依據化學成分、熱處理目的的不同，奧氏體不銹鋼常采用的熱處理方式有固溶化處理、穩定化退火處理、消除應力處理以及敏化處理等。
一、固溶化(hua)處理(li)
奧氏體不銹鋼固溶化處理就是將鋼加熱到過剩相充分溶解到固溶體中的某一溫度，保持一定時間之后快速冷卻的工藝方法。奧氏體不銹鋼固溶化熱處理的目的是要把在以前各加工工序中產生或析出的合金碳化物，如（FeCr)23C6等以及σ相重新溶解到奧氏體中，獲取單一的奧氏體組織（有的可能存在少量的δ鐵素體），以保證材料有良好的機械性能和耐腐蝕性能，充分地消除應力和冷作硬化現象。
固溶化處(chu)理適合任何成分和(he)牌號(hao)的奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)。
1. 固溶化(hua)處理加(jia)熱溫(wen)度的選(xuan)擇(ze)
奧(ao)氏體系列的(de)不(bu)銹(xiu)鋼雖(sui)然化學成分、種類不(bu)同，但固溶(rong)化處理加(jia)熱溫(wen)度的(de)差(cha)別(bie)不(bu)大(da)。常見(jian)牌號奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼固溶(rong)化加(jia)熱推薦溫(wen)度范圍見(jian)表3-2.
奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)含鉻碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物和(he)σ相的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)解、固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)是(shi)隨加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)升高(gao)(gao)而(er)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)實際加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)條件下，850℃左(zuo)右(you)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物即(ji)(ji)開始分(fen)(fen)解、固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)，但在(zai)(zai)(zai)這個溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)需要(yao)長時(shi)間保(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)。提高(gao)(gao)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)，可(ke)減少保(bao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)時(shi)間，即(ji)(ji)可(ke)使碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物充(chong)分(fen)(fen)分(fen)(fen)解和(he)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)。有資料報道，0Cr18Ni9鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物溶(rong)(rong)入奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中，在(zai)(zai)(zai)1000℃需要(yao)10min,在(zai)(zai)(zai)1065℃需要(yao)3min,在(zai)(zai)(zai)1176℃只需要(yao)1.5min.當(dang)(dang)然(ran)，加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)太高(gao)(gao)會帶(dai)來(lai)其他(ta)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)利作(zuo)用。所(suo)以，0Cr18Ni9、1Cr18Ni9奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)生產中，固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)采用1050℃左(zuo)右(you)是(shi)適宜的(de)(de)(de)(de)；含鉬(mu)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，因(yin)鉬(mu)會降低固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)擴(kuo)散速度(du)(du)(du)(du)，其固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)可(ke)提高(gao)(gao)一些(xie)，如采用1080℃左(zuo)右(you)；含穩定化(hua)(hua)(hua)(hua)元素(su)