常存雜質元素對鋼材性能的影響

常存雜質元素對鋼材性能的影響普通碳素鋼除含碳以外，還含少量錳(Mn)、硅(si)、硫(5)、確(P)等元素。這些元素并非為改善鋼材質量有意加入的，而是由礦石及冶煉過程中帶入的．故稱為雜質元素?，F討論這些雜質對鋼性能的影響。硫的影響硫是煉鋼時由礦石與燃料焦炭帶到鋼中來的雜質。它是鋼中的一種有害元素。硫以硫化鐵(FeS)的形態(tài)存在于鋼中。Fes和Fe形成低熔點(985°C)化合物。鋼材的熱加工溫度-般在1150-1200°C以亡，故當鋼材熱加工時．由于FeS化合物的過早熔化而導致工件開裂，這種現象稱為熱脆。含硫量愈高，熱脆現象愈嚴重，故必須對鋼中含硫雖進行控制。高級優(yōu)質鋼；SW0.02~0.03%，優(yōu)質鋼：sW0.003%~0.045%；普通鋼:SW0.055%~0.7%以下。壓力容器專用鋼材的磷含量(熔煉分析，下同)不應大于0.030％，硫含量不應大于0.020％。鉻不銹鋼在鉻不銹鋼中．起耐腐蝕作用的主要元素是鉻。鉻能在氧化性介質中生成一層穩(wěn)定而致密的氧化膜，對鋼材起保護作用、因而具耐蝕件。然而其耐蝕性的強弱取決于鋼中的含碳量和含鉻量。理論與實踐研究證明，當含鉻量大于11.7％時，鋼的耐蝕性會有顯著提高，而且含鉻量愈多，耐蝕性愈好。由于鋼中存在碳元素?碳能與鉻形成鉻的碳化物(如Cr23C6等)，因而消耗了鉻，致使鋼中的有效鉻含量減少?使鋼的耐蝕性降低．故不銹納中的含碳量都是較低的。為了確保不銹鋼具有耐腐蝕性能，實際應用的不銹鋼，其平均含鉻量都在13%以上。常用的鉻不銹鋼有Icrl3、2crl3、0Crl3、ocrl7Ti等。Ti:加入Ti能提高抗高溫高壓H2-N2-NH3腐蝕的能力，與其它元素配合使用能提高鋼抗大氣、海水及H2S腐蝕能力。Nb：一般與其它元素配合使用，籍以提高鋼抗大氣、海水、H2S及高溫高壓H2-N2-NH3腐蝕能力。Mo：能提高鋼的強度和高溫強度(熱強性和蠕變強度)，防止鋼的回火脆性，能提高鋼抗H2S，NH3,CO,H2O,高溫高壓H2和弱還原酸腐蝕的能力。它與Cu,Cr配合，能提高抗大氣腐蝕性能。Mn:主要的強化元素，可熔入鐵素體中，也可細化珠光體組織使其強化，提高鋼的強度。Mn降低鋼的抗腐蝕能力。在鋼鐵常規(guī)范圍內Mn對鋼的性能無顯著影響。鈦和鈮還有防止晶間腐蝕的功能，但不宜過量。鈦和鈮不僅是鐵素體形成元素，而且由于吸收了奧氏體中固溶的碳、氮形成穩(wěn)定化合物造成的成分變化，均降低了奧氏體的穩(wěn)定性，促使鐵素體形成。含鈦鋼的表面質量差，鈮高易增加焊接裂紋傾向。不銹鋼水壓試驗時氯離子必須控制在25mg/L內，但如果設備物料中有有CL-,且三25mg/L，改如何處理，選用什么材質？是對不銹鋼進行熱處理嗎？16MnR低碳鋼即可，不銹鋼對Cl離子不管用。首先，消應力的熱處理是沒有必要的?？刹捎?，降低物料的cl含量的辦法；或減少cl聚集---拋光的辦法解決。雙相鋼不是復合鋼板，雙相不銹鋼的固溶組織中鐵素體和奧氏體相約各占一半，一般較少相的含量最少也需要達到30%。雙相不銹鋼綜合了奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點，把奧氏體不銹鋼的優(yōu)良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼的高強度和耐氯化物應力腐蝕性能結合到一起。雙相不銹鋼在低應力下有良好的耐氯化物應力腐蝕性能，可取代在此介質條件下易發(fā)生應力腐蝕破裂的奧氏體不銹鋼18-8型，可焊性好，焊后不須熱處理。由于目前我國雙相鋼的使用量相對較小，導致生產量不大，所以它的生產成本高。但隨著我國推廣雙相鋼的應用，它的成本也會逐漸下降。國內雙相不銹鋼生產批量及應用量最大的是2205型。