳充分形成T iC金屬間化合物，熱處理溫度和時(shí)間起著決定性作用[20]。(EPR)所取得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖2中的1r/Ia為材料的再活化率，該值越高，品間腐蝕傾向越大。但是欽元素的加入量的確定是比較復(fù)雜的。型碳化物，從而導(dǎo)致局部鉻的貧化，使鋼的耐蝕性特別是耐品間腐蝕性能下降，從而導(dǎo)致不銹鋼發(fā)生不均勻腐蝕，造成鋼件失效。它所耗用的鉻需要從基體中吸取，但是由于碳從基體(品粒)中析出速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鉻向品界的打一散速度，所以品界鉻的碳化物所耗用的鉻量基本上是吸取了品界附近的鉻形成的。這種處理可顯著提高1Cr18Ni9Ti不銹鋼表面的硬度和耐磨性以及抗品間腐蝕性能，而不影響其耐蝕性。這兩方面的作用有效地提高了1號(hào)試樣的抗晶間腐蝕能力，使得1號(hào)樣品較之于2號(hào)、3號(hào)試樣具有更明顯的抗晶間腐蝕能力。從圖可明顯看出，1號(hào)試樣抗晶間腐蝕性能最好，2號(hào)試樣次之，3號(hào)試樣最差。同時(shí)，由于試樣表面氮化層中的物質(zhì)，如Fe3N 、 CrN 、 Fe3O4等都具有致密的分了結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)(它們的生成自由能都在2501 000J/mol左右，都比較低)，兒乎都不與弱酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；另外，氧化鹽浴處理還能起到氧化封孔的作用，使試樣恢復(fù)在機(jī)械加工過(guò)程中被影響了的抗蝕性[18]?？梢钥闯?種不銹鋼試樣在相同條件下的腐蝕率 (h=dl/dt)基本一致，1號(hào)、2號(hào)試樣在開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)的)離蝕失重率較大，這是由于熱處理過(guò)程中試樣表面形成的氧化皮等雜質(zhì)與鹽酸反應(yīng)所致[17]。和ΥFe。對(duì)1Cr18Ni9Ti進(jìn)行固溶處理卞要是分解試樣內(nèi)的碳化物和使試樣組織奧氏體化，加熱溫度為1040℃士10℃，冷卻方式為水冷。) o可以明顯看出1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)樣品的耐磨性能依次降低，1號(hào)、2號(hào)樣品的耐磨性能明顯優(yōu)于3號(hào)樣品，這說(shuō)明氮化和氧化鹽浴處理對(duì)提高不銹鋼的耐磨性有明顯效果。（1）試樣表面組成相的確定X射線衍射條件：CoKa、40kV、20mA、ω=2﹪min分別對(duì)1號(hào)、2號(hào)樣品作X衍射分析，獲得的譜線基本一致，這表明2種樣品表面成分相同。a實(shí)驗(yàn)過(guò)程利用箱式空氣爐對(duì)3種樣品(1號(hào)、2號(hào)、3號(hào))在1 040℃士10℃做2h的固溶處理，其日的是使試樣內(nèi)的碳化物溶入奧氏體中，并使試樣奧氏體均勻化；做清潔拋光處理后，將1號(hào)、2號(hào)樣品放在580℃士10℃的軟氮化鹽浴中保溫3 h(這一過(guò)程是對(duì)固溶處理試樣作氮碳共滲)，然后將2號(hào)樣品放在水中直接冷卻，1號(hào)樣品在350℃士10℃的氧化鹽浴中保溫15 min后水冷。要使不銹鋼具有更好的耐磨(或硬度)、耐腐蝕及抗晶間腐蝕性能就必須按照一定的工藝，采用一定的軟氮化和氧化鹽浴進(jìn)行熱處理，這是提高不銹鋼性能的一個(gè)很有效的方法。 b節(jié)約能源 c晶粒沒(méi)有長(zhǎng)大，從而可避免機(jī)械性能因晶粒長(zhǎng)大而降低。還有一些不銹鋼毛坯是否一定要經(jīng)1070℃固溶處理后再920 ℃穩(wěn)定化處理，因?yàn)榻?jīng)1070℃固溶處理后的晶粒度明顯長(zhǎng)大，達(dá)4級(jí)，這就給機(jī)械性能特別有塑性、韌性指標(biāo)帶來(lái)不利的影響。經(jīng)掃描電鏡波譜儀作濃度曲線，晶界處含鉻量沒(méi)有變化，可見(jiàn)沒(méi)有貧鉻現(xiàn)象產(chǎn)生。彎曲試驗(yàn)，觀察其表面晶界腐蝕傾向[12]。關(guān)鍵是如何確定T1與T2。按照上述分沂，首先要解決(Cr，F(xiàn)e)23C6在敏化溫度析出「于晶界約問(wèn)題。