奥氏体不锈钢的固溶处理、稳定化处理和去应力处理

莫穆臣

奥氏体不锈钢的特点有哪些？
常温下是奥氏体相，Cr含量大于13%，以提高铁的电极电位，从而提高材料的抗腐蚀性能，Ni含量也较高，一方面也可以提高铁的电极电位，另一方面是奥氏体生成元素，使钢材在常温时为奥氏体相。

最常见的奥氏体不锈钢是wcr=18%，wNi=9%，即人们常说的18-8型不锈钢。该型不锈钢还添加有Nb、Ti等强碳化物形成元素，目的是为了防止晶间腐蚀。晶间腐蚀组织形貌见图1。



为了使奥氏体不锈钢达到最佳的抗腐蚀性能和消除加工硬化，必须进行固溶处理、稳定化处理以及去应力处理。

固溶处理。奥氏体不锈钢含碳量不能太高，否则在冷却时容易形成（CrFe）23C6，影响奥氏体的性能，所以奥氏体不锈钢的含碳量一般控制在0.1%以下。

尽管含碳量受到控制，但缓慢冷却时还是会生成碳化物。为了消除碳化物，将奥氏体不锈钢加热到1000~1150°C，使碳化物全部溶解到奥氏体中去，然后快速冷却，使碳化物来不及析出，从而得到单相奥氏体，这就是固溶处理。

稳定化处理。主要是为了防止晶间腐蚀。含Ti、Nb的奥氏体不锈钢固溶处理后，再加热到850~900°C保温1~2h，然后空冷至室温，这就是稳定化处理。这个过程中，含Cr的碳化物Cr23C6基本溶解，而TiC、NbC部分保留。这就避免了Cr23C6在晶间沉淀析出，使晶间贫Cr而抗腐蚀性下降，从而可以避免在使用中出现晶间腐蚀。晶间含Cr的碳化物析出形貌见图2。


去应力处理。主要是消除冷加工以及焊接后产生的内应力。残余应力可以促使应力腐蚀产生，因此，消除应力对提高钢应力腐蚀抗力是有益的。

不过，去应力处理温度需要控制，不能太高，否则会析出Cr的碳化物，降低晶间抗腐蚀性能。去应力回火温度一般为300~350°C，如果钢中不含Ti、Nb，加热稳定不超过450°C，对于超低碳和含Ti、Nb的不锈钢，在550~950°C加热后缓冷。