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，如果(guo)采用較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)，會使鈦或鈮的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物過度(du)(du)(du)(du)溶(rong)(rong)解而(er)不(bu)(bu)利于發揮穩定化(hua)(hua)(hua)(hua)元素(su)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用，所(suo)以，含穩定化(hua)(hua)(hua)(hua)元素(su)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)可(ke)低一些(xie)，如1000℃左(zuo)右(you)即(ji)(ji)可(ke)；奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學成分(fen)(fen)中，當(dang)(dang)形成鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)元素(su)（以鉻當(dang)(dang)量計(ji)）和(he)形成奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)元素(su)（以鎳當(dang)(dang)量計(ji)）的(de)(de)(de)(de)比(bi)例在(zai)(zai)(zai)Schaeffler圖(tu)（圖(tu)1-1)上位置接(jie)近出現鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)區界時(shi)，此鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)宜取較(jiao)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)；鑄造奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，因(yin)其組(zu)織成分(fen)(fen)不(bu)(bu)均勻(yun)性強(qiang)，為(wei)保(bao)證(zheng)固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理效果(guo)，固(gu)(gu)(gu)溶(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)(hua)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)比(bi)同牌號(hao)的(de)(de)(de)(de)鍛(duan)材、軋材要(yao)偏高(gao)(gao)。
2. 加熱保溫時間
奧氏體不銹(xiu)鋼含有大量的(de)(de)合金(jin)元素(su)，鉻(ge)的(de)(de)碳(tan)化(hua)物溶(rong)解固溶(rong)速(su)度較慢，鋼的(de)(de)導(dao)熱(re)率低，所以，奧氏體不銹(xiu)鋼固溶(rong)化(hua)處理的(de)(de)加熱(re)保溫(wen)時間比(bi)一般合金(jin)鋼要加長20%~30%.以保證內部均溫(wen)和鉻(ge)及碳(tan)化(hua)物的(de)(de)充分固溶(rong)。
3. 固(gu)溶化(hua)處理的冷(leng)卻
經固(gu)溶加熱、保(bao)溫的奧氏體(ti)不銹鋼在冷(leng)(leng)卻(que)時，如果冷(leng)(leng)卻(que)速度不足(zu)，則已固(gu)溶于奧氏體(ti)中(zhong)的合(he)金碳化(hua)(hua)物或σ相還可能析出，所以，固(gu)溶化(hua)(hua)處理的冷(leng)(leng)卻(que)速度很重要。
從理論上(shang)講，固(gu)溶化冷(leng)卻速度(du)越(yue)快越(yue)好(hao)，但(dan)在(zai)具體生產中(zhong)會存在(zai)零件變(bian)形和(he)殘留(liu)應力的(de)問題(ti)。在(zai)我國和(he)其他一些國家的(de)標(biao)準中(zhong)，將奧氏體不(bu)銹鋼的(de)冷(leng)卻方式標(biao)注(zhu)為(wei)“快冷(leng)”，在(zai)許多(duo)情況下，對“快冷(leng)”的(de)理解(jie)可能不(bu)同，“快”的(de)程度(du)不(bu)好(hao)界定。
綜合(he)不同文獻資料介紹的(de)情況，奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼固溶化冷卻方式可按以下原則掌握(wo)。
含鉻量(liang)(liang)(liang)大(da)于(yu)(yu)22%,且含鎳(nie)較高的奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼；含碳(tan)量(liang)(liang)(liang)大(da)于(yu)(yu)0.08%的奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼；含碳(tan)量(liang)(liang)(liang)小于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)0.08%,但有效(xiao)尺寸大(da)于(yu)(yu)3mm的奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼，應選水冷(leng)。
