不锈钢锻件的热处理工艺旨在优化其力学性能、耐腐蚀性和组织结构,具体工艺需根据不锈钢类型(如马氏体、奥氏体、双相或沉淀硬化型)及最终用途进行调整。以下是常见不锈钢锻件的热处理工艺要点:
1. 马氏体不锈钢(如410、420、431)
特点:可通过热处理强化,但耐蚀性相对较低。
典型工艺:
退火:
温度:830~900℃(完全退火)或700~750℃(亚临界退火)。
冷却:炉冷至600℃后空冷,避免碳化物析出。
淬火:
温度:950~1050℃(依具体牌号调整),保温后油淬或空冷。
回火:
低温回火(150~370℃):保持硬度,减少应力。
高温回火(540~700℃):提高韧性,降低硬度。
注意:需避免回火脆性(某些牌号在400~600℃回火时需快冷)。
2. 奥氏体不锈钢(如304、316)
特点:不能通过热处理强化,通常采用固溶处理消除加工硬化或析出碳化物。
典型工艺:
固溶处理:
温度:1010~1150℃,保温后快速水冷(防止碳化物析出)。
稳定化处理(含Ti/Nb的321、347):
温度:850~930℃,保温后空冷,使碳化钛/铌优先析出,避免晶间腐蚀。
去应力退火:
温度:300~450℃,消除冷加工或焊接应力,避免敏化。
3. 双相不锈钢(如2205、2507)
特点:需平衡奥氏体与铁素体相比例(通常约50:50)。
典型工艺:
固溶处理:
温度:1020~1100℃,水冷或快冷,避免σ相或碳氮化物析出。
注意事项:
避免在600~900℃长时间停留,防止脆性相析出。
4. 沉淀硬化不锈钢锻件(如17-4PH、15-5PH)
特点:通过时效处理析出强化相。
典型工艺:
固溶处理:
温度:1040~1060℃,空冷或油冷。
调整处理(可选):
温度:950℃左右,调整马氏体转变点(Ms)。
时效处理:
温度:480~620℃(依牌号调整),保温1~4小时,空冷。
例如:17-4PH常用H900时效(900°F/482℃,1小时)。
通用注意事项
加热保护:
采用真空炉或保护气氛(如氩气)防止氧化;若在空气炉中加热,需后续酸洗或机加工去除氧化皮。
温度均匀性:
锻件尺寸较大时需延长保温时间,确保心部温度均匀。
冷却控制:
奥氏体不锈钢需快速冷却(水淬),马氏体不锈钢锻件需避免淬火开裂。
后续处理:
必要时进行喷丸、抛光或钝化以提升耐蚀性。
示例工艺(17-4PH锻件)
固溶处理:1050℃×1h,空冷。
深冷处理(可选):-73℃×2h,促进马氏体转变。
时效:480℃×4h,空冷→硬度可达HRC 40~45。
根据具体材料标准和服役要求,建议参考AMS 2759、ASTM A484等规范,或咨询材料供应商进行工艺优化。
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