為了使不銹鋼材獲得最佳的使用性能或為不銹鋼材用戶進行不銹鋼冷、熱加工創(chuàng)造必要的條件,不銹鋼材在出廠前需進行熱處理。熱處理分為退火、正火、淬火、回火等方式。對不銹鋼生產(chǎn)者而言,不論何種熱處理習慣上統(tǒng)稱為退火。
不同類型的不銹鋼,熱軋和冷軋后的組織是不同的,因此退火目的和使用的設備也不同。
(1)熱軋后的退火
不銹鋼熱軋后硬度都較高并有碳化物析出,各類不銹鋼的退火目的見表1。
馬氏體鋼在高溫下為奧氏體,熱軋后在冷卻過程中發(fā)生馬氏體相變,常溫下得到高硬度的馬氏體。退火的目的是將這種馬氏體分解為鐵素體基體上均勻分布著球狀碳化物,以使鋼變軟。
表1 各不銹鋼的退火目的
鋼種 | 退火目的 |
馬氏體 | ①軟化②炭化物擴散③調(diào)整晶粒度④ |
鐵素體 | ①提高塑性②調(diào)整晶粒度 |
奧氏體 | ①炭化物固溶②調(diào)整晶粒度③軟化④減少δ鐵素體 |
鐵素體鋼通常沒有γÖα轉(zhuǎn)變,在高溫和常溫下都是鐵素體組織。但當鋼中含有一定量的碳、氮等奧氏體形成元素時,即使有很高的Cr 含量,高溫時也會部分形成奧氏體,在軋后冷卻過程也會發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變,使鋼硬化。因此這類鋼的退火目的一方面是使其被拉長的晶粒變?yōu)榈容S晶粒,另一方面使馬氏體分解為鐵素體和顆粒狀或球狀碳化物,以達到軟化的目的。
奧氏體鋼含有大量Ni、Mn等奧氏體形成元素,即使在常溫下也是奧氏體組織。但是鋼中含碳較多時,熱軋后會析出碳化物。另外,晶粒度也會因加工而變形。這種鋼的退火就是使析出的碳化物在高溫下固溶于奧氏體中,并通過急冷使固溶了碳的奧氏體保持到常溫,同時在退火中調(diào)整晶粒度,以達到軟化目的。
(2)冷軋后的退火
不銹鋼冷軋時發(fā)生硬化。冷軋量越大,加工硬化的程度也越大。若將加工硬化的材料加熱到200-400℃就可消除變形應力。進一步提高溫度則發(fā)生再結(jié)晶,使材料軟化。冷軋后的退火包括中間退火和最終退火,其目的都是為了將硬化的材料通過再結(jié)晶而軟化,得到要求的性能。