含(han)碳(tan)量小于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)0.08%,但有效尺寸小于(yu)(yu)3mm的奧氏體不銹鋼，可(ke)用(yong)風冷。
有(you)效尺寸為0.5mm以下(xia)的薄板件可(ke)空冷(leng)。
截(jie)面(mian)尺寸大(da)的奧(ao)氏體不銹鋼零(ling)部(bu)(bu)件毛坯(pi)即使水冷，其心部(bu)(bu)或(huo)接近心部(bu)(bu)處的冷卻速度(du)也未(wei)必滿足要(yao)求，一旦加工(gong)成零(ling)件后，這部(bu)(bu)分(fen)成為接觸(chu)介(jie)質(zhi)的表(biao)面(mian)，就會影響該部(bu)(bu)分(fen)的耐腐(fu)蝕性能(neng)(neng)，在(zai)這種情況(kuang)下，可先加工(gong)，使工(gong)作面(mian)能(neng)(neng)盡(jin)量(liang)地接近固溶化(hua)(hua)冷卻介(jie)質(zhi)，保證較(jiao)快地冷卻。或(huo)者選用含(han)穩定化(hua)(hua)元素的奧(ao)氏體不銹鋼，并在(zai)固溶化(hua)(hua)處理(li)后進行穩定化(hua)(hua)退(tui)火(huo)處理(li)。
二(er)、穩定化退火
穩(wen)定(ding)化退火是對含穩(wen)定(ding)化元素鈦(tai)(tai)或鈮的(de)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼采(cai)用的(de)熱(re)處(chu)理方法。采(cai)用這種方法的(de)目的(de)是利用鈦(tai)(tai)、鈮與(yu)碳的(de)強結(jie)合特性、穩(wen)定(ding)碳、使其盡(jin)量不(bu)與(yu)鉻(ge)結(jie)合，最終達到穩(wen)定(ding)鉻(ge)的(de)目的(de)，提(ti)高(gao)整在奧(ao)氏體(ti)中的(de)穩(wen)定(ding)性，避(bi)免從晶(jing)界析出，確(que)保(bao)材料(liao)的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性。
1. 穩定化處理加熱(re)溫度(du)的(de)選(xuan)擇
為了達到奧氏體不(bu)銹鋼穩(wen)定化(hua)處理(li)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)，使(shi)鋼中的(de)(de)碳盡量形成TiC或NbC,穩(wen)定化(hua)處理(li)加(jia)熱溫度的(de)(de)選(xuan)擇(ze)很重要。這(zhe)個溫度的(de)(de)選(xuan)擇(ze)原則應是高于（FeCr)23C6的溶解溫度（這個溫度為400~825℃),低于或略高于TiC或NbC的開始溶解溫度（TiC的溶解溫度區間為750~1120℃).在這個溫度范圍加熱、保溫、使（FeCr)23C6能充分溶解，而TiC或NbC不溶解或很少溶解。由于鈦、鈮與碳的親合力大于鉻與碳的親合力，使得從（FeCr)23C6中分解出來的碳會與鋼中其余的鈦或鈮形成新的TiC或NbC。見圖3-17。
而從（FeCr)23C6，中分解出的鉻重新溶入奧氏體中，所以，含鈦的奧氏體不銹鋼的穩定化處理加熱溫度一般推薦為850~930℃.實驗證明，含鈦的奧氏不銹鋼在這個溫度區間進行穩定化處理后，耐晶間腐蝕性能最好，見圖3-18,。
含鈮的(de)奧氏體不銹(xiu)鋼穩定化處理加熱溫度(du)取(qu)推薦(jian)溫度(du)區(qu)間(jian)的(de)中上限即可。
2. 保溫時間
有關資料報道，TiC在900℃、NbC在920℃約1h便可充分形成。因為穩定化處理包括（FeCr)23C6的溶解、TiC或NbC的形成、鉻的固溶等過程，所以工件到溫后，保溫時間最少不能少于2h,在實際生產中，保溫2~4h即可，當然，過大的零件應延長保溫時間。在透燒后，保溫時間不小于2h.如果鋼中含碳量較高或含鈦量較低時，應適當延長保溫時間。
3. 冷(leng)卻方式
奧氏體不銹鋼(gang)穩定化(hua)處理的(de)冷(leng)(leng)卻方(fang)式和冷(leng)(leng)卻速度對穩定化(hua)效果(guo)沒有多(duo)大影響，所以(yi)，為了防(fang)止形狀復雜(za)工(gong)件的(de)變形或為保證工(gong)件的(de)應力最小，可采用(yong)較小的(de)冷(leng)(leng)卻速度，如(ru)空冷(leng)(leng)或爐冷(leng)(leng)。根(gen)據試驗(yan)研究結果(guo)，含鈦的(de)奧氏體不銹鋼(gang)，從(cong)穩定化(hua)溫度900℃冷(leng)(leng)卻到200℃的(de)過程中，冷(leng)(leng)卻速度為0.9℃/min與15.6℃/min的(de)試件相(xiang)比，在(zai)金相(xiang)組(zu)織(zhi)、硬度及耐晶間腐蝕方(fang)面沒有不同。
三、消除(chu)應(ying)力處理
確定(ding)奧氏體不銹鋼消(xiao)除應力處理工藝(yi)方(fang)法，應根據材質(zhi)類型、使用環境、消(xiao)除應力目的及工件(jian)形狀(zhuang)尺寸(cun)等情況，注意掌握(wo)以下(xia)原則。
