以下是關于 304 不銹鋼板的詳細介紹:
基本信息
材質(zhì)與牌號:304 不銹鋼板屬于 18Cr-8Ni 型奧氏體不銹鋼,常見牌號有 304、SUS304、0Cr18Ni9、06Cr19Ni10 等,其中 304 表示 ASTM 標準生產(chǎn),SUS304 表示 JIS 標準生產(chǎn),0Cr18Ni9 和 06Cr19Ni10 表示 GB 標準生產(chǎn)。
化學成分:碳(C)含量≤0.08,硅(Si)含量≤1.0,錳(Mn)含量≤2.0,鉻(Cr)含量 18.0-20.0,鎳(Ni)含量 8.0-10.5,硫(S)含量≤0.03,磷(P)含量≤0.035,氮(N)含量≤0.1。
密度:7.93g/cm3。
性能特點
耐腐蝕性:含有約 18% 鉻和 8% 鎳,能在鋼表面形成一層穩(wěn)定的鈍化膜,使其對氧化性酸、大氣、水介質(zhì)以及堿溶液和大部分有機酸、無機酸都有良好的耐腐蝕能力,在各種惡劣環(huán)境中能保持穩(wěn)定。
加工性能:具有良好的塑性、韌性和冷加工性能,易于進行彎曲、沖壓、拉伸、焊接等加工操作,可加工成各種形狀和尺寸的制品,且加工過程中不易出現(xiàn)裂紋等缺陷。
力學性能:抗拉強度≥520MPa,屈服強度≥205MPa,伸長率≥40%,硬度≤HB187、HRB90、HV200,強度較高,能夠承受較大的壓力和拉力。
耐熱性:可耐高溫 800℃,在高溫環(huán)境下仍能保持較好的力學性能和耐腐蝕性,不易發(fā)生變形和氧化。
低溫性能:在低溫環(huán)境下,如 - 196℃時,仍具有良好的韌性和強度,不易出現(xiàn)脆裂現(xiàn)象,可用于低溫儲存和運輸?shù)阮I域。
表面美觀:表面光潔,有較高的光澤度,可通過不同的表面處理方式,如鏡面、拉絲、磨砂等,獲得各種不同的外觀效果,滿足不同的裝飾需求。
表面處理方式
鏡面處理:通過拋光工藝使表面達到鏡子般的光潔度,反射效果好,常用于裝飾、廚具、家電等領域,如酒店的裝飾墻面、廚具的表面等。
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建材 304不銹鋼鏡面板
拉絲處理:在表面加工出絲狀紋理,有長絲和短絲之分,具有特的質(zhì)感,耐磨且不易留下指紋,廣泛應用于電梯、家電、廚具等的裝飾面板。
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建材 304不銹鋼拉絲板
磨砂處理:使表面呈現(xiàn)出均勻的磨砂效果,手感細膩,光線反射柔和,可用于一些對表面質(zhì)感有要求的產(chǎn)品,如電子產(chǎn)品外殼、室內(nèi)裝飾板材等。
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建材 304不銹鋼磨砂板
抗指紋處理:在表面涂覆一層特殊的涂層,能夠有效防止指紋和污漬的附著,保持表面清潔,常用于廚房電器、衛(wèi)浴設備等容易接觸到指紋的地方。
花紋處理:通過壓花、蝕刻等工藝在表面形成各種花紋圖案,如菱形紋、方格紋、鉻花圖案等,增加了板材的美觀性和防滑性,可用于建筑幕墻、吊頂、地面、廚具等領域。
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建材 304不銹鋼花紋板
應用領域
