如何让304 不锈钢在高温回火后仍然保持一定的弹性？

rush_life · 发表于 2006-12-16 13:02:00

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有什么方法可以保证304 材料在1050度高温回火后仍然保持弹性吗，在下在这里先谢谢各位了先

mysuncool0315 · 发表于 2006-12-16 22:56:00

您的问题提得不明确,保持一定的弹性没问题,关键是需要多大弹性?

1 弹性变形的本质
弹性变形是指外力去除后能够完全恢复的那部分变形，可从原子间结合力的角度来了解它的物理本质。
原子处于平衡位置时，其原子间距为r0，位能U处于最低位置，相互作用力为零，这是最稳定的状态。当原子受力后将偏离其平衡位置，原子间距增大时将产生引力；原子间距减小时将产生斥力。这样，外力去除后，原子都会恢复其原来的平衡位置，所产生的变形便完全消失，这就是弹性变形。
2 弹性变形的特征和弹性模量
弹性变形的主要特征是：
(1)理想的弹性变形是可逆变形，加载时变形，卸载时变形消失并恢复原状。
(2)金属、陶瓷和部分高分子材料不论是加载或卸载时，只要在弹性变形范围内，其应力与应变之间都保持单值线性函数关系，即服从虎克（Hooke）定律：
在正应力下，s = Ee，
在切应力下，t =Gg，
式中，s，t分别为正应力和切应力；e，g分别为正应变和切应变；E，G分别为弹性模量（杨氏模量）和切变模量。
弹性模量与切变弹性模量之间的关系为：

http://sklcm.sjtu.edu.cn/fms/mseweb/chapter/chapter5/images/IMAGE001.GIF

式中，v为材料泊松比，表示侧向收缩能力。一般金属材料的泊松比在0.25~0.35之间，高分子材料则相对较大些。
弹性模量代表着使原子离开平衡位置的难易程度，是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量。金刚石一类的共价键晶体由于其原子间结合力很大，故其弹性模量很高；金属和离子晶体的则相对较低；而分子键的固体如塑料、橡胶等的键合力更弱，故其弹性模量更低，通常比金属材料的低几个数量级。
(3)弹性变形量随材料的不同而异。
多数金属材料仅在低于比例极限sp的应力范围内符合虎克定律，弹性变形量一般不超过0.5%；而橡胶类高分子材料的高弹形变量则可高达1000%，但这种变形是非线性的。

[ 本帖最后由 mysuncool0315 于 2006-12-16 22:59 编辑 ]

angela193 · 发表于 2006-12-17 06:14:43

"1050度高温回火后仍然保持弹性",先弄明白你要问什么

ajhtiger · 发表于 2006-12-17 08:15:37

1楼回答的很专业，这个温度是常规处理，可以获得良好的机械性能

rush_life · 发表于 2006-12-17 08:26:31

但是事实上弹性下降很大。。。

ajhtiger · 发表于 2006-12-17 08:56:32

我觉得你说的高温回火温度就是固溶处理，交货状态也是固溶，可以保证材料的防腐性能，你只是加工后又做了一遍，怎么能下降很大呢。你可以将加热温度适当降低一些试试，880～940度，但也要快速冷却。
如果经固溶处理或退火处理后不能满足你的要求，只能说材料的选择不合适。

rush_life · 发表于 2006-12-17 15:17:48

那我应该怎么办呢？一定要是不锈钢材料，具体怎么选择我不是很清楚，望高手出招

bmei00 · 发表于 2006-12-18 12:59:45

你的意思是304经1050℃固溶处理，仍要有弹性，是做垫片吗？304固溶处理后，状态最软，做垫片是不行的，如做垫片，订货可要求不同冷作硬化状态钢板（带）。直接用。

