耐腐蚀不锈钢铸件的热处理

耐腐蚀不锈钢铸件的热处理

    (1)马氏体耐腐蚀不锈铸钢

    马氏体耐腐蚀不锈铸钢含Crl3％，且含碳量较高，淬透性好，经适当热处理后，不仅

具有良好的综合力学性能，抗腐蚀性能也较好，故该钢种常以热处理状态供货。

    马氏体耐腐蚀不锈铸钢常用的调质处N-E艺，通常选用l000～1050。C水淬或空冷，然

后700～750。C调质。一般淬火后应立即回火，以防止因淬火组织应力而导致铸件开裂。调

质状态组织为索氏体和铁素体。图4．7为淬火温度对Crl3％马氏体耐蚀不锈铸钢脆性转变

温度的影响。表4．13为四种不同热处理规范对ZG Crl3铸钢力学性能的影响。表4．14为不

同回火温度下ZG Crl3铸钢的力学性能。表4．15为不同回火温度下ZG 4Crl3铸钢的力学

性能，由表可知，Crl3％铸钢在300  600。C会出现回火脆性，故应尽量避免在次脆性区回

火。表4．16为马氏体耐蚀不锈铸钢的热处理规范。

    含有少量镍、钼、硅等合金元素的高强度低碳马氏体不锈钢铸件，经正火回火处理后具

有良好的综合力学性能、焊接性能和抗磨损性能。广泛用于大型水轮机整铸或铸焊叶轮。其

通常选用的热处理规范为950～1050。C正火+600～670。C回火。对大型铸件如水轮机叶轮的

热处理规范，各参数(正火回火温度、保温时间及冷却速率)必须予以严格控制，才能得到

所规定的铸件性能要求。

    (2)铁素体不锈钢铸件的热处理

    铁素体不锈钢通常含Crl6％～30％，加热时无相变，不能借热处理来强化。所以对耐

腐蚀要求不高的铸件，可在铸态使用。如需改善耐腐蚀性能和机加工性能，可实行退火。为

避免脆性，退火温度不应低于549。C，也不能高于959。C，而且退火保温终了后应空冷或水

冷，不宜随炉冷却。

    铁素体不锈钢铸件退火热处理具有以下特点。

    ①高铬不锈钢铸件加热时易引起晶粒粗化而使铸件变脆，易产生晶问腐蚀，故应避免

过热。

    ②铁素体不锈钢铸件在850。C以上高温快冷时被敏化而产生晶间腐蚀。故铁素体不锈铸

钢的退火温度最好在850℃以下。

  ③铁素体不锈钢铸件特别是含Cr28％时，在加热到700～800。C会产生d相而发脆。因

此，退火后缓冷就易变脆。同时在370～540。C温度下加热也会产生脆性。

  (3)奥氏体不锈钢铸件的热处理

  奥氏体类不锈钢铸件的铸态是奥氏体+碳化物或奥氏体+铁素体两相组织。为了使钢具

有最佳的抗腐蚀性，一般该类铸钢件均需实行热处理。其热处理特点如下。

  1)固溶处理

  将铸件加热到l065～ll30。C，保温后淬入水、油或空气中，使碳化物完全溶解，得到

单相组织。

    固溶温度的选择取决于钢中的碳含量。含碳愈高，所需固溶温度也愈高。常用奥氏体不

锈铸钢的固溶处理规范见表4．17。

  奥氏体类不锈铸钢固溶处理的加热方式宜采用先低温预热，再快速加热到固溶温度的工

艺，以减少加热过程中铸钢件表面与心部的温差。其保温时间取决于铸钢件壁厚。一般按壁

厚每毫米保温2．5～3min计算，保证铸件各截面全部热透即可。

  固溶处理的冷却介质，可用水、油或空气，其中以水为常用。空气冷却仅使用于薄壁

铸件。

  对于不能或不适宜采用固溶处理的奥氏体不锈铸钢，也可采用870～980。C保温24～28h

后空冷的处理工艺，来改善钢的耐蚀性能。但此工艺对含碳量极低的不锈铸钢薄壁铸件或切

削加工后需进行焊接的焊铸件不适用。

  2)稳定化处理

  奥氏体不锈钢铸件(18—8型)虽经固溶处理后具有最佳的抗腐蚀性能，但当重新加热

到500～850℃或铸件在此温度使用时，则钢中碳化铬又会重新沿奥氏体晶界析出，导致钢

晶界腐蚀破坏或焊缝开裂缺陷。这种现象称为敏化。为了提高这类奥氏体不锈铸钢的抗晶界

腐蚀性能，一般添加钛、铌等合金元素，并在固溶处理后，再重新加热到850～930℃，快

冷。这样钛和铌的碳化物首先从奥氏体中析出，从而阻止了碳化铬的析出，改善了钢在上述

温度使用时的抗晶界腐蚀性能。

    (4)沉淀硬化不锈钢铸件的热处理

    沉淀硬化马氏体不锈钢一般含有形变硬化相的铜、铅、钼、钛等合金元素。这类元素在

奥氏体中有较大的溶解度，而在马氏体中则很小。因此，沉淀硬化马氏体不锈钢热处理首先

是进行固溶处理，使铸态析出的硬化相充分溶解。然后进行沉淀硬化处理，使二次硬化相析

出，达到提高不锈钢铸件的强度，并使之兼有良好耐腐蚀性能的目的。此外，固溶处理也会

改善铸钢件的切削加工性能。

    沉淀硬化不锈铸钢热处理的特点如下。

    ①固溶处理前，最好先缓慢预热到650。C，然后快速升温。铸件也可热炉装炉。表

4．18为不同壁厚铸件最高装炉温度。

    ②固溶温度一般为l020～1060℃，保温时间按每25ram壁厚lh计算。固溶温度不宜过

高，否则会因过热使钢的M。点降低，增加钢中残余奥氏体，降低铸件的强度。形状复杂的

铸件，可将固溶温度降低到927℃。

    ③为消除铸钢件中(特别是厚大件)存在的树枝状组织及成分偏析的不均匀性，最好

在固溶前进行高温均匀化处理。均匀化的温度为1000～1150℃，保温时间根据铸件壁厚

而定。

    ④时效处理  时效处理温度可根据铸件对强度、硬度和韧性的要求适当地选择。表

4．19所列为不同铸件性能要求的时效处理规范。

    ⑤为改善沉淀硬化不锈钢的力学性能，在固溶处理后采用700～810。C×2h空冷，再进

行620。C×4h空冷两阶段热处理，其切削性能亦有显著的改善。表4．20为ZGCrl7Ni4Cu2

冗淀硬化型不锈铸钢热处理规范及其性能。