建筑裝飾領域:用于建筑幕墻、屋頂、門窗、欄桿、樓梯扶手、吊頂?shù)炔课唬饶芴峁┝己玫哪透g性和耐久性,又能提升建筑的美觀度。
廚具與餐具領域:是制造鍋具、餐具、刀具、水槽、烤箱等廚具的常用材料,符合食品衛(wèi)生標準,具有易清潔、不易生銹等優(yōu)點。
家電領域:冰箱、洗衣機、熱水器、微波爐、抽油煙機等家電產(chǎn)品的內(nèi)膽、外殼、面板等常采用 304 不銹鋼板,既美觀又耐用。
工業(yè)領域:廣泛應用于化工、制藥、食品加工、石油、造紙、電力等行業(yè),用于制造反應釜、儲存罐、管道、熱交換器、離心機等設備,能夠承受各種腐蝕性介質(zhì)和惡劣的工作環(huán)境。
醫(yī)療器械領域:由于具有良好的生物相容性和耐腐蝕性,可用于制造手術(shù)刀、手術(shù)器械、醫(yī)療設備外殼、醫(yī)用推車等。
汽車制造領域:可用于汽車排氣管、車身裝飾條、輪轂、座椅骨架、內(nèi)飾件等部件,提高汽車的美觀度和使用壽命。
4 篇資料
304 不銹鋼板在常見化學品中的耐腐蝕性能,除了前文提到的酸堿溶液外,還涉及鹽類、溶劑、氧化劑等多種物質(zhì),其表現(xiàn)主要取決于化學品的成分、濃度、溫度及是否含氯離子等雜質(zhì),具體如下:
一、鹽類化合物溶液
鹽類對 304 的腐蝕主要與陽離子、陰離子類型及濃度相關,其中氯離子(Cl?)的影響為關鍵:
含氯離子的鹽
氯化鈉(NaCl):對低濃度鹽水(如≤5%,常溫)有一定耐受性,但高濃度(如海水,含 3.5% NaCl)或高溫(如 60℃以上)時,易發(fā)生點蝕或縫隙腐蝕(例如:304 在腌菜鹵水、鹽水噴霧環(huán)境中可能生銹)。
氯化鈣(CaCl?)、氯化鎂(MgCl?):這類氯化物溶液的腐蝕性比氯化鈉更強,即使低濃度(1%)、常溫下,也可能加速 304 的點蝕,尤其在高溫(如融雪劑中的氯化鈣,冬季低溫高濕環(huán)境)中腐蝕顯著。
不含氯離子的鹽
硫酸鹽(如硫酸鈉、硫酸鉀):對低濃度(≤10%)、常溫的硫酸鹽溶液耐腐蝕性良好,但若濃度升高(如≥20%)或溫度超過 60℃,可能出現(xiàn)緩慢均勻腐蝕。
硝酸鹽(如硝酸鈉、硝酸鉀):因硝酸根(NO??)是氧化性離子,能促進鈍化膜穩(wěn)定,304 在高濃度硝酸鹽溶液(如 50% 硝酸鈉,常溫)中仍有耐腐蝕性。
碳酸鹽(如碳酸鈉、碳酸氫鈉):對這類弱堿性鹽溶液耐受性,即使高濃度(30%)、常溫下也不易腐蝕,適合用于純堿生產(chǎn)設備的部分部件。
二、有機溶劑
大多數(shù)有機溶劑對 304 的腐蝕性較弱,因它們不與鈍化膜反應,也不溶解基體金屬:
醇類:甲醇、乙醇、丙二醇等醇類溶劑對 304 無腐蝕,適合用于酒精儲罐、飲料生產(chǎn)線(含酒精的飲品)。
酮類:丙酮、丁酮等酮類溶劑不腐蝕 304,可用于相關化工管道或容器。
酯類:乙酸乙酯、鄰苯二甲酸酯等酯類對 304 耐受性良好,常用于食品包裝機械(接觸食用級酯類添加劑)。
烴類:汽油、柴油、煤油、苯、甲苯等烴類溶劑與 304 不反應,耐腐蝕性,適合用于儲油設備或石油化工管道。
注意:若有機溶劑中含有水分或雜質(zhì)(如含氯的溶劑,如二氯甲烷),可能因水分溶解雜質(zhì)產(chǎn)生腐蝕性離子,導致 304 腐蝕。
三、氧化劑與還原劑
氧化劑
過氧化氫(雙氧水,H?O?):低濃度(≤30%,常溫)下對 304 耐腐蝕性良好,因雙氧水是強氧化劑,能維持鈍化膜穩(wěn)定;但高濃度(≥50%)或高溫時,可能引發(fā)輕微腐蝕。