雙相不銹鋼廣義為其組織主要由奧氏體相、鐵素體相和馬氏體相中任何兩相所組成的不銹鋼，通常所說的雙相不銹鋼是指奧氏體——鐵素體雙相不銹鋼。它在一定程度上兼有奧氏體和鐵素體的雙相特性。奧氏體相的存在，降低了高鉻鐵素體不銹鋼的脆性，防止了晶粒長大傾向，提高了韌性和可焊性；鐵素體相的存在，提高了奧氏體不銹鋼的室溫強度、尤其是屈服強度和導熱系數，降低線膨脹系數和焊接熱裂紋傾向，同時大大提高鋼的耐晶間腐蝕、抗氯化物應力腐蝕和腐蝕疲勞等性能。雙相不銹鋼并不一定兩相成分相同，分鐵素體基和奧氏體基兩種。316L是超低碳不銹鋼，相當于國內的00Crl7Nil4Mo2。由于碳含量的降低，能起到保護Cr的目的。氯離子對不銹鋼引起應力腐蝕的條件有兩個：一個是介質中存在濃度高的氯離子；一個是不銹鋼中存在應力。針對第一個條件，可采取降低介質中氯離子的辦法。而對于鋼材在制造、加工中產生的應力，一般在設備使用前都要進行去應力的熱處理。若是在使用時鋼材產生了內應力，而介質中也存在著濃度高的氯離子，那么鋼材發(fā)生應力腐蝕的機會就非常大。PS：雙相不銹鋼指的不是復合鋼板，而是指鋼材存在兩相金屬：鐵素體、奧氏體或馬氏體金屬。根據設備工況條件可適當選用，而不是無論什么工況都要用上用途非常廣泛的奧氏體不銹鋼，要是這樣的話，設備成本就會大大增加。還原一個重要的腐蝕因素就是氧濃度，只有達到一定的氧濃度，應力腐蝕才可能產生奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕奧氏作不銹鋼在450?850°C保溫或緩慢冷卻時，會出現晶問腐蝕。合碳量越高，晶間蝕傾向性越大。此外，在焊接件的熱影響區(qū)也會出現晶間腐蝕。這是由于在晶界上析出富Cr的Cr23C6。使其周圍基體產生貧鉻區(qū)，從而形成腐蝕原電池而造成的。這種晶間腐蝕現象在前面提到的鐵素體不銹鋼中也是存在的。工程上常采用以下幾種方法防止晶間腐蝕：（1）降低鋼中的碳量，使鋼中合碳量低于平衡狀態(tài)下在奧氏體內的飽和溶解度，即從根本上解決了鉻的碳化物（Cr23C6）在晶界上析出的問題。通常鋼中合碳量降至0.03%以下即可滿足抗晶間腐蝕性能的要求。（2）加入Ti、Nb等能形成穩(wěn)定碳化物（TiC或NbC）的元素，避免在晶界上析出Cr23C6，即可防上奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕。（3）通過調整鋼中奧氏體形成元素與鐵素體形成元素的比例，使其具有奧氏體+鐵索體雙相組織，其中鐵素體占5%一12%。這種雙相組織不易產生晶間腐蝕。（4）采用適當熱處理工藝，可以防止晶間腐蝕，獲得最佳的耐蝕性。奧氏體不銹鋼的應力腐蝕應力（主要是拉應力）與腐蝕的綜合作用所引起的開裂稱為應力腐蝕開裂，簡稱SCC（StressCrackCorrosion）。奧氏體不銹鋼容易在含氯離子的腐蝕介質中產生應力腐蝕。當合Ni量達到8%—10%時，奧氏體不銹鋼應力腐蝕傾向性最大，繼續(xù)增加含Ni量至45%?50%應力腐蝕傾向逐漸減小，直至消失。防止奧氏體不銹鋼應力腐蝕的最主要途徑是加入Si2%?4%并從冶煉上將N含量控制在0.04%以下。此外還應盡量減少P、Sb、Bi、As等雜質的含量。另外可選用A-F雙用鋼，它在Cl-和OH-介質中對應力腐蝕不敏感。當初始的微細裂紋遇到鐵素體相后不再繼續(xù)擴展，體素體含量應在6%左右。3.奧氏作不銹鋼的形變強化單相的奧氏體不銹鋼具有良好的冷變形性能，可以冷拔成很細的鋼絲，冷軋成很薄的鋼帶或鋼管。經過大量變形后，鋼的強度大力提高，尤其是在零下溫區(qū)軋制時效果更為顯著?？估瓘姸瓤蛇_2000MPa以上。這是因為除了冷作硬化效果外，還疊加了形變誘發(fā)M轉變。奧氏作不銹鋼經形變強化后可用來制造不銹彈簧、鐘表發(fā)條、航空結構中的鋼絲繩等。