1. 材質(zhi)類型
這里將材質分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個類型的目的是為了說明問題的方便。Ⅰ類－含碳量≤0.03%的超低碳奧氏體不銹鋼，如 304L不銹鋼 , 316L不銹鋼(gang) 等。Ⅱ類－含穩定化元素的奧氏體不銹鋼，如321不(bu)銹鋼(gang) 、347H不銹鋼 等。Ⅲ類－除Ⅰ、Ⅱ類外的標準型奧氏體不銹鋼。
a. Ⅰ類(lei)奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)含碳量(liang)(liang)低于(yu)敏化(hua)(hua)溫度(du)(du)下奧(ao)氏(shi)體固溶碳量(liang)(liang)，Ⅱ類(lei)奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼由于(yu)穩(wen)定化(hua)(hua)元素的(de)作用，使(shi)它們在固溶化(hua)(hua)加(jia)熱(re)溫度(du)(du)以(yi)(yi)下的(de)任何溫度(du)(du)區(qu)間加(jia)熱(re)和(he)冷卻(que)，都基本上在保證消(xiao)除(chu)(chu)一定應力的(de)同時，不(bu)(bu)產生(sheng)其他不(bu)(bu)利作用。所以(yi)(yi)，它們消(xiao)除(chu)(chu)應力處理工藝的(de)選擇范圍(wei)寬，不(bu)(bu)受更(geng)多(duo)限制(zhi)。
b. Ⅲ類(lei)奧氏體不銹鋼為防止含(han)鉻合金碳化物的(de)(de)析出，不可在480~950℃范(fan)圍加熱，可以在固溶化溫度加熱后(hou)快冷，也可以在480℃以下的(de)(de)溫度加熱后(hou)緩慢冷卻，從消除應(ying)力的(de)(de)效(xiao)果看，前者效(xiao)果好于后(hou)者。
2. 使用環境
a. 產生嚴(yan)重的(de)(de)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕環(huan)境。在(zai)選材(cai)上，最好采(cai)用Ⅰ類或Ⅱ類奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼，并在(zai)900~1100℃之間加熱后緩慢冷(leng)卻，可(ke)(ke)以較徹底地(di)消(xiao)除應(ying)力(li)(li)。如(ru)果(guo)采(cai)用皿類奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼，應(ying)在(zai)固溶化溫度加熱并快冷(leng)，此(ci)時可(ke)(ke)消(xiao)除原先的(de)(de)應(ying)力(li)(li)，但由于采(cai)用急冷(leng)方(fang)式，還會產生一(yi)些新(xin)的(de)(de)應(ying)力(li)(li)。為此(ci)，還可(ke)(ke)補充一(yi)次低(di)溫去應(ying)力(li)(li)處理(li)。
b. 產生晶間腐(fu)蝕(shi)環境。可(ke)加(jia)熱到固溶(rong)化溫度，Ⅰ類、Ⅱ類奧氏體不(bu)(bu)銹鋼可(ke)緩慢(man)冷卻，Ⅱ類奧氏體不(bu)(bu)銹鋼必須快(kuai)冷。
如果在(zai)工件生(sheng)產中有產生(sheng)敏化的(de)可能而又在(zai)產生(sheng)晶間腐蝕的(de)環境中工作(zuo)，則應采(cai)用(yong)I類奧氏體不銹鋼，加(jia)熱到固(gu)溶(rong)化溫(wen)度后(hou)快冷，或采(cai)用(yong)Ⅱ類奧氏體不銹鋼，加(jia)熱到穩(wen)定化溫(wen)度后(hou)緩慢(man)冷卻。
3. 工件形狀
工件形狀復雜、易變形，應采用(yong)較低的(de)(de)加熱(re)溫度(du)(du)和緩(huan)慢的(de)(de)冷卻速度(du)(du)，Ⅱ類奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)可以采用(yong)穩定化處理加熱(re)溫度(du)(du)和緩(huan)慢的(de)(de)冷卻方式。
4. 去應力(li)的主要(yao)目的
a. 去除加工(gong)過程(cheng)中產生的應(ying)(ying)力或去除加工(gong)后(hou)的殘留(liu)應(ying)(ying)力。可(ke)采用固溶化處(chu)理加熱溫度并快冷，Ⅰ類、Ⅱ類奧氏體(ti)不銹鋼可(ke)采用較緩慢的冷卻方式。
b. 為保證工件最終尺寸的穩定性(xing)。可(ke)采用低的加熱溫度和緩慢的冷卻速(su)度。
c. 為(wei)消除很大(da)的(de)(de)殘留(liu)應(ying)力。消除在工作環境中可(ke)能產生新(xin)應(ying)力的(de)(de)工件的(de)(de)殘留(liu)應(ying)力或為(wei)消除大(da)截面(mian)焊接件的(de)(de)焊接應(ying)力，應(ying)采用(yong)(yong)固溶化加熱溫度(du)，Ⅲ類(lei)奧氏(shi)(shi)體不銹鋼必須快(kuai)冷。這種情況(kuang)最(zui)好選用(yong)(yong)Ⅰ類(lei)或Ⅱ類(lei)奧氏(shi)(shi)體不銹鋼，加熱后緩(huan)慢冷卻(que)，消除應(ying)力的(de)(de)效果(guo)更好。
d. 為消除只能采用(yong)局部加(jia)熱方(fang)式工(gong)件的殘留(liu)應力(li)。應采取低(di)溫(wen)度加(jia)熱并緩(huan)慢冷(leng)卻的方(fang)式。