這是由于根據(jù)Cr與Ti在周期表中的位置Cr的原子半徑比Ti的原子半徑小，因而擴(kuò)散所需的激活能也小，擴(kuò)散系數(shù)隨增之大。有些零件用1Cr18Ni9Ti鋼制造，毛坯厚度60mm，而且需經(jīng)晶界腐蝕試驗(yàn)證明無(wú)晶界腐蝕傾向。為了使鋼達(dá)到最大的穩(wěn)定度，還應(yīng)作穩(wěn)定化處理，即將構(gòu)件加熱至900℃使Cr23C6充分溶解到奧氏體中，而此時(shí)讓鈦和鈮充分形成非常穩(wěn)定的碳化鈦和碳化鈮。對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼材，穩(wěn)定化處理的作用是將鋼絲中的大部分殘余應(yīng)力消除，使絞線結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，切斷時(shí)不松散，彈性極限提高，在長(zhǎng)期保持張力下服役時(shí)應(yīng)力損失（松弛）較低。 奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti的穩(wěn)定化處理穩(wěn)定化處理，為了防止鈦和鈮的奧氏體不銹鋼在焊接或固溶處理時(shí)，由于TiC和NbC減少而引起耐晶間腐蝕性能降低,需將這種不銹鋼加熱到一定溫度后(該溫度使鉻的碳化物完圣溶于奧氏體，而TiC和NbC只部分溶解)再緩冷。由十不銹鋼中的鉻形成的鉻基氧化物在酸洗中較難去除，因此在熱處理時(shí)要控制鉻基氧化物的形成，對(duì)十有特殊要求的不銹鋼，可采用光亮退火形式進(jìn)行熱處理。從這個(gè)角度而言，加熱溫度越高越好，但加熱溫度偏高同時(shí)又可能引起晶粒過(guò)分長(zhǎng)大、氧化鐵皮增厚等缺陷。奧氏體不銹鋼的代表鋼種是188鋼(304)，因?yàn)槭菉W氏體組織，所以具有無(wú)磁性且沒(méi)有淬硬性等特點(diǎn)。因?yàn)樵鎏紝?huì)增加188鋼的晶間腐蝕傾向。只能以提高鋼的耐腐蝕性能進(jìn)行熱處理：固溶處理；其目的是使碳化物充分溶解并在常溫下保留在奧氏體中，從而在常溫下獲單相奧氏體組織，使鋼具有最高的耐腐蝕性能。這樣出來(lái)的奧氏體不銹鋼，其硬度和強(qiáng)度降低二塑性較好，具有良好的耐腐蝕性和良好的高溫性能[7]。以前的單室爐冷卻風(fēng)扇和熱交換器都是安裝在加熱室的上部或下部，此時(shí)爐內(nèi)部的容量較小，這種爐子通常就叫內(nèi)循環(huán)式的爐子，也就址說(shuō)冷卻氣體只在爐殼內(nèi)部循環(huán)。 連續(xù)式氣冷爐在零件、粉末高速鋼的燒結(jié)和淬火復(fù)合熱處理等新領(lǐng)域中正在得到廣泛的應(yīng)用。加熱室可同時(shí)放人三個(gè)料筐，每個(gè)筐料為120kg連續(xù)處理時(shí)，每30分鐘就可以從加熱室內(nèi)出一筐料。（3）連續(xù)式真空熱處理爐隨著人們對(duì)真空熱處理優(yōu)越性的認(rèn)可及其廣泛的應(yīng)用出現(xiàn)了連續(xù)式真空熱處理爐。工件離開(kāi)加熱室后，下一爐工件又可裝入。海斯公司1981年研制成的半連續(xù)式真空爐只有加熱室、冷卻空，預(yù)備室也能完成三室爐的工作。（2）半連續(xù)式真空熱處理爐采用間歇式真空熱處理爐時(shí)，需把冷室工件取出后才能裝爐。較小的工件可用2～3層料筐裝載?，F(xiàn)以海斯?fàn)t為例介紹一下真空爐的發(fā)展進(jìn)程。在加熱室中被加熱的工件一經(jīng)取出即可投人真空容器中的油槽內(nèi)淬大。 真空熱處理爐設(shè)計(jì)早期的真空爐是采用在加熱爐中設(shè)置真空容器的方式，這種真空爐稱(chēng)為外熱式真空爐。熱處理時(shí)要研究防止蒸發(fā)物附著在工件上的措施和因加熱器導(dǎo)線和保溫材料之間的微孔隙及時(shí)效變化使保溫材料纖維片在微孔處被擠出的措施等。低壓雖不易產(chǎn)生，但熱處理中的蒸發(fā)物，因受高溫?zé)犭娮拥挠绊懙龋踩菀桩a(chǎn)生放電。首先是均熱問(wèn)題。因此在使用單室型間歇爐時(shí)，特別是用于濕度高的場(chǎng)合，因爐內(nèi)大氣的泄漏，保溫材料也會(huì)象活性碳那樣，吸附大氣中的水分，此時(shí)無(wú)論怎樣真空排氣，真空壓力也無(wú)法恢復(fù)。