形變后若需焊接，則只能采用點焊工藝、形變使應力腐蝕傾向性增加。并因部分y->m轉變而產生鐵磁性，在使用時（如儀表零件中）應予以考慮。再結晶溫度隨形變量而改變，當形變量為60%時，其再結晶溫度降為650°C冷變形奧氏體不銹鋼再結晶退火溫度為850?1050C,850°C則需保溫3h,1050°C時透燒即可，然后水冷。4.奧氏作不銹鋼的熱處理奧氏體不銹鋼常用的熱處理工藝有：固溶處理、穩(wěn)定化處理和去應力處理等。（1）固溶處理。將鋼加熱到1050?1150C后水淬，主要目的是使碳化物溶于奧氏體中，并將此狀態(tài)保留到室溫，這樣鋼的耐蝕性會有很大改善。如上所述，為了防止晶問腐蝕，通常采用固溶化處理，使Cr23C6溶于奧氏體中，然后快速冷卻。對于薄壁件可采用空冷，一般情況采用水冷。（2）穩(wěn)定化處理。一般是在固溶處理后進行，常用于含Ti、Nb的18-8鋼，固處理后，將鋼加熱到850?880C保溫后空冷，此時Cr的碳化物完全溶解，脫而鈦的碳化物不完全溶解，且在冷卻過程中充分析出，使碳不可能再形成格的碳化物，因而有效地消除了晶間腐蝕。（3）去應力處理。去應力處理是消除鋼在冷加工或焊接后的殘余應力的熱處理工藝一般加熱到300?350°C回火。對于不含穩(wěn)定化元素Ti、Nb的鋼，加熱溫度不超過450t，以免析出鉻的碳化物而引起晶間腐蝕。對于超低碳和合Ti、Nb不銹鋼的冷加工件和焊接件，需在500?950C,加熱，然后緩冷，消除應力（消除焊接應力取上限溫度），可以減輕晶間腐蝕傾向并提高鋼的應力腐蝕抗力。四、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼在奧氏作不銹鋼的基礎上，適當增加Cr含量并減少Ni含量，并與回溶化處理相配合，可獲得具有奧氏體和鐵素體的雙相組織（含40?60%。-鐵素體）的不銹鋼，典型鋼號有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、OCr21Ni6Mo2Ti等。雙相不銹鋼與里氏體不銹鋼相比有較好的焊接性，焊后不需熱處理，而且其晶間腐蝕、應力腐蝕傾向性也較小。但由于含Cr量高，易形成o相，使用時應加以注意。液氨儲罐設計壓力\溫度\腐蝕裕量\如何確定,其液氨為中度危害,還是高度.應力腐蝕又是怎么回事?液氨為中度危害應力腐蝕是拉應力與腐蝕介質聯合作用而引起的低應力脆性斷裂稱為應力腐蝕。涉及選材等問題可參閱容規(guī)130頁；液氨應力腐蝕環(huán)境的確定：a，介質為液態(tài)氨，含水量不高（不小于0.2%），且可能受到空氣（氧氣或者二氧化碳）污染的場合；b,使用溫度高于零下5度;中度危害,技術要求中應有"焊后熱處理及焊縫硬度要求"材料可為20R或16MnR，腐蝕裕量2mm,就是制作完畢后進行整體熱處理。氫脆：鋼材中的氫會使材料的力學性能脆化，這種現象稱為氫脆。鋼中氫的來源主要為下列三個方面：冶煉過程中溶解在鋼水中的氫，在結晶冷凝時沒有能即時逸出而存留在鋼材中；焊接過程中由于水分或油污在高弧高溫下分解出的氫溶解入鋼材中；設備運行過程中，工作介質中的氫進入鋼材中。當鋼中存在氫而應力大于某一臨界值時，就會發(fā)生氫脆斷裂。氫對鋼材的脆化過程是一個微觀裂紋在高應力作用下的擴展過程。脆斷應力可低達屈服極限的20%。鋼材的強度愈高（所承受的應力愈大），對氫脆愈敏感。容器中的應力水平，包括工作應力及殘余應力是導致氫脆很重要的因素。氫脆是一種延遲斷裂，斷裂遲延的時間可以僅幾分鐘，也可能幾天。氫脆斷裂只發(fā)生在-100~150°C的溫度范圍內，很低的溫度不利于氫的移動和聚集，不易發(fā)生氫脆，而較高的溫度可以使氫從鋼中逸出，減少鋼中的氫濃度，從而避免脆化。