次氯酸鈉(漂白劑,NaClO):溶液中含氯離子和次氯酸根(ClO?),低濃度(如家用漂白水,≤5%)短期接觸可耐受,長期或高濃度下會因氯離子導致點蝕,不適合長期用于漂白設備。
高錳酸鉀(KMnO?):作為強氧化劑,其溶液(低濃度、中性)對 304 腐蝕性極弱,鈍化膜可穩(wěn)定存在。
還原劑
硫化氫(H?S):在潮濕環(huán)境中,硫化氫會分解產(chǎn)生氫離子(H?)和硫離子(S2?),形成弱酸性腐蝕環(huán)境,304 長期接觸可能出現(xiàn)均勻腐蝕或硫化物應力腐蝕開裂,尤其在高溫高壓下風險更高。
亞硫酸鈉(Na?SO?):作為還原劑,其溶液呈弱堿性,常溫下對 304 腐蝕性較低,但高溫下可能緩慢腐蝕。
四、食品與日化類化學品
304 不銹鋼因符合食品接觸安全標準(如 GB 4806.9-2016),在食品及日化領域的化學品中表現(xiàn):
食品添加劑:對糖、鹽(低濃度)、味精、維生素、食品級色素等幾乎無腐蝕。
日化用品:洗發(fā)水、沐浴露(弱酸性或弱堿性)、洗衣液(含表面活性劑和弱堿)對 304 耐受性良好,適合用于日化生產(chǎn)設備或包裝容器。
油脂類:動物油、植物油、礦物油等不與 304 反應,耐腐蝕性,常用于廚房廚具、油脂儲罐。
五、關鍵影響因素總結(jié)
氯離子(Cl?)的普遍性危害:幾乎所有含氯離子的化學品(無論酸、堿、鹽)都會降低 304 的耐腐蝕性,是引發(fā)點蝕、縫隙腐蝕的主要誘因。
濃度與溫度的協(xié)同作用:多數(shù)化學品對 304 的腐蝕隨濃度升高、溫度上升而顯著加劇(如 100℃的 5% 氯化鈉溶液對 304 的腐蝕速度是常溫下的 10 倍以上)。
溶液的 pH 值:中性或弱氧化性環(huán)境中,304 的鈍化膜穩(wěn)定;強酸性(非氧化性)或強堿性環(huán)境會破壞膜結(jié)構(gòu)。
總結(jié)
304 不銹鋼板在有機溶劑、食品級化學品、不含氯的中性鹽溶液、低濃度氧化劑中耐腐蝕性,能滿足大多數(shù)民用、食品工業(yè)和輕工業(yè)場景需求。但其大局限是對氯離子敏感,在含氯化學品(如鹽水、次氯酸鈉)、高濃度還原劑(如硫化氫)中耐蝕性不足,需根據(jù)具體工況選擇更高耐蝕材料(如 316 不銹鋼)或采取防腐措施(如表面涂層、定期鈍化)。
316L 不銹鋼板的固溶處理溫度需兼顧 “充分溶解析出相、奧氏體均勻化” 與 “避免晶粒過度長大”,其常用溫度范圍為 1050℃-1150℃,具體選擇需結(jié)合材料厚度、原始狀態(tài)及性能需求調(diào)整,核心目的是通過高溫加熱后快速冷卻,獲得均勻、穩(wěn)定的奧氏體組織,消除加工應力并恢復耐腐蝕性與塑性。
一、固溶處理的核心作用
在說明溫度前,需明確 316L 固溶處理的目的:
溶解有害析出相:316L 在軋制、焊接或高溫使用后,可能析出 Cr??C?(碳化物)、σ 相(金屬間化合物)等,這些相不僅會降低材料的塑性和韌性,還會導致晶界貧鉻(削弱耐腐蝕性)。固溶處理通過高溫加熱,可將這些析出相重新溶解到奧氏體基體中。
均勻化組織:消除鑄造或加工過程中產(chǎn)生的成分偏析(如合金元素分布不均),使奧氏體組織更均勻,力學性能的一致性。