rush_life · 发表于 2006-12-19 12:41:33

我这个零件是做弹簧用，因之前直接装配容易松脱，现采用熔焊方式将其熔接在一起。但经过熔焊炉之后弹性下降大，故有此问阿，不好意思，各位，没有说清楚。。。

ajhtiger · 发表于 2006-12-19 21:26:11

给你找了些不锈钢热处理的资料，
奥氏作不锈钢在450～850℃保温或缓慢冷却时，会出现晶问腐蚀。合碳量越高，晶间蚀倾向性越大。此外，在焊接件的热影响区也会出现晶间腐蚀。这是由于在晶界上析出富Cr的Cr23C6。使其周围基体产生贫铬区，从而形成腐蚀原电池而造成的。这种晶间腐蚀现象在前面提到的铁素体不锈钢中也是存在的。工程上常采用以下几种方法防止晶间腐蚀：（1）降低钢中的碳量，使钢中合碳量低于平衡状态下在奥氏体内的饱和溶解度，即从根本上解决了铬的碳化物（Cr23C6）在晶界上析出的问题。通常钢中合碳量降至0.03％以下即可满足抗晶间腐蚀性能的要求。（2）加入Ti、Nb等能形成稳定碳化物（TiC或NbC）的元素，避免在晶界上析出Cr23C6，即可防上奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。（3）通过调整钢中奥氏体形成元素与铁素体形成元素的比例，使其具有奥氏体+铁索体双相组织，其中铁素体占5％一12％。这种双相组织不易产生晶间腐蚀。（4）采用适当热处理工艺，可以防止晶间腐蚀，获得最佳的耐蚀性。2.奥氏体不锈钢的应力腐蚀应力（主要是拉应力）与腐蚀的综合作用所引起的开裂称为应力腐蚀开裂，简称SCC（Stress Crack Corrosion）。奥氏体不锈钢容易在含氯离子的腐蚀介质中产生应力腐蚀。当合Ni量达到8％一10％时，奥氏体不锈钢应力腐蚀倾向性最大，继续增加含Ni量至45％～50％应力腐蚀倾向逐渐减小，直至消失。防止奥氏体不锈钢应力腐蚀的最主要途径是加入Si2％～4％并从冶炼上将N含量控制在0.04％以下。此外还应尽量减少P、Sb、Bi、As等杂质的含量。另外可选用A-F双用钢，它在Cl-和OH-介质中对应力腐蚀不敏感。当初始的微细裂纹遇到铁素体相后不再继续扩展，体素体含量应在6%左右。3.奥氏作不锈钢的形变强化单相的奥氏体不锈钢具有良好的冷变形性能，可以冷拔成很细的钢丝，冷轧成很薄的钢带或钢管。经过大量变形后，钢的强度大力提高，尤其是在零下温区轧制时效果更为显著。抗拉强度可达 2 000 MPa以上。这是因为除了冷作硬化效果外，还叠加了形变诱发M转变。奥氏作不锈钢经形变强化后可用来制造不锈弹簧、钟表发条、航空结构中的钢丝绳等。形变后若需焊接，则只能采用点焊工艺、形变使应力腐蚀倾向性增加。并因部分γ->M转变而产生铁磁性，在使用时（如仪表零件中）应予以考虑。再结晶温度随形变量而改变，当形变量为60％时，其再结晶温度降为650℃冷变形奥氏体不锈钢再结晶退火温度为850～1050℃，850℃则需保温3h，1050℃时透烧即可，然后水冷。
4.奥氏作不锈钢的热处理奥氏体不锈钢常用的热处理工艺有：固溶处理、稳定化处理和去应力处理等。（1）固溶处理。将钢加热到1050～1150℃后水淬，主要目的是使碳化物溶于奥氏体中，并将此状态保留到室温，这样钢的耐蚀性会有很大改善。如上所述，为了防止晶问腐蚀，通常采用固溶化处理，使Cr23C6溶于奥氏体中，然后快速冷却。对于薄壁件可采用空冷，一般情况采用水冷。（2）稳定化处理。一般是在固溶处理后进行，常用于含Ti、Nb的18-8钢，固处理后，将钢加热到850～880℃保温后空冷，此时Cr的碳化物完全溶解，脱而钛的碳化物不完全溶解，且在冷却过程中充分析出，使碳不可能再形成格的碳化物，因而有效地消除了晶间腐蚀。（3）去应力处理。去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到300～350℃回火。对于不含稳定化元素Ti、Nb的钢，加热温度不超过450t，以免析出铬的碳化物而引起晶间腐蚀。对于超低碳和合Ti、Nb不锈钢的冷加工件和焊接件，需在500～950℃,加热，然后缓冷，消除应力（消除焊接应力取上限温度），可以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力。四、奥氏体-铁素体双相不锈钢在奥氏作不锈钢的基础上，适当增加Cr含量并减少Ni含量，并与回溶化处理相配合，可获得具有奥氏体和铁素体的双相组织（含40～60％δ-铁素体）的不锈钢，典型钢号有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、OCr21Ni6Mo2Ti等。双相不锈钢与里氏体不锈钢相比有较好的焊接性，焊后不需热处理，而且其晶间腐蚀、应力腐蚀倾向性也较小。但由于含Cr量高，易形成σ相，使用时应加以注意。

rush_life · 发表于 2006-12-20 00:47:00

谢谢你的提示，我们这个零件在现有结构基础上已经无法进行淬火处理了。如果可以更换材料，不知道各位达人有何介绍呢？

bmei00 · 发表于 2006-12-20 13:26:40

如果一定要经过加热，就不能选奥氏体不锈钢，可用马氏体不锈钢或沉淀硬化不锈钢。

mideas · 发表于 2006-12-20 16:33:30

马氏体不锈钢或沉淀硬化不锈钢是不是硬度太高,而韧性不够啊,
可以选择适当的弹簧钢,然后表面处理啊

rush_life · 发表于 2006-12-20 23:47:40

谢谢楼上两位的建议，我会试试看的
不过想告诉楼上的兄弟，我们这个零件过炉后已经无法热处理了，因为已经与其他零件组成组件了, 其中还包括发热线。。。

[ 本帖最后由 rush_life 于 2006-12-20 23:52 编辑 ]

bmei00 · 发表于 2006-12-22 12:36:11

原帖由 rush_life 于 2006-12-19 12:41 发表/ Y5 Y, |* K4 s* ?, O
我这个零件是做弹簧用，因之前直接装配容易松脱，现采用熔焊方式将其熔接在一起。但经过熔焊炉之后弹性下降大，故有此问阿，不好意思，各位，没有说清楚。。。

弹簧很小吗？熔焊能使弹簧温度到多少？

rush_life · 发表于 2006-12-23 08:50:29

尺寸不大的，直径不过10MM。熔焊温度1100度左右，因为铜的熔点是1080左右啊

wujingdong · 发表于 2006-12-25 11:59:29

我看还是在焊接方面想想办法吧。

rush_life · 发表于 2006-12-25 17:23:26

但是此零件又是装配在发热线上面的，没有好的焊接方法可以将之固定而又不损坏发热线。。。

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