焊后保溫及熱處理就是利用高溫下氫能從鋼中擴散逸出的原理，用來降低焊縫中氫含量，它是改善焊接接頭力學性能的有效措施。氫對鋼鐵材料的危害性較大，由于氫而導致材質劣化的現象統(tǒng)稱為氫損傷，氫損傷的形式有很多種，除了氫脆以外，還有因氫在鋼板分層處聚集引起的氫鼓泡；氫在鋼材中心部位聚集造成的細微裂紋群，稱為白點；以及鋼在高溫高壓氫作用下，（對碳鋼，溫度大于250C，氫分壓大于2MPa）,其組織發(fā)生脫碳，滲碳體分解，沿晶界出現大量微裂紋，鋼的強度、韌性喪失殆盡的氫腐蝕現象等。2．苛性脆化苛性脆化是由于介質內具有含量很高的苛性鈉（NaOH）促使鋼材腐蝕加劇而引起的脆化現象。其破壞形式是在肉眼看到的主裂紋上有大量肉眼看不到的分枝細裂紋。元件發(fā)生苛性脆化時，裂紋附近的鋼材仍具有良好的塑性及脆性性能?？列源嗷话愣及l(fā)生在受壓元件的鉚接及脹接處。3．應力腐蝕脆性斷裂由拉應力與腐蝕介質聯合作用而引起的低應力脆性斷裂稱為應力腐蝕。不論是塑性材料還是脆性材料都可能發(fā)生應力腐蝕，它與單純的由應力造成的破壞或由腐蝕引的破壞不同，在一定的條件下在很低的應力水平或腐蝕性很弱的介質中，也能引起應力腐蝕。應力腐蝕所引起的破壞在事先往往沒有明顯的變形預兆，突然發(fā)生脆性斷裂，故它的危害性很大。應力腐蝕的速度一般在10-3mm/h的范圍內，大于通常的腐蝕速度(10-4mm/h),比單純由應力產生的斷裂速度較小些。應力腐蝕只有在特定條件下才會發(fā)生：、元件承受拉應力的作用。拉應力可由外界因素產生，也可由加工過程中產生。一般來說，只需具有很小的拉應力即可能引起應力腐蝕。，、具有與材料種類相匹配的特定腐蝕介質環(huán)境。每種材料只在某些介質中才會發(fā)生應力腐蝕，而在另一些介質中不發(fā)生應力腐蝕。例如普通鋼材會發(fā)生應力腐蝕的介質為：氫氧化物溶液、含有硝酸鹽、碳酸鹽、氰酸鹽或硫化氫的水溶液、海水、硫酸--硝酸混合液、液氨等。奧氏體不銹鋼會發(fā)生應力腐蝕的介質為：酸性及中性的氯化物溶液、海水、熱的氟化物溶液及氫氧化物溶液等。碳鋼和低合金鋼焊制的壓力容器最常見的應力腐蝕環(huán)境包括：濕H2S環(huán)境，液氨環(huán)境以及NaOH溶液。而奧氏體不銹鋼壓力容器最常見的應力腐蝕是氯離子引起的。、材料應力腐蝕的敏感性對鋼材來說，應力腐蝕的敏感性與鋼材成分、組織及熱處理等情況有關。GB151標準中換熱器殼體最小厚度由以下因素決定1、換熱器殼體最小厚度的確定主要是考慮使殼題具有足夠的剛性，減小變形，以利于管板和管束的安裝。尤其是浮頭式和U形管式換熱器的殼體，因為無管板的自持作用又需要拆卸，故保證一定的厚度更有必要。2、對疊摞狀態(tài)使用的臥式換熱器，其鞍座及接管都會對殼程圓筒產生較大的局部應力。，為此也許適當增加殼體的最小厚度。3、適當增大殼程圓筒的最小厚度，也有利于對管程設計壓力較高的換熱器在殼程進行管接頭的泄漏試驗。當壓力-0.1〈P〈0.6,且介質無毒無腐蝕時可選PL型法蘭當壓力P<1.6時且為低于中度危害時可選用SO型法蘭介質為中度危害以上或易燃易爆時選用WN型法蘭當屬于1,2時壓力等級高于設計壓力；屬于3時，壓力等級要1.6MPa級以上.屬于標準規(guī)定的壓力等到級相應的標準規(guī)定選取.屬于1,2條時,緊固件螺栓,螺母以及螺柱一般可選用商品級；屬于3條時,則用螺柱且要高強度組合設備法蘭緊固件用螺柱,設備內部用緊固件一般用不銹鋼材料屬于1,2條時,可根據介質情況選用非金屬墊片；屬于3條時,選用金屬纏繞墊”7.設備法蘭緊固件用螺柱,設備內部用緊固件一般用不銹鋼材料。8.