不锈钢热处理
摘要：随着我国装备制造业的进步和国民经济建设的飞跃发展，在国防、石油、化工、发电、海洋开发、原子能等领域中，不锈钢得到了越来越广泛的应用，对不锈钢耐腐蚀等各项性能提出了更高的要求。

尽管冶金行业可以为我们提供优质的不锈钢，但是；还必须通过正确的热处理手段才能更充分地发挥不锈钢的功能。

关键词：不锈钢热处理应用
对不锈钢进行热处理，是改善不锈钢的使用和加工性能的一种重要的工艺方法。

在不少情况下，有必要对不锈钢进行热处理。

其热处理工艺有些会安排在产品加工之前进行，有些则安排在产品加工后进行，更有些安排在两次加工之间进行。

对不锈钢进行热处理，主要从以下几方面来考虑：
（1）便于对产品进行加工。

（2）提高产品强度，硬度等各项的机械性能。

（3）使产品获得较好的耐腐蚀能力。

不锈钢的热处理工艺与普通金属的热处理工艺一样，都是在一定介质中加热、保温和冷却；以改变其组织，从而获得所需性能的一种工艺方法。

由于对不锈钢性能要求不同，其热处理的类型也是多样的。

在此主要按不锈钢类型来分析热处理的工艺。

1 马氏体不锈钢热处理
马氏体型不锈钢有良好的热处理性能，通过热处理可获得各种所需的强度硬度等机械性能，可调整范围极大。

主要采用退火，淬火和回火等热处理工艺。

1.1退火
退火目的是为了软化组织，便于加工和成形。

在进行退火处理时，为了防止变形，加热速度不宜太快，通常的加热速度为150~200℃/小时，保温时间按材料的厚度或直径计算（约每25mm保温1小时）。

有完全退火和低温退火二种。

完全退火时，加热温度为800~900℃，冷却速度应尽量小，一般要低于20℃/小时。

低温退火时，加热温度为750℃左右，一般进行连续的空冷。

1.2淬火
淬火目的是提高强度和硬度等。

是将不锈钢加热到相变温度以上，一般为1000~1100℃，通常加热速度为150~200摄氏度/小时。

保温时间按材料的厚度或直径计算，约每25mm保温1小时。

然后在淬火剂中速冷。

1.3回火
回火目的是为了提高韧性、消除内应力。

是将不锈钢加热到相变温度以下，加热速度通常为150~200℃/小时，保温时间按材料的厚度或直径计算（约25mm 保温1小时），然后采用空冷。

表1 国产马氏体不锈钢的淬火和回火规范
实际上马氏体不锈钢的热处理与结构钢相同。

例如：用在高强结构零件时需进行调质处理；用在弹簧元件要进行淬火和中温回火等处理。

2 铁素体不锈钢热处理
铁素体不锈钢最主要钢种是Cr17钢，由于含铬量增加到17%左右，加热时没有α-γ转变，而始终保持铁素体单相状态，这类不锈钢不能利用马氏体相变来强化，即不能进行淬火——回火处理。

因此强度低，塑性比较好。

有时为了消除加工应力，软化组织和消除晶间的腐蚀倾向，亦可进行适当的退火处理。

一般加热温度为750~800℃，保温时间为1-2小时，或按厚度1.5分钟/毫米计算保温时间，冷却方式为空冷。

表2 常用铁素体不锈钢退火规范
0Cr13由于含有部分马氏体组织，因此可进行部分淬火强化处理，一般采用淬火后高温回火，其处理工艺与1Cr13相同。

3 奥氏体不锈钢热处理
奥氏体不锈钢最基本的钢种是含18%Cr与9%Ni的铬—镍不锈钢（常称为18-8不锈钢）。

钢中加入9%Ni后，一方面可使钢组织转变为单相奥氏体组织。

另一方面增加钢的钝化能力，使钢的耐腐蚀性进一步提高，一般利用冷塑性变形进行强化。

主要有固溶热处理、稳定化热处理和消除应力热处理等三种。

3.1固溶热处理
固溶热处理是奥氏体不锈钢的基本热处理。

进行固溶处理的目的是使碳化物溶于奥氏体中，并将此状态保留到室温。

这样钢的腐蚀性会有很大的改善，消除加工硬化，降低硬度等。

主要处理工艺为将钢加热到1050—1150℃，保温时间按材料厚度或直径计算（约每25mm保温1小时），冷却多采用水淬。

表3 常用国产奥氏体不锈钢的固溶热处理工艺规范
（上接208页）
3.2稳定化热处理
稳定化热处理一般安排在固溶处理后进行，常用于含钛、铌的18—8钢。

含钛、铌的奥氏体不锈钢进行稳定化热处理，其目的是为了最大限度地发挥抗晶间腐蚀的效能。

由于铬的碳化物完全溶解，而钛等的碳化物不完全溶解，且在冷却过程中充分析出，使碳不可能形成铬的碳化物，因此有效地消除晶间腐蚀的产生。

主要处理工艺一般安排在固溶处理后，将钢加热到850～950℃，进行充分的保温，保温时间按厚度或直径（约每25mm保温2小时），保温后采用空冷或炉冷。

不含钛或铌的钢号不能进行稳定化处理，否则其效果适得其反。

3.3消除应力热处理
奥氏体型不锈钢进行消除应力热处理的目的是：①在不改变材料塑性的前提下，提高材料的层服强度和疲劳强度。

②消除内应力可能引起的应力腐蚀倾向。

主要处理工艺为：对于目的①，可在较低温度下，（300～350℃）加热保温1—2小时后空冷。

对于目的②，加热温度必须在800℃以上，保温后快冷。

而含钛或铌的钢种则在保温后采用缓慢冷却。

表4 各类不锈钢按工作要求选择热处理方法
可以说，不锈钢的热处理是多种多样的，只要合理采用热处理方法是提高不锈钢质量和使用可靠性的重要保证，从而更好地发挥不锈钢在各个制造业领域中的功效。

参考文献：
[1]汪庆华．热处理工程师指南[M]．北京.机械工业出版社，2011.8.
[2]张文华.不锈钢及其热处理[M].辽宁科学技术出版社，2010.2.
[3]许天已.钢铁热处理实用技术[M].北京.化学工业出版社，2008.4.。