消除內(nèi)應力:釋放軋制、沖壓等加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應力,避免后續(xù)使用中因應力釋放導致變形或開裂。
恢復塑性:高溫加熱后快速冷卻(如水冷)可抑制析出相重新生成,保持奧氏體的單相狀態(tài),使材料恢復良好的塑性和韌性(延伸率提升)。
二、常用固溶處理溫度及適用場景
316L 的固溶溫度需滿足 “析出相完全溶解” 且 “晶粒不顯著長大”,具體范圍及選擇依據(jù)如下:
溫度范圍 適用場景 核心原理與效果
1050℃-1100℃ 薄板(厚度≤3mm)、冷加工件 薄板熱傳導快,在此溫度下可快速溶解 Cr??C?等析出相,且短時間保溫(15-30 分鐘)即可,避免晶粒因高溫過度長大(晶粒尺寸控制在 20-50μm,強度與塑性平衡)。
1100℃-1150℃ 厚板(厚度>3mm)、鑄件或焊接件 厚板或鑄件內(nèi)部存在較多析出相和成分偏析,需更高溫度和更長保溫時間(30-60 分鐘),確保中心區(qū)域的析出相充分溶解,奧氏體均勻化。此溫度下晶粒雖略有長大,但因 316L 含鉬(Mo)和鎳(Ni),可抑制晶粒過度粗化(仍控制在 50-100μm,不顯著影響性能)。
三、溫度選擇的關鍵限制
低溫度下限:不宜低于 1050℃。若溫度不足(如<1000℃),Cr??C?等析出相無法完全溶解,晶界貧鉻問題未解決,耐腐蝕性和塑性無法恢復,且內(nèi)應力消除不。
高溫度上限:一般不超過 1200℃。超過 1150℃后,奧氏體晶粒會因高溫持續(xù)長大(如 1200℃保溫 1 小時,晶粒尺寸可能超過 100μm),導致材料的強度和韌性下降(尤其是沖擊韌性),同時增加氧化燒損風險(表面形成氧化皮,需額外清理)。
四、配套工藝:保溫時間與冷卻方式
保溫時間:需根據(jù)厚度調(diào)整,通常按 “1-2 分鐘 /mm 厚度” 計算(如 10mm 厚板保溫 10-20 分鐘),確保材料內(nèi)外溫度均勻,析出相完全溶解。
冷卻方式:固溶后需快速冷卻(如水冷、強制風冷),目的是抑制高溫下溶解的碳、鉻等元素重新析出(避免 Cr??C?在晶界沉淀),保持單相奧氏體組織。冷卻速度不足會導致析出相再次生成,削弱固溶效果。
總結(jié)
316L 不銹鋼板的標準固溶處理溫度為 1050℃-1150℃,其中:
薄板、冷加工件選擇 1050℃-1100℃,平衡效率與晶??刂?;
厚板、鑄件或焊接件選擇 1100℃-1150℃,確保析出相完全溶解和組織均勻化。
實際操作中,需結(jié)合具體厚度、設備能力(如加熱爐控溫精度)及性能要求微調(diào),核心是在 “溶解析出相” 與 “控制晶粒尺寸” 之間找到優(yōu)平衡,終獲得兼具高耐腐蝕性、良好塑性和均勻力學性能的組織。
316L 不銹鋼板固溶處理后的冷卻速度是決定終性能的關鍵環(huán)節(jié),直接影響組織穩(wěn)定性、耐腐蝕性和力學性能。其核心邏輯是:快速冷卻可抑制析出相重新生成,保持單相奧氏體組織;冷卻過慢則會導致有害相析出,破壞性能平衡。具體影響如下:
一、對耐腐蝕性的影響
316L 的耐腐蝕性(尤其是晶間腐蝕)與冷卻速度密切相關:
快速冷卻(如水冷、強制風冷):
固溶處理高溫下,Cr??C?(碳化物)、σ 相(金屬間化合物)等已完全溶解到奧氏體基體中??焖倮鋮s能 “凍結(jié)” 這種狀態(tài),抑制碳(C)與鉻(Cr)在晶界重新結(jié)合形成 Cr??C?,避免晶界因鉻被消耗而形成 “貧鉻區(qū)”(鉻含量低于 12% 時,鈍化膜失效,耐腐蝕性驟降)。因此,冷卻速度越快,耐腐蝕性(尤其是晶間腐蝕 resistance)越。