特別是對(duì)于強(qiáng)制冷卻兼用爐，其保溫材料表而是經(jīng)鍍碳C/C及涂石墨等表面保護(hù)處理后使用的。最近，還有一種可以與1800 ℃的陶瓷纖維等組合的保溫反射板實(shí)例。防止變形的措施為反射板的最內(nèi)層及最外層的板加厚，反射板的重量全部由下部支撐，并在外圍進(jìn)行固定，這樣就可以避免懸垂支撐造成的變形。經(jīng)各反射板輻射傳熱的熱損失，當(dāng)發(fā)射板為n塊時(shí)，近似為1/n+n。C/C材料還可代替石墨用作筑爐材料。石墨加熱器根據(jù)其形狀，有的重量較大，這就存在加熱器、導(dǎo)線、支撐夾具等緊固用螺栓的松弛等問(wèn)題。筒狀、線圈狀用于特殊情況，通常生產(chǎn)用的石墨發(fā)熱體為棒狀、板槽狀。 石墨發(fā)熱體的熱膨脹系數(shù)小，耐熱沖擊性高，非常有利于高的升溫速度。加熱器形狀有鋼絲狀、網(wǎng)狀、板狀、棒狀等，可以根據(jù)溫度、表面電流密度、爐形進(jìn)行選擇。均需通過(guò)SU耐熱鋼管對(duì)工件加熱，真空容器要裝真空密封件。與外熱式相比，內(nèi)熱式真空爐因工件面對(duì)發(fā)熱體所以熱效率高。此外，因工件和爐罐之間有溫差、真空外壓還將導(dǎo)致?tīng)t罐的變形和破損事故等，所以應(yīng)注意使用溫度和爐罐材質(zhì)。加熱方法一般使用最實(shí)用的間接電阻加熱方式。g鍛件表而處理。e切邊。鍛造變形不能太大，一般在50%～60%錘擊時(shí)應(yīng)采用兩輕一重的方法，高溫區(qū)輕擊快鍛，隨后適當(dāng)重?fù)簦咏K鍛時(shí)輕擊修整。為防止鍛造裂紋，小銹鋼應(yīng)在保護(hù)氣氛中加熱，最好在電爐和真空爐中加熱。使用前模具需預(yù)熱（200～2500℃）。d模具壽命。小型模具（小于9kg)用4Cr5W2VSi等熱變形模具鋼，較大型模具本體包括（熱邊沖頭)用5CrNiMo5CrMnMo,鑲塊用4Cr5W2VSi等模具鋼，熱邊凹模用Cr12MoV模具鋼[6]。 1Cr18Ni9Ti的鍛造處理 1Cr18Ni9Ti鍛造模具要求a模具型式。熱物理模擬是利用小試樣在試驗(yàn)裝置上再現(xiàn)材料在制備或熱加工過(guò)程中的受熱或同時(shí)受熱與受力的物理過(guò)程。由于鋼液具有高溫的特點(diǎn)，直接對(duì)其流動(dòng)進(jìn)行定量測(cè)量是非常困難的。用數(shù)值模擬對(duì)連鑄過(guò)程進(jìn)行研究，有著迅速、廉價(jià)、靈活、直觀并易于理解的優(yōu)點(diǎn)。（3）直接工業(yè)實(shí)驗(yàn)。因此對(duì)連鑄的研究很少采用工業(yè)化試驗(yàn)，至多用工業(yè)化的產(chǎn)品質(zhì)量來(lái)驗(yàn)證工藝參數(shù)是否得當(dāng)。界面溫度是成分、生長(zhǎng)速率、溫度梯度的函數(shù)。然后奧氏體在鐵素體凝固前沿形核，發(fā)生共晶反應(yīng)。鐵素體到奧氏體的轉(zhuǎn)變無(wú)形核勢(shì)壘，受樹(shù)枝晶生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)控制奧氏體向鐵素體的轉(zhuǎn)變則要通過(guò)鐵素體的形核。以Ni為代表的為奧氏體穩(wěn)定元素，促進(jìn)奧氏體的形成，這類(lèi)元素主要包括Ni, C, N, Co等元素。一般認(rèn)為奧氏體不銹鋼在三相區(qū)內(nèi)首先發(fā)生的是包晶反應(yīng)，然后轉(zhuǎn)變?yōu)楣簿Х磻?yīng):骨架狀鐵素體的產(chǎn)生源自于先析出鐵素體，奧氏體在鐵素體和液相界面上形成長(zhǎng)大，然后鐵素體和奧氏體界面按照先析出鐵素體的界面推進(jìn)，鐵素體同時(shí)也通過(guò)固態(tài)相變轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，最終留下的鐵素體位于先析出鐵素體的中心位置。 2. 奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti的熱處理工藝過(guò)程 奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti的冶煉研究及鍛造處理 1Cr18Ni9Ti的凝固行為奧氏體不銹鋼是一種復(fù)雜的多元多相合金。熱處理過(guò)程會(huì)發(fā)生一系列的問(wèn)題，如由于固溶溫度過(guò)低，或者保溫時(shí)間過(guò)短