表3-3是(shi)推薦(jian)的奧氏體不銹鋼消除應力的處理方法和(he)應用條件。
說(shuo)明：表中方法(fa)順序(xu)為優先選擇順序(xu)。
A: 1010~1120℃加(jia)熱保溫后緩慢冷卻。
B: 850~900℃加(jia)熱保溫后緩慢冷卻。
C: 1010~1120℃加熱(re)保溫后(hou)快(kuai)速冷(leng)卻。
D: 480~650℃加(jia)熱(re)保溫后緩慢冷(leng)卻(que)。
E: 430~480℃加熱(re)保溫(wen)后(hou)緩慢(man)冷卻。
F: 200~480℃加熱(re)保溫后(hou)緩慢冷卻。
保(bao)溫時間(jian)，按(an)每25mm,保(bao)溫1~4h,較低溫度時采用較長保(bao)溫時間(jian)。
注(zhu)：①. 在較強應(ying)力腐蝕環境工(gong)作的工(gong)件，最(zui)好選(xuan)用(yong)I類(lei)鋼進行(xing)A處(chu)理(li)或II類(lei)鋼進行(xing)B處(chu)理(li)。
②. 件在制造過程中，產生敏(min)化情(qing)況下應用。
③. 如(ru)果工(gong)件在最(zui)終加工(gong)后進行(xing)C處(chu)理時(shi)，此(ci)時(shi)可(ke)采用A或B處(chu)理。
表(biao)3-3中(zhong)(zhong)推薦的(de)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼消除應力的(de)熱(re)處理方法中(zhong)(zhong)，有些是與(yu)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼固(gu)溶化(hua)處理和穩定化(hua)退火(huo)方法一(yi)致的(de)，可(ke)合并進行(xing)。
四、敏化處理
敏化處理實際上(shang)不屬于奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼或其制(zhi)品在(zai)生產制(zhi)造過程中應該采用的熱處理方法。而是作為在(zai)檢驗奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼抗晶間腐蝕能力進(jin)行試驗時所(suo)采用的一(yi)個程序。
敏化處理實質上是使奧氏體不銹鋼對晶間腐蝕更敏感化的處理。因為敏化處理可以使奧氏體不銹鋼中的合金碳化物如（FeCr)23C6等較大程度地沿晶界析出，從而使其在晶間腐蝕介質中更快產生晶間腐蝕，以便達到快速檢驗奧氏體不銹鋼抗晶間腐蝕的能力。
在我(wo)國有(you)關的不銹鋼耐晶(jing)間腐蝕傾向試(shi)(shi)(shi)驗方法中，一般規定(ding)(ding)為(wei)含C≤0.03%或含有(you)穩定(ding)(ding)化(hua)元素的奧(ao)氏體不銹鋼的敏(min)化(hua)處理制度為(wei)加熱到(dao)650℃,鍛(duan)材(cai)、軋材(cai)試(shi)(shi)(shi)片(pian)保溫(wen)2h空(kong)冷，鑄(zhu)材(cai)試(shi)(shi)(shi)片(pian)保溫(wen)1h空(kong)冷。
對于一(yi)些特(te)殊使(shi)用(yong)場(chang)合，為(wei)更(geng)嚴格(ge)地考(kao)核材料的(de)(de)抗晶間(jian)腐蝕能力，在某些標準中，對奧氏(shi)體不(bu)銹鋼的(de)(de)敏(min)化(hua)制(zhi)度規定(ding)得(de)更(geng)為(wei)苛刻，依據(ju)工件(jian)將來(lai)使(shi)用(yong)的(de)(de)溫度及材料的(de)(de)含(han)(han)碳量以(yi)(yi)及是否含(han)(han)鉬元素等因素而采(cai)用(yong)不(bu)同的(de)(de)敏(min)化(hua)制(zhi)度。有的(de)(de)還對敏(min)化(hua)處理的(de)(de)升、降溫速度加以(yi)(yi)控(kong)制(zhi)。所以(yi)(yi)，在判定(ding)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼晶間(jian)腐蝕傾向性大小時，應注(zhu)意采(cai)用(yong)的(de)(de)敏(min)化(hua)制(zhi)度。
這里需要指出的一個現象是，在敏化溫度隨著保持時間的延長，由于（FeCr)23C6析出得更充分，所以，晶界的貧鉻情況也就更明顯，反映在晶間腐蝕效果更嚴重。但是，當保持時間繼續延長，長到足以使鉻可以擴散到晶界區，并消除晶界區的局部貧鉻效果時，則晶間腐蝕現象也會隨之解除。見圖3-19。這種效果雖然存在，但是，靠這種方法改善奧氏體不銹鋼晶間腐蝕效果，在實際生產中很少采用。
五、奧氏體不銹鋼(gang)的(de)冷加工(gong)強化(hua)及去應力處理
奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼不(bu)能用熱處理(li)方法強(qiang)化(hua)，但可(ke)以(yi)通過冷(leng)加工變(bian)形得以(yi)強(qiang)化(hua)（冷(leng)作硬化(hua)、形變(bian)強(qiang)化(hua)），會使(shi)強(qiang)度(du)提高、塑性下降(jiang)。
1. 奧氏體不銹鋼(gang)冷(leng)加工強化的理論基礎和影響因(yin)素