緩慢冷卻(如空冷、爐冷):
冷卻過程中,溫度降至 600-800℃區(qū)間時(此溫度段是 Cr??C?析出的敏感區(qū)),碳與鉻會在晶界析出,形成連續(xù)或不連續(xù)的碳化物薄膜。這不僅消耗晶界附近的鉻(形成貧鉻區(qū)),還會使晶界成為腐蝕介質(zhì)的 “突破口”,導致材料在酸性、鹽霧等環(huán)境中發(fā)生晶間腐蝕,嚴重時可導致整體失效。
二、對力學性能的影響
冷卻速度通過改變組織狀態(tài)(是否有析出相、晶粒形態(tài))影響力學性能:
快速冷卻:
保持單相奧氏體組織(無析出相),材料的塑性和韌性顯著提升(延伸率可達 40% 以上,沖擊功>100J)。同時,因無硬脆的碳化物或 σ 相,材料的加工性能(如沖壓、彎曲)更。但此時強度相對較低(抗拉強度約 600MPa,屈服強度約 200MPa),屬于 “低強高塑” 狀態(tài)。
緩慢冷卻:
晶界析出的 Cr??C?或 σ 相(硬脆相)會產(chǎn)生 “強化” 作用,使抗拉強度和屈服強度略有升高(如屈服強度可能升至 250MPa),但代價是塑性和韌性大幅下降(延伸率可能降至 20% 以下,沖擊功<50J),材料變脆,易在受力時沿晶界斷裂(脆性斷裂風險增加)。此外,緩慢冷卻還可能導致晶粒輕微長大(尤其厚板中心),進一步降低強度和韌性的平衡。
三、對內(nèi)部應力的影響
固溶處理的重要目標之一是消除加工應力(如軋制、沖壓產(chǎn)生的殘余應力)。
快速冷卻:
高溫下材料內(nèi)部應力已釋放,快速冷卻時,表層與心部的溫差會產(chǎn)生一定的熱應力,但因奧氏體韌性好,可通過自身塑性變形緩解,終殘余應力較低(通常<100MPa),后續(xù)加工或使用中不易因應力釋放導致變形。
緩慢冷卻:
冷卻過程中溫度梯度小,熱應力產(chǎn)生少,但因析出相在晶界的分布不均勻,可能形成 “組織應力”(析出相體積膨脹與基體的匹配性差),導致殘余應力反而更高,且應力分布更復雜,后續(xù)加工中易出現(xiàn)變形或開裂(如焊接后冷裂)。
四、實際生產(chǎn)中的冷卻速度控制
薄板(厚度≤3mm):通常采用水冷(浸入水中或噴水),冷卻速度可達 50-100℃/s,能完全抑制析出相,佳性能。
厚板(厚度>10mm):因熱容量大,心部冷卻速度較慢,需采用強制水冷(如高壓噴水),確保心部冷卻速度≥20℃/s(避免中心區(qū)域析出相)。若厚板冷卻不足,可能出現(xiàn) “表層耐蝕、心部貧鉻” 的分層問題。
特殊場景:對形狀復雜的零件(如避免水冷變形),可采用強制風冷(冷卻速度 20-50℃/s),雖略慢于水冷,但仍能滿足大部分耐蝕和塑性要求,是 “性能與變形風險” 的折中選擇。
總結(jié)
316L 不銹鋼板固溶處理后,冷卻速度越快,越能耐腐蝕性、塑性和韌性,降低脆性風險,這也是工業(yè)中采用水冷的核心原因;而緩慢冷卻會因析出相生成,導致耐腐蝕性下降、塑性惡化,僅在特殊場景(如避免變形)下有限使用。實際操作中,需根據(jù)材料厚度、形狀及性能級,選擇 “足夠快” 的冷卻方式,確保固溶處理的終效果。