屬于1,2條時,可根據介質情況選用非金屬墊片;屬于3條時,選用金屬纏繞墊一般選用PL法蘭，無特殊要求時介質為易燃易爆時一般選用SO型法蘭介質為高度危害時一般選用WN型法蘭設備法蘭緊固件用螺柱,設備內部用緊固件一般用不銹鋼材料，這個要看介質，如果純碳鋼設備也用不銹鋼的話，好是好，但不經濟設備法蘭緊固件用螺柱，這個不一定，小設備有的也用螺栓熱處理的一些知識熱處理殘余力是指工件經熱處理后最終殘存下來的應力,對工件的形狀,&127;尺寸和性能都有極為重要的影響。當它超過材料的屈服強度時,&127;便引起工件的變形,超過材料的強度極限時就會使工件開裂,這是它有害的一面,應當減少和消除。但在一定條件下控制應力使之合理分布,就可以提高零件的機械性能和使用壽命,變有害為有利。分析鋼在熱處理過程中應力的分布和變化規(guī)律,使之合理分布對提高產品質量有著深遠的實際意義。例如關于表層殘余壓應力的合理分布對零件使用壽命的影響問題已經引起了人們的廣泛重視。一、鋼的熱處理應力工件在加熱和冷卻過程中,由于表層和心部的冷卻速度和時間的不一致,形成溫差，就會導致體積膨脹和收縮不均而產生應力,即熱應力。在熱應力的作用下,由于表層開始溫度低于心部,收縮也大于心部而使心部受拉,當冷卻結束時，由于心部最后冷卻體積收縮不能自由進行而使表層受壓心部受拉。即在熱應力的作用下最終使工件表層受壓而心部受拉。這種現象受到冷卻速度,材料成分和熱處理工藝等因素的影響。當冷卻速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷卻過程中在熱應力作用下產生的不均勻塑性變形愈大,最后形成的殘余應力就愈大。另一方面鋼在熱處理過程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉變時,因比容的增大會伴隨工件體積的膨脹,&127;工件各部位先后相變，造成體積長大不一致而產生組織應力。組織應力變化的最終結果是表層受拉應力,心部受壓應力,恰好與熱應力相反。組織應力的大小與工件在馬氏體相變區(qū)的冷卻速度,形狀，材料的化學成分等因素有關。實踐證明,任何工件在熱處理過程中,&127;只要有相變,熱應力和組織應力都會發(fā)生。&127;只不過熱應力在組織轉變以前就已經產生了，而組織應力則是在組織轉變過程中產生的,在整個冷卻過程中,熱應力與組織應力綜合作用的結果,&127;就是工件中實際存在的應力。這兩種應力綜合作用的結果是十分復雜的,受著許多因素的影響,如成分、形狀、熱處理工藝等。就其發(fā)展過程來說只有兩種類型,即熱應力和組織應力,作用方向相反時二者抵消,作用方向相同時二者相互迭加。不管是相互抵消還是相互迭加,兩個應力應有一個占主導因素,熱應力占主導地位時的作用結果是工件心部受拉,表面受壓。&127;組織應力占主導地位時的作用結果是工件心部受壓表面受拉。二、熱處理應力對淬火裂紋的影響存在于淬火件不同部位上能引起應力集中的因素（包括冶金缺陷在內）,對淬火裂紋的產生都有促進作用,但只有在拉應力場內（&127;尤其是在最大拉應力下）才會表現出來,&127;若在壓應力場內并無促裂作用。淬火冷卻速度是一個能影響淬火質量并決定殘余應力的重要因素,也是一個能對淬火裂紋賦于重要乃至決定性影響的因素。為了達到淬火的目的，通常必須加速零件在高溫段內的冷卻速度,并使之超過鋼的臨界淬火冷卻速度才能得到馬氏體組織。就殘余應力而論,這樣做由于能增加抵消組織應力作用的熱應力值,故能減少工件表面上的拉應力而達到抑制縱裂的目的。其效果將隨高溫冷卻速度的加快而增大。而且,在能淬透的情況下,截面尺寸越大的工件,雖然實際冷卻速度更緩,開裂的危險性卻反而愈大。這一切都是由于這類鋼的熱應力隨尺寸的增大實際冷卻速度減慢,熱應力減小,&127;組織應力隨尺寸的增大而增加,最后形成以組織應力為主的拉應力作用在工件表面的作用特點造成的。并與冷卻愈慢應力愈小的傳統(tǒng)觀念大相徑庭。對這類鋼件而言,在正常條件下淬火的高淬透性鋼件中只能形成縱裂。