摘要：通過對罐箱用超低碳奧氏體不銹鋼316的熱處理工藝試驗，研討了不同溫度和保溫時間對材料組織、常溫文高溫(130℃)力學(xué)功用及耐晶間腐蝕功用的影響規(guī)矩。效果標(biāo)明，跟著溫度的前進(jìn)和保溫時間的延伸，材料的晶粒變大，常溫文高溫強(qiáng)度方針得到前進(jìn)，而塑性減小。耐晶間腐蝕功用在本試驗的各種參數(shù)條件下均體現(xiàn)合格，闡明碳現(xiàn)已完全固溶于基體，負(fù)面影響根本消除。

316l歸于超低碳奧氏體不銹鋼，具有出色的強(qiáng)度、塑性、耐性和冷成型功用以及出色的低溫功用。由于在304的基礎(chǔ)上參與了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的mo，賦予了此鋼出色的耐還原性介質(zhì)和耐點(diǎn)腐蝕才能。它是制造合成纖維、石油化工、紡織、化肥、造紙、印染及原子能工業(yè)用設(shè)備的重要耐蝕材料[1]。

罐式集裝箱是一種國際規(guī)范集裝箱外部結(jié)構(gòu)的不銹鋼容器，被廣泛地應(yīng)用在各種化工液體物資運(yùn)送與儲存中[2]。罐箱用的316l是在傳統(tǒng)316l不銹鋼的基礎(chǔ)上針對罐箱工作對材料的特殊要求(見表1)而開宣告的一種特種不銹鋼。它除具有一般316l優(yōu)異的耐腐蝕功用外，由于其碳及氮含量較一般316l高，然后增強(qiáng)了固溶強(qiáng)化的作用，因此具有更高的強(qiáng)度。

但由于該鋼種歸于超低碳不銹鋼，碳及氮的參與量終究有限，因此約束了其固溶強(qiáng)化作用。為滿足罐箱工作對材料常溫及高溫(130℃)強(qiáng)度的要求，研討超低碳不銹鋼制品熱處理工藝對其組織及功用的影響規(guī)矩，并在此基礎(chǔ)上通過合理的工藝處理使該不銹鋼具有高強(qiáng)度、優(yōu)異的塑性及耐蝕性的出色協(xié)作。

本文選用罐箱用316l不銹鋼作為試驗材料，研討了不同固溶溫度、保溫時間等工藝參數(shù)對該鋼的組織、力學(xué)功用和耐晶間腐蝕功用的影響規(guī)矩，為實踐出產(chǎn)時制品熱處理工藝的擬定供應(yīng)了根據(jù)。

1試驗材料和方法

1.1試驗材料

試驗材料為山西太鋼不銹鋼股份有限公司出產(chǎn)的罐箱用316l不銹鋼冷軋板，其化學(xué)成分見表2。試樣厚度為4.4mm，其出產(chǎn)工藝為：aod鍛煉→修磨→熱軋→材料退火→冷軋。試樣經(jīng)不同工藝熱處理，之后對其進(jìn)行精加工并結(jié)束各種功用檢測。

1.2試驗方法

對試樣分別進(jìn)行不同溫度及不一同刻的熱處理試驗，其工藝及試樣編號見下頁表3。熱處理結(jié)束之后分別選用表1中所列規(guī)范對材料進(jìn)行130℃高溫拉伸查驗、室溫拉伸查驗及晶間腐蝕檢測，其間晶間腐蝕的敏化原則為675℃，保溫1h，空冷。其他對部分試樣進(jìn)行了晶粒度評級和微觀組織查詢。

1.3試驗設(shè)備

固溶處理在箱式電阻爐(sx3-8-13)中進(jìn)行，在we- 30液壓壓力試驗機(jī)上進(jìn)行室溫拉力試驗，在cmt5105試驗機(jī)上進(jìn)行高溫拉伸檢測，并選用leicadmr金相顯微鏡進(jìn)行組織查詢。

2試驗效果及談?wù)?/p>

2.1不同工藝對鋼室溫文高溫力學(xué)功用的影響

圖1給出了不同退火工藝對鋼的室溫屈服強(qiáng)度rp0.2、抗拉強(qiáng)度rm及延伸率的影響。圖2給出了不同熱處理工藝對鋼的高溫屈服強(qiáng)度rp0.2及rp1.0的影響。效果標(biāo)明鋼的室溫及高溫強(qiáng)度(包括屈服強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度) 均跟著固溶溫度的前進(jìn)及保溫時間的延伸而下降，但室溫的延伸率則呈現(xiàn)相反的趨勢。

