不锈钢和耐热钢热处理》热处理方法选择

文件编号：GL-WI-7.5.2-2011典型产品0Cr18Ni9和00Cr17Ni14Mo2钢管和022Cr22Ni5Mo3N(S32205)双相钢不锈钢无缝管热处理工艺评定方案一．目的验证热处理能力及过程的可靠性是否满足标准及客户要求。

二．依据JB/T9197:2008《不锈钢和耐热钢热处理》GL-WI-P09 《钢管热处理操作规程》GB/T9452-2003《热处理炉有效加热区测定方法》GB5310-2008 《高压锅炉用无缝钢管》GB13296-2007 《锅炉热交换器用不锈钢无缝钢管》GB9948-2006 《石油裂化用无缝钢管》GB/T21833-2008《铁素体-奥氏体双相不锈钢无缝钢管》三．热处理评价准则1.热处理工艺评定要求1.1评定的提出A.新材料投入生产时，由热处理责任工程师根据工艺路线提出评价方案；B.新工艺应用于生产时，由热处理责任工程师提出评定方案；C.以前未涉及材料首次生产时，由热处理责任工程师提出评定方案；D.产品质量理化性能出现较大波动时，由热处理工艺员提出评定方案；E.其它原因（如炉子大修后）认为应该进行热处理工艺评定时，由相关人员提出评定方案；F．客户对工艺要求进行确认或评审时，由市场部门提出要求，技术部组织进行工艺评审。

2、评定准备A.在接到评定通知后，热处理责任工程师准备评定的具体实施，并提出具体方案交工艺负责人及技术副总会签。

B.评定方案由公司生产技术副总（总工）审批。

评定的实施由热处理工序负责实施，相关单位配合。

C.在评定前，必须进行热处理过程确认，确保过程质量。

3、评定程序A.评定应达到的要求⑴新材料应用，应达到相应材料标准检测项目的最低要求；⑵新工艺应用，要达到相应工艺方案的最低要求；⑶要达到图纸或技术规范提最低要求，产品质量出现较大波动，要达到质量稳定可靠；B.热处理工序按批准的工艺评定方案进行产品的热处理。

C.热处理工艺员对整个工艺评定过程进行详细质量跟踪。

不锈钢耐高温的表面预处理有多种方法，以下是其中几种常用的方法：
1. 喷丸处理：通过喷丸处理，可以在不锈钢表面形成一层均匀的硬化层，从而提高其耐高温性能。

2. 热处理：通过热处理，可以提高不锈钢的抗拉强度和屈服强度，使其在高温下保持更好的机械性能。

3. 涂层处理：通过涂层处理，可以在不锈钢表面形成一层保护膜，防止高温氧化和腐蚀。

常用的涂层材料包括陶瓷涂层、玻璃涂层和金属涂层等。

4. 渗碳处理：通过渗碳处理，可以将碳原子渗入不锈钢表面，形成一层高硬度的硬化层，从而提高其耐高温性能。

5. 渗氮处理：通过渗氮处理，可以将氮原子渗入不锈钢表面，形成一层高硬度的硬化层，从而提高其耐高温性能。

渗氮处理后不锈钢的抗拉强度和屈服强度会明显提高，同时具有良好的耐腐蚀性能。

需要注意的是，不同的预处理方法适用于不同类型的不锈钢材料，因此在实际应用中需要根据具体情况选择合适的预处理方法。

同时，预处理后的不锈钢材料也需要进行质量检测，以确保其性能符合要求。

一、填空题1. 为消除加工硬化而进行的热处理方法，对于一般金属材料是退火，对于奥氏体不锈钢、耐热钢则是淬火2. 拉深可分为不变薄拉深和变薄拉深。

前者拉深成形后的零件，其各部分的壁厚与拉深前的坯料相比基本不变；后者拉深成形后的零件，其壁厚与拉深前的坯料相比有明显的变薄，3. 拉深件的总拉深系数等于各次拉深系数的乘积。

4. 根据拉深模使用的压力机类型不同，拉深模可分为单动压力机用拉深模和双动压力机用拉深模；根据拉深顺序可分为首次拉深模和以后各次拉深模；根据工序组合可分为单工序拉深模、复合工序拉深模和连续工序拉深模；根据压料情况可分为有压边装置和无压边装置拉深模。

5. 一般情况下，拉深件的尺寸精度应在T13级以下，不宜高于IT11级。

6. 为了解决拉深过程中的起皱问题，生产实际中的主要方法是在模具结构上采用压料装置。

7. 拉深件的尺寸标注，应注明保证外形尺寸，还是内形尺寸，不能同时标注内外形尺寸。

8. 常用的压料装置有刚性压料装置和弹性压料装置两种。

9. 拉深件壁厚公差要求一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律。

10. 拉深件坯料形状和尺寸是以冲件形状和尺寸为基础，按体积不变原则和相似原则确定。

体积不变原则，即对于不变薄拉深，假设变形前后料厚不变，拉深前坯料表面积与拉深后冲件表面积近似相等，11. 由于金属板料具有板平面方向性和模具几何形状等因素的影响，会造成拉深件口部不整齐，因此在多数情况下采取加大工序件高度或凸缘宽度的办法，拉深后再经过切边工序以保证零件质量。

12. 首先将拉深件划分为若干个简单的便于计算的几何体，并分别求出各简单几何体的表面积。

把各简单几何体面积相加即为零件总面积，然后根据表面积相等原则，求出坯料直径。

13. 设计拉深凸、凹模结构时，必须十分注意前后两道工序的凸、凹模形状和尺寸的正确关系，做到前道工序所得工序件形状和尺寸有利于后一道工序的成形和定位，而后一道工序的压料圈的形状与前道工序所得工序件相吻合，拉深凹模的锥角要与前道工序凸模的斜角一致，尽量避免坯料转角部在成形过程中不必要的反复弯曲。

耐热钢的化学稳定性以及热处理过程转帖：法钢特种钢材耐热钢在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。

它包括抗氧化钢(或称高温不起皮钢)和热强钢两类。

抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。

热强钢那么要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。

耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。

这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。

此外，还开展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。

耐热钢消费工艺热处理珠光体热强钢通常经正火或调质后使用；马氏体耐热钢用调质处理，以稳定组织，得到良好的综合力学性能和高温强度。

铁素体钢不能通过热处理强化。

为消除因冷塑性变形加工和焊接所导致的内应力，可在650～830℃进展退火处理，退火后快速冷却,以便迅速地经过475℃脆性温度范围。

冶炼耐热钢一般在电弧炉或感应炉中熔炼。

质量要求高的往往采用真空精炼和炉外精炼工艺。

铸造某些高合金耐热钢难以加工变形，消费铸件不仅比轧材合算，而且铸件还有较高的持久强度。

所以在耐热钢中耐热铸钢占有相当大的比例。

铸造方法除采用砂型铸造外，还可用精细铸造工艺以获得外表光滑、尺寸准确的产品。

对合成氨和乙烯裂解用的高温炉管往往采用离心铸造的方法。

奥氏体抗氧化钢大多采用高温固溶热处理，以获得良好的冷变形性。

奥氏体热强钢那么先用高温固溶处理，然后在高于使用温度60～100℃条件下进展时效处理,使组织稳定化，同时析出第二相，以强化基体。

耐热铸钢多在铸态下使用，也有根据耐热钢的种类采用相应的热处理的标准：GB/T1221-2007耐热钢棒GB/T20878-2007不