316L 不銹鋼板固溶處理后的慢冷(緩慢冷卻)操作需通過控制冷卻速度(通常≤50℃/h,尤其在敏感溫度區(qū)間),避免快速降溫導致的應力集中或組織異常。其核心是緩慢、均勻地降低溫度,具體操作方法及關鍵細節(jié)如下:
一、慢冷的典型工藝步驟(以爐冷為例,常用)
固溶保溫結(jié)束后,關閉加熱裝置
保持板材在原加熱爐內(nèi),不立即取出,利用爐體余熱緩慢降溫。
關鍵:確保板材在爐內(nèi)均勻分布,避免堆疊過密導致局部降溫速度差異(可通過爐內(nèi)托盤或支架分隔)。
分階段控制降溫速度
高溫階段(1050℃→600℃):此區(qū)間是碳化物、σ 相易析出的敏感區(qū),需嚴格控制降溫速度≤50℃/h(推薦 30-40℃/h)。可通過爐門微開(縫隙≤5cm)或開啟爐內(nèi)循環(huán)風扇(低轉(zhuǎn)速)調(diào)節(jié)散熱,避免溫度驟降。
中低溫階段(600℃→300℃):降溫速度可適當放寬至≤100℃/h,此時析出風險降低,但仍需避免劇烈溫差(如環(huán)境溫度過低時,需在爐外加蓋保溫棉)。
低溫階段(300℃以下):可自然冷卻(如爐門半開),直至溫度降至 100℃以下再取出,避免室溫空氣對熱態(tài)板材的快速沖擊。
特殊場景的輔助保溫措施
若板材厚度>50mm 或形狀復雜(如大型法蘭),可在降溫至 600℃后,將其移入保溫坑(填充保溫棉或石英砂)或覆蓋多層保溫毯,進一步延緩降溫,減少內(nèi)外溫差導致的應力開裂。
二、其他慢冷方式及操作要點
空冷(自然空氣冷卻,適用于薄壁件)
操作:固溶后將板材從爐中取出,置于無風的室內(nèi)環(huán)境(如封閉車間),自然散熱。
注意:需避免陽光直射、通風口或風扇直吹,可在地面鋪墊保溫棉,減緩底部散熱速度。僅適用于厚度≤10mm 的板材,厚板空冷易因表層降溫過快產(chǎn)生應力。
階梯式爐冷(多爐協(xié)同)
適用于批量生產(chǎn):將高溫板材從固溶爐轉(zhuǎn)移至預加熱的 “緩冷爐”(溫度 600-800℃),再逐步降低緩冷爐溫度(每小時降 50℃),后移至室溫。
優(yōu)勢:可提高固溶爐利用率,同時降溫均勻性。
三、關鍵注意事項
避免局部快速冷卻
板材邊角、薄壁部位易降溫,需通過包裹保溫棉、調(diào)整在爐內(nèi)位置(如中心區(qū)域)減少差異。
控制環(huán)境溫度
冬季或低溫車間需對出爐后的板材進行覆蓋保溫,防止室溫過低導致的快速散熱。
監(jiān)測降溫曲線
重要工件需通過爐內(nèi)熱電偶實時記錄溫度變化,確保關鍵區(qū)間(600-1050℃)降溫速度符合要求,避免因設備故障導致 “偽慢冷”。
總結(jié)
慢冷的核心是 **“緩慢 + 均勻”**,爐冷是可靠的方式(尤其厚板或復雜件),空冷僅適用于薄壁、低精度場景。操作中需控制 600-1050℃區(qū)間的降溫速度,避免因冷卻不均導致應力開裂或性能波動。
316L 不銹鋼板固溶處理后的慢冷(緩慢冷卻)會通過改變其微觀組織(如析出相、晶粒形態(tài)),進而影響力學性能、耐腐蝕性等關鍵特性。其對組織和性能的具體影響如下:
一、對組織的影響
316L 是奧氏體不銹鋼(含 Cr、Ni、Mo),固溶處理的核心是將碳化物等析出相溶解到奧氏體基體中,獲得均勻的單相奧氏體組織。慢冷(尤其在 600-1000℃敏感區(qū)間降溫緩慢)會打破這一平衡,導致組織析出與形態(tài)變化,具體包括:
碳化物(Cr??C?)沿晶界析出