其他從圖2中還可以看出固溶溫度對材料功用的影響程度明顯大于保溫時間。

2.2不同工藝對鋼耐晶間腐蝕功用的影響

不同的工藝原則下該材料均未發(fā)生晶間腐蝕(見圖3)。為使該材料達(dá)較高的強(qiáng)度以滿足罐箱工作的要求，該材料在設(shè)計時前進(jìn)了碳與氮的含量，在出產(chǎn)時w(c)一般控制在0.18%~0.28%之間，處于規(guī)范要求的上限，然后使材料易發(fā)生晶間腐蝕。

但在本試驗條件下，并未呈現(xiàn)晶間腐蝕現(xiàn)象。碳化物在奧氏體不銹鋼中的固溶溫度一般為850℃左右[4]，即在此溫度以上時碳化物便完全溶解到奧氏體相中。其他，從該鋼種的tts(時間- 溫度 - 敏化)曲線(見圖4[3])中可以看出，在敏化溫度(675℃)保溫長達(dá)50h左右才會初步分出碳化物。因此，在本研討中所選用的溫度完全可以將c固溶于基體之中，并保證材料免于發(fā)生晶間腐蝕。

2.3不同工藝對鋼組織的影響

下頁圖5給出了經(jīng)不同工藝處理后材料的晶粒度及組織情況，從圖5可以看出隨固溶溫度的前進(jìn)及保溫時間的延伸，晶粒標(biāo)準(zhǔn)呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，一同δ鐵素體也被越來越多地溶解到奧氏體中。

2.4對316l的談?wù)?/p>

316l歸于典型的奧氏體不銹鋼，本文所運(yùn)用的冷軋板厚度為4.4mm，冷軋材料厚度為9.0mm，冷軋變形率為51%。冷軋后即退火前材料的原始組織為晶粒被拉長的奧氏體，其間還含有由于冷變形而構(gòu)成的一定量的馬氏體。

在本研討中，所選用的是固溶熱處理，即將材料加熱到固溶溫度，然后使碳化物、δ鐵素體及冷加工構(gòu)成的馬氏體悉數(shù)溶入并轉(zhuǎn)變成為奧氏體組織，以前進(jìn)材料的耐腐蝕功用。其他，在加熱保溫的一同，冷變形組織也履歷了回復(fù)及再結(jié)晶。該鋼種的再結(jié)晶溫度約為750℃，跟著溫度的繼續(xù)前進(jìn)，結(jié)束了再結(jié)晶的組織將履歷晶粒長大的進(jìn)程。

為滿足罐箱工作對材料高強(qiáng)度及高塑性的要求，應(yīng)合理控制材料的晶粒長大進(jìn)程，從以上的效果來看，材料的晶粒度抵達(dá)9.5~10級左右時，即可完全滿足功用要求。而在熱處理進(jìn)程中，在再結(jié)晶結(jié)束后的晶粒長大階段，晶粒的長大是通過晶界的搬家進(jìn)行的，是大晶粒吞并小晶粒的進(jìn)程，而跟著保溫溫度的前進(jìn)，晶界更易搬家，然后使晶粒更易粗化。而保溫時間與晶粒標(biāo)準(zhǔn)則成拋物線聯(lián)系[3]，即晶粒標(biāo)準(zhǔn)在初始保溫時間內(nèi)長大較快，之后長大趨勢減緩。因此，為得到較小的晶粒標(biāo)準(zhǔn)，從以上的試驗效果來看，在實踐退火進(jìn)程中應(yīng)選擇保溫溫度為950~1000℃，保溫時間為6.6~8.8min的工藝。

3結(jié)論

通過對罐箱用316l不銹鋼進(jìn)行不同的熱處理工藝試驗，研討了各保溫溫度及保溫時間對材料組織及功用的影響，得到如下結(jié)論：

1) 跟著固溶溫度的前進(jìn)及保溫時間的延伸，罐箱用316l不銹鋼的晶粒變大，室溫及高溫力學(xué)功用下降，塑性前進(jìn)。

2)在本試驗的條件下材料的晶間腐蝕功用均可滿足罐箱工作的要求。

3) 固溶溫度比保溫時間對罐箱用316l不銹鋼的力學(xué)功用和組織影響愈加明顯。

4)根據(jù)本試驗的效果，在實踐退火進(jìn)程中應(yīng)選擇保溫溫度為950~1000℃，保溫時間為6.6~8.8min的工