避免淬裂的可靠原則是設法盡量減小截面內外馬氏體轉變的不等時性。僅僅實行馬氏體轉變區(qū)內的緩冷卻不足以預防縱裂的形成。一般情況下只能產生在非淬透性件中的弧裂,雖以整體快速冷卻為必要的形成條件，可是它的真正形成原因,卻不在快速冷卻（包括馬氏體轉變區(qū)內）本身,而是淬火件局部位置（由幾何結構決定）,在高溫臨界溫度區(qū)內的冷卻速度顯著減緩,因而沒有淬硬所致&127;。產生在大型非淬透性件中的橫斷和縱劈,是由以熱應力為主要成份的殘余拉應力作用在淬火件中心&127;,而在淬火件末淬硬的截面中心處,首先形成裂紋并由內往外擴展而造成的。為了避免這類裂紋產生，往往使用水--油雙液淬火工藝。在此工藝中實施高溫段內的快速冷卻,目的僅僅在于確保外層金屬得到馬氏體組織,&127;而從內應力的角度來看,這時快冷有害無益。其次,冷卻后期緩冷的目的,主要不是為了降低馬氏體相變的膨脹速度和組織應力值,而在于盡量減小截面溫差和截面中心部位金屬的收縮速度,從而達到減小應力值和最終抑制淬裂的目的。三、殘余壓應力對工件的影響滲碳表面強化作為提高工件的疲勞強度的方法應用得很廣泛的原因。一方面是由于它能有效的增加工件表面的強度和硬度，提高工件的耐磨性，另一方面是滲碳能有效的改善工件的應力分布,在工件表面層獲得較大的殘余壓應力,&127;提高工件的疲勞強度。如果在滲碳后再進行等溫淬火將會增加表層殘余壓應力,使疲勞強度得到進一步的提高。有人對35SiMn2MoV鋼滲碳后進行等溫淬火與滲碳后淬火低溫回火的殘余應力進行過測試其鋼的退火與正火常用的熱處理工藝分為兩大類：預備熱處理目的：消除坯料、半成品中的某些缺陷，為后續(xù)冷加工，最終熱處理作組織準備。最終熱處理目的：使工件獲得所要求的性能。退火與正火的目的:消除鋼材經熱加工所引起的某些缺陷,或為以后的切削加工及最終熱處理做好組織準備。一、鋼的退火1、概念：將鋼件加熱到適當溫度（Acl以上或以下），保持一定時間，然后緩慢冷卻以獲得近于平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝稱為退火。2、目的：（1）降低硬度，提高塑性，（2）細化晶粒，消除組織缺陷（3）消除內應力4）為淬火作好組織準備3、類型：(根據加熱溫度可分為在臨界溫度(Acl或Ac3)以上或以下的退火，前者又稱相變重結晶退火，包括完全退火、擴散退火均勻化退火、不完全退火、球化退火；后者包括再結晶退火及去應力退火。)完全退火：概念：將亞共析鋼(Wc=0.3%~0.6%)加熱到AC3+(30~50)°C，完全奧氏體化后，保溫緩冷(隨爐、埋入砂、石灰中)，以獲得接近平衡狀態(tài)的組織的熱處理工藝稱為完全退火。目的：細化晶粒、均勻組織、消除內應力、降低硬度、改善切削加工性能。工藝：完全退火采用隨爐緩冷可以保證先共析鐵素體的析出和過冷奧氏體在Ar1以下較主溫度范圍內轉變?yōu)橹楣怏w。工件在退火溫度下的保溫時間不僅要使工件燒透，即工件心部達到要求的加熱溫度，而且要保證全部看到均勻化的奧氏體，達到完全重結晶。完全退火保溫時間與鋼材成分、工件厚度、裝爐量和裝爐方式等因素有關。實際生產時，為了提高生產率，退火冷卻至600C左右即可出爐空冷。適用范圍：中碳鋼和中碳合金鋼的鑄，焊，鍛，軋制件等。注意事項：低碳鋼和過共析鋼不宜采用完全退火。低碳鋼完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。過共析鋼加熱至Accm以上奧氏體狀態(tài)緩冷退火時，有網狀二次滲碳體析出，使鋼的強度、塑性和沖擊韌性顯著降低。(2)球化退火概念：使鋼中碳化物球狀化而進行的退火工藝稱為球化退火。工藝：一般球化退火工藝Ac1+(10~20)°C隨爐冷至500~600°C空冷。目的：降低硬度、改善組織、提高塑性和切削加工性能。