慢冷時,碳原子有充足時間從奧氏體基體擴散至晶界,與 Cr 結(jié)合形成 Cr??C?碳化物。
特征:在光學顯微鏡下可見晶界處呈網(wǎng)狀或顆粒狀分布的碳化物,尤其在 800-450℃區(qū)間降溫過慢時更明顯。
影響:消耗晶界附近的 Cr,形成 “貧 Cr 區(qū)”(Cr 含量從 16-18% 降至 12% 以下),破壞奧氏體的連續(xù)性。
σ 相的少量形成
σ 相是一種脆性金屬間化合物(主要成分為 Cr、Fe,含少量 Mo),在 600-900℃區(qū)間易析出,慢冷時在此溫度段停留時間長,會促進其形成(尤其當板材中含少量鐵素體時,σ 相更易在鐵素體 - 奧氏體界面生成)。
特征:σ 相呈針狀或塊狀,硬度高(HV 500-600),脆性大,會割裂基體組織。
晶粒形態(tài)基本不變,但晶內(nèi)應力分布更均勻
慢冷不會顯著改變固溶處理后的奧氏體晶粒尺寸(仍保持較粗的等軸晶),但因降溫緩慢,晶粒內(nèi)部及晶界的熱應力可逐步釋放,避免快冷導致的 “晶格畸變應力集中”。
二、對性能的具體影響
組織的變化直接導致 316L 的性能呈現(xiàn)以下特征:
1. 力學性能:強度略升,韌性顯著下降
強度與硬度:
碳化物和 σ 相的析出會通過 “彌散強化” 使室溫屈服強度(Rp0.2)和硬度(HV)略有提升(通常屈服強度提高 10-30MPa,硬度提高 10-20HV),但增幅有限(遠低于冷加工強化效果)。
韌性與塑性:
σ 相的脆性和碳化物對晶界的割裂作用,會導致沖擊韌性(αk)大幅下降(可從快冷時的≥200J/cm2 降至 100J/cm2 以下),延伸率(δ)降低 5-15%(如從快冷的 40% 降至 30-35%),材料脆性增加,抗沖擊和抗斷裂能力減弱。
2. 耐腐蝕性:耐晶間腐蝕能力顯著下降
晶界 “貧 Cr 區(qū)” 的形成(因碳化物析出消耗 Cr)會導致耐晶間腐蝕性能惡化,在含 Cl?、酸性介質(zhì)(如海水、硝酸)中易發(fā)生晶界腐蝕(沿晶界的選擇性腐蝕)。
對均勻腐蝕影響較?。ㄒ蚧w Cr、Mo 含量仍充足),但對局部腐蝕(如縫隙腐蝕)的敏感性略有上升(σ 相的高硬度會加速應力腐蝕開裂傾向)。
3. 內(nèi)應力:顯著降低,加工性能改善
慢冷過程中,熱應力隨溫度緩慢下降逐步釋放,板材內(nèi)應力(尤其是厚板的內(nèi)外溫差應力)可降低 60-80%,遠低于快冷(水淬或空冷)后的應力水平。
優(yōu)勢:后續(xù)冷加工(如折彎、沖壓)時不易因應力集中導致開裂,適合對成型性要求高的場景(如復雜形狀零件加工)。
4. 尺寸穩(wěn)定性:變形風險降低
慢冷時溫度均勻下降,板材各部位收縮一致,翹曲、彎曲等變形量可控制在 0.1-0.3mm/m(快冷時可能達 0.5-1mm/m),適合對尺寸精度要求高但無需耐蝕性的場景(如結(jié)構(gòu)支撐件)。
總結(jié)
慢冷通過促進碳化物和 σ 相析出,導致 316L 的耐晶間腐蝕性下降、韌性降低,但同時內(nèi)應力大幅減小、加工性能提升。這種組織與性能的變化,使其更適合對耐蝕性要求較低(如干燥環(huán)境、非強腐蝕性介質(zhì)),但需減少變形、便于后續(xù)加工的應用場景(如機械結(jié)構(gòu)件、低溫焊接預處理件等)。
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