奧氏體不銹鋼冷變形強化的理論和效果與馬氏體不銹鋼及其他(ta)金屬(shu)相比，有其特殊性。
按一(yi)般的冷變形強化理論，許多金(jin)屬(shu)材料在冷加工變形過(guo)程中，會由于晶體(ti)產生缺陷、點陣(zhen)畸(ji)變、位(wei)錯、亞結構等使晶體(ti)滑移(yi)受到阻力(li)，從而使金(jin)屬(shu)得(de)到強化。
奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼在冷加工變(bian)形過(guo)程中(zhong)，除(chu)了(le)產(chan)生如同其他金屬材(cai)料(liao)的冷加工強化現(xian)象外(wai)，還(huan)會因在形變(bian)過(guo)程中(zhong)，有部分(fen)穩定(ding)性差(cha)的奧氏(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)成為馬氏(shi)(shi)體(ti)，而增加了(le)奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的強化效果。
如前所述，奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)由于(yu)(yu)(yu)Ms點(dian)低于(yu)(yu)(yu)室溫(wen)(wen)(wen)，一(yi)般(ban)情況下，其(qi)室溫(wen)(wen)(wen)組(zu)織(zhi)為(wei)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)，不(bu)(bu)會發(fa)(fa)生向(xiang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)轉(zhuan)變(bian)過程。但(dan)是，受合(he)金元素(su)的(de)(de)影(ying)(ying)響，奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)穩定程度(du)有所不(bu)(bu)同，有的(de)(de)很(hen)穩定，有的(de)(de)是相對(dui)不(bu)(bu)穩定的(de)(de)，稱其(qi)為(wei)亞(ya)穩定奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)。穩定性強(qiang)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)在(zai)接受冷(leng)加(jia)工變(bian)形(xing)時(shi)，仍保持奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，而(er)穩定性差(cha)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)在(zai)冷(leng)加(jia)工變(bian)形(xing)過程中，會有一(yi)部分(fen)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)發(fa)(fa)生向(xiang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)轉(zhuan)變(bian)。這個由于(yu)(yu)(yu)冷(leng)加(jia)工變(bian)形(xing)引起亞(ya)穩定奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)向(xiang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)的(de)(de)開始溫(wen)(wen)(wen)度(du)記(ji)Md,一(yi)些研究表明，Md高于(yu)(yu)(yu)Ms170~350℃,在(zai)室溫(wen)(wen)(wen)以上(shang)。Md點(dian)越高，說明奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)向(xiang)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)越容易發(fa)(fa)生。影(ying)(ying)響Md點(dian)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，或(huo)者(zhe)說影(ying)(ying)響奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)冷(leng)加(jia)工變(bian)形(xing)強(qiang)化的(de)(de)因素(su)很(hen)多，如鋼(gang)的(de)(de)化學成分(fen)、冷(leng)加(jia)工變(bian)形(xing)度(du)、冷(leng)加(jia)工變(bian)形(xing)溫(wen)(wen)(wen)度(du)等(deng)。下面重點(dian)說明化學成分(fen)和(he)冷(leng)加(jia)工變(bian)形(xing)度(du)的(de)(de)影(ying)(ying)響效果。
a. 化學成分的影(ying)響
合金元素對奧氏體不銹鋼冷加工變形強化(hua)的(de)(de)影響是復雜的(de)(de)，綜合各(ge)方面(mian)的(de)(de)研究報道(dao)，基本觀點如下(xia)：
①. 對屈服強度的影響
奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)冷變(bian)形過程中，在發生屈(qu)服前，由于冷變(bian)形量(liang)不大(da)，不至(zhi)于引起大(da)量(liang)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)向馬氏(shi)體(ti)的(de)轉變(bian)，此時(shi)，強(qiang)化(hua)效果主要是原來固溶于奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)中的(de)合金元素(su)的(de)固溶強(qiang)化(hua)作用(yong)結果，所以(yi)，填(tian)隙型(xing)合金元素(su)，如碳、氮等作用(yong)較大(da)，亦(yi)即含碳、氮較多的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)的(de)屈(qu)服強(qiang)度較高。
②. 對破斷（抗(kang)拉）強(qiang)度的影響
奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼在冷變(bian)形發(fa)生(sheng)屈服后(hou)，變(bian)形量較大，強(qiang)(qiang)化效(xiao)果明顯了，此階段影響奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)穩(wen)定性的(de)因素(su)起主導作(zuo)用，即降低(di)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)穩(wen)定性的(de)合(he)金元素(su)影響較大，如硅、鉬、鉻增加(jia)冷變(bian)形強(qiang)(qiang)化效(xiao)果、提高抗拉強(qiang)(qiang)度，而鎳、銅(tong)則(ze)減小冷變(bian)形強(qiang)(qiang)化的(de)效(xiao)果，降低(di)抗拉強(qiang)(qiang)度。
實際上，合金元素對奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)冷(leng)(leng)加(jia)(jia)工(gong)變(bian)(bian)形的(de)強(qiang)化(hua)(hua)作(zuo)(zuo)用是復雜的(de)，以碳為例，碳既有(you)對奧氏(shi)體(ti)(ti)固溶強(qiang)化(hua)(hua)，從而(er)提高奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)冷(leng)(leng)加(jia)(jia)工(gong)變(bian)(bian)形強(qiang)化(hua)(hua)的(de)作(zuo)(zuo)用，也有(you)穩定奧氏(shi)體(ti)(ti)，使奧氏(shi)體(ti)(ti)向馬氏(shi)體(ti)(ti)轉變(bian)(bian)發生困難，從而(er)降低奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)冷(leng)(leng)加(jia)(jia)工(gong)變(bian)(bian)形強(qiang)化(hua)(hua)的(de)作(zuo)(zuo)用。而(er)且，還會依碳含量的(de)不同，作(zuo)(zuo)用程度也不同。圖(tu)3-5顯示了碳對兩(liang)種奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)冷(leng)(leng)加(jia)(jia)工(gong)強(qiang)化(hua)(hua)的(de)影響(xiang)效(xiao)果。
鉻和鎳的(de)作用(yong)見圖 3-20 。
從圖(tu)3-20可見，當(dang)鉻(ge)量相同(tong)時(shi)，鎳(nie)的硬化效果(guo)隨(sui)其含量的增加而減小，這(zhe)是由于(yu)鎳(nie)穩(wen)定(ding)了(le)奧氏(shi)(shi)體(ti)，影響了(le)奧氏(shi)(shi)體(ti)向馬氏(shi)(shi)體(ti)轉變的結(jie)(jie)果(guo)。圖(tu)3-5含鉻(ge)相同(tong)而含鎳(nie)不同(tong)的兩條曲(qu)線(xian)也(ye)驗證了(le)這(zhe)個結(jie)(jie)論。
在鎳≤12%的(de)(de)(de)范(fan)圍內，當鎳含量(liang)相同(tong)(tong)時(shi)，鉻(ge)的(de)(de)(de)硬化效(xiao)果隨鉻(ge)含量(liang)的(de)(de)(de)增加(jia)而減小(xiao)，這是因為鉻(ge)的(de)(de)(de)增加(jia)會使組(zu)織中(zhong)產生(sheng)δ鐵(tie)素(su)體，從(cong)而使可向馬氏(shi)體轉(zhuan)變(bian)的(de)(de)(de)奧氏(shi)體比(bi)例減少。同(tong)(tong)時(shi)，鉻(ge)作為合金(jin)元(yuan)素(su)，對奧氏(shi)體的(de)(de)(de)轉(zhuan)變(bian)點Md也(ye)產生(sheng)一定的(de)(de)(de)降低作用，減弱了發(fa)生(sheng)轉(zhuan)變(bian)的(de)(de)(de)可能性。