適用范圍：主要用于共析鋼、過共析鋼的刃具、量具、模具等。過共析鋼中有網狀二次滲碳體時，不僅硬度高，難以進行切削加工，而且增大鋼的脆性，容易產生淬火變形及開裂。為此，鋼熱加工后必須加一道球化退火，使網狀二次滲碳體和珠光體中的片狀滲體發(fā)生球化，得到粒狀珠光體。冷卻速度和等溫溫度也會影響碳化物獲得球化的效果，冷卻速度快或等溫溫度低，珠光體在較低溫度下形成，碳化物顆粒太細，聚集作用小，容易形成片狀碳化物，從而使硬度偏高。如果冷卻速度過慢或等溫溫度過高，形成碳化物顆粒較粗大，聚集作用也很強烈，易形成粗細不等的粒狀碳化物，使硬度偏低。(3)均勻化退火(擴散退火)工藝：把合金鋼鑄錠或鑄件加熱到Ac3以上150~00°C，保溫10~15h后緩慢冷卻以消除化學成分不均勻現象的熱處理工藝。2）目的：消除結晶過程中的枝晶偏析，使成分均勻化。由于加熱溫度高、時間長，會引起奧氏體晶粒嚴重粗化，因此一般還需要進行一次完全退火或正火，以細化晶粒、消除過熱缺陷。3）適用范圍：主要用于質量要求高的合金鋼鑄錠、鑄件、鍛件。4）注意：高溫擴散退火生產周期長，消耗能量大，工件氧化、脫碳嚴重，成本很高。只是一些優(yōu)質合金鋼及偏析較嚴重的合金鋼鑄件及鋼錠才使用這種工藝。對于一般尺寸不大的鑄件或碳鋼鑄件，因其偏析程度較輕，可采用完全退火來細化晶粒，消除鑄造應力。（4）去應力退火1）概念：為去除由于塑性變形加工,焊接等而造成的應力以及鑄件內存在的殘余應力而進行的退火稱為去應力退火。（去應力退火不發(fā)生扭變）2）工藝：將工件緩慢加熱到Acl以下100~200°C（500~600°C）保溫一定時間（1~3h）后隨爐緩冷至200°C,再出爐冷卻。鋼的一般在500?600C鑄鐵一般在500?550°C超過550扣容易造成珠光體的石墨化。焊接件一般為500?600C。3）適用范圍：消除鑄、鍛、焊件,冷沖壓件以及機加工工件中的殘余應力,以穩(wěn)定鋼件的尺寸,減少變形防止開裂。二、鋼的正火1、概念：將鋼件加熱到Ac3（或Accm）以上30?50C，保溫適當時間后；在靜止空氣中冷卻的熱處理工藝稱為鋼的正火。2、目的：細化晶粒，均勻組織，調整硬度等。3、組織：共析鋼S、亞共析鋼F+S、過共析鋼Fe3CII+S4、工藝：正火保溫時間和完全退火相同，應以工件透燒，即心部達到要求的加熱溫度為準，還應考慮鋼材、原始組織、裝爐量和加熱設備等因素。正火冷卻方式最常用的是將鋼件從加熱爐中取出在空氣中自然冷卻。對于大件也可采用吹風、噴霧和調節(jié)鋼件堆放距離等方法控制鋼件的冷卻速度，達到要求的組織和性能。5、應用范圍：1）改善鋼的切削加工性能。碳的含量低于0.25％的碳素鋼和低合金鋼，退火后硬度較低，切削加工時易于“粘刀”，通過正火處理，可以減少自由鐵素體，獲得細片狀珠光體，使硬度提高，可以改善鋼的切削加工性，提高刀具的壽命和工件的表面光潔程度。2）消除熱加工缺陷。中碳結構鋼鑄、鍛、軋件以及焊接件在加熱加工后易出現粗大晶粒等過熱缺陷和帶狀組織。通過正火處理可以消除這些缺陷組織，達到細化晶粒、均勻組織、消除內應力的目的。3）消除過共析鋼的網狀碳化物，便于球化退火。過共析鋼在淬火之前要進行球化退火，以便于機械加工并為淬火作好組織準備。但當過共析鋼中存在嚴重網狀碳化物時，將達不到良好的球化效果。通過正火處理可以消除網狀碳化物。4）提高普通結構零件的機械性能。一些受力不大、性能要求不高的碳鋼和合金鋼零件采用正火處理，達到一定的綜合力學性能，可以代替調質處理，作為零件的最終熱處理。三、退火和正火的選擇退火與正火的主要區(qū)別：1、正火的冷卻速度比退火稍快，過冷度較大2、正火后所得到的組織比較細，強度和硬度比退火高一些。退火與正火的選擇：1、含碳量＜0.25%的低碳鋼，通常采用正火代替退火。因為較快的冷卻速度可以防止低碳鋼沿晶界析出游離三次滲碳體，從而提高沖壓件的冷變形性能；用正火可以提高鋼的硬度，低碳鋼的切削加工性能；在沒有其它熱處理工序時，用正火可以細化晶粒，提高低碳鋼強度。2、含碳量在0.25?0.5%之間的中碳鋼也可用正火代替退火，雖然接近上限碳量的中碳鋼正火后硬度偏高，但尚能進行切削加工，而且正火成本低、生產率高。3、含碳量在0.5?0.75%之間的鋼，因含碳量較高，正火后的硬度顯著高于退火的情況，難以進行切削加工，故一般采用完全退火，降低硬度，改善切削加工性。4、含碳量＞0.75%的高碳鋼或工具鋼一般均采用球化退火作為預備熱處理，如有網狀二次滲碳體存在，則應先進行正火消除。一、鋼的退火概念中，鋼件是指組織偏離平衡狀態(tài)的鋼件。添加這個定語使得邏輯性更強哦，否則，已經平衡狀態(tài)的就不用退火的了哦。亞共析鋼是指0.0218%〈C%〈0.77%，不知道作者的數據是哪來的？完全退火是亞共析鋼加熱到AC3+（20~30）°C……過共析鋼加熱至Accm以上使鋼的強度、塑性和沖擊韌性顯著降低，并可能在以后的熱處理中引起裂紋。補充一句，這點也很重要的。球化退火前要用正火將網狀滲碳體破碎。6?均勻化退火（擴散退火）的加熱溫度一般選定在鋼的熔點以下100~200C!其作用是為減少（不是消除，它還沒那個本事的）鋼鑄錠、鑄件、鍛件的化學成分和組織的不均勻性。擴散退火后一般再進行完全退火或正火處理。7.鋼的退火還有一種：等溫退火是將鋼件或毛坯加熱到高于Ac3(或Acl)的溫度，保溫適當時間后，較快的冷卻到珠光體區(qū)的某一溫度，并等溫保持，使奧氏體轉變?yōu)橹楣怏w組織，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。其目的與完全退火相同，但轉變較易控制，能獲得均勻的預期組織；對于奧氏體較穩(wěn)定的合金鋼，?？纱蟠罂s短退火時間。二、鋼的正火概念中，Ac3是對于亞共析鋼而言，Accm是對于共析鋼而言。正火相對退火，生產周期短，設備利用率稍高，節(jié)約能源，成本較低，應用較廣泛。不銹鋼表面處理不銹鋼表面處理第一條不銹鋼壓力容器的表面處理應按設計圖樣要求進行。第二條在不銹鋼壓力容器表面處理之前，所有的焊接修補工作應該結束，壓力容器表面的焊接飛濺物、溶渣、氧化皮、焊疤、凹坑、油污等雜質均應清除干凈。在表面處理過程中，禁止用碳鋼刷清理不銹鋼壓力容器的表面。第三條采用機械拋光時，拋光磨料一般應選用氧化鋁或氧化鉻，不得使用鐵砂作磨料。嚴禁不同粒度的磨料混放，一種拋輪只能粘接一種粒度的磨料。拋輪粘接磨料后，應根據不同磨料嚴格控制烘干溫度和烘干時間。第四條拋光等級應按順序逐級提高。粗拋后，應用10倍放大鏡進行表面檢查，如在局部區(qū)域發(fā)現小麻點，應將小麻點拋磨干凈后方可進行亮拋。局部區(qū)域的小麻點拋磨后，不允許有明顯的凹坑。第五條在整個拋光過程中，應始終控制拋光溫度，預防變形和過熱，且應注意拋光紋路的一致性。拋光等級按設計圖樣和GE1031《表面粗糙度》的要求進行評定。第六條采用電拋光或其它方法拋光時，應事先進行工藝性試驗，工件拋光時應嚴格按照工藝要求進行。第七條不銹鋼壓力容器的酸洗鈍化應以浸漬法，亦可采用濕拖法或膏劑涂抹法。第八條凡不銹鋼壓力容器上有碳鋼零部件的，應盡量避免碳鋼件的酸洗，無法避免時，碳鋼件必須預先做好保護措施換熱設備可按用途、換熱方式、結構和材料進行分類。按用途可分為：加熱器。把流體加熱到必要的溫度，但加熱流體沒有發(fā)生相的變化。預熱器。預先加熱流體，為后工序操作提供標準的工藝參數。過熱器。用于把流體(工藝氣或蒸汽)加熱到過熱狀態(tài)。蒸發(fā)器。用于加熱流體，達到沸點以上溫度，使其液體蒸發(fā)，一般有相的變化。再沸器。用于使裝置中冷凝了的液體再度加熱，使其蒸發(fā)。深冷器。用于把流體冷卻到