在鎳≥14%的范圍內，鉻對(dui)硬化效果(guo)的作用(yong)不明顯了，這可能是因為此(ci)時的奧氏(shi)體(ti)已經很穩定了，冷加(jia)工變(bian)形已不再使(shi)奧氏(shi)體(ti)發生向馬氏(shi)體(ti)轉變(bian)，鉻只起到(dao)固(gu)溶強化的作用(yong)，隨鉻含量的增加(jia)，硬化效果(guo)也略有增加(jia)。
b. 冷加(jia)工變形度的影響
奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)變(bian)形(xing)強(qiang)化(hua)的(de)效(xiao)果(guo)與冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)變(bian)形(xing)度(du)(du)(du)有(you)較(jiao)大的(de)關系。一般規律是隨冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)變(bian)形(xing)度(du)(du)(du)的(de)增加(jia)，強(qiang)化(hua)效(xiao)果(guo)增大，即屈(qu)服強(qiang)度(du)(du)(du)、抗拉強(qiang)度(du)(du)(du)提(ti)高(gao)(gao)，而(er)且(qie)屈(qu)強(qiang)比(bi)也顯著提(ti)高(gao)(gao)，有(you)文獻報道(dao)，固溶(rong)狀態奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼屈(qu)強(qiang)比(bi)一般為(wei)30%~45%;而(er)冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)變(bian)形(xing)強(qiang)化(hua)后(hou)，依變(bian)形(xing)度(du)(du)(du)不(bu)(bu)同(tong)，屈(qu)強(qiang)比(bi)最(zui)高(gao)(gao)可達85%~90%,這在多年的(de)生產實踐中也得(de)到(dao)了(le)證(zheng)明，奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)變(bian)形(xing)度(du)(du)(du)達到(dao)10%~12%時，屈(qu)強(qiang)比(bi)即可達到(dao)70%~75%.當然，隨著強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)增加(jia)，其(qi)塑(su)性(xing)和沖擊(ji)韌性(xing)將有(you)明顯的(de)降低(di)。圖3-21及表3-4均顯示出(chu)了(le)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼隨冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)變(bian)形(xing)度(du)(du)(du)的(de)增加(jia)對力學性(xing)能的(de)影響。
還有，隨著冷(leng)加(jia)工變(bian)形(xing)度(du)的增(zeng)(zeng)加(jia)，奧(ao)氏體不銹鋼的磁導(dao)率(lv)也(ye)明顯增(zeng)(zeng)加(jia)，這也(ye)說明，隨著冷(leng)加(jia)工變(bian)形(xing)度(du)的增(zeng)(zeng)加(jia)，奧(ao)氏體向馬(ma)氏體的轉(zhuan)變(bian)量增(zeng)(zeng)加(jia)了。
冷(leng)加工變形雖可使奧(ao)氏體不銹鋼強化，但(dan)需要對其進(jin)行大的冷(leng)加工變形，這對于截(jie)面(mian)較大或形狀復雜的零部件(jian)，在(zai)工藝上難(nan)以(yi)實現。
此外，由于冷加工變形后，鋼的(de)塑性、韌性指標下降，又因(yin)有較大的(de)應(ying)力，會在(zai)應(ying)力腐蝕(shi)環境中增加應(ying)力腐蝕(shi)的(de)敏感性，所以，在(zai)實(shi)際應(ying)用(yong)中受到一(yi)定的(de)限制。
2. 冷加工(gong)變(bian)形強化后的去應(ying)力處理
奧氏體不(bu)銹鋼或制品（彈簧，螺栓等）經冷加工變形強化后，存在較大的(de)加工應(ying)力(li)(li)(li)，這種應(ying)力(li)(li)(li)的(de)存在導致在應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)環境中使(shi)用(yong)時，增加了應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi)的(de)敏感性(xing)，影響(xiang)尺寸的(de)穩定性(xing)。為減(jian)小應(ying)力(li)(li)(li)，可(ke)采用(yong)去(qu)應(ying)力(li)(li)(li)處理（有的(de)叫應(ying)力(li)(li)(li)松(song)弛處理）。一(yi)般是加熱(re)到280~400℃保持2~3h后空冷或緩冷。去(qu)應(ying)力(li)(li)(li)處理不(bu)僅可(ke)減(jian)少制件的(de)應(ying)力(li)(li)(li)，還(huan)會在延伸(shen)率無大改變的(de)情(qing)況下，使(shi)硬度強度及彈性(xing)極限得到提高，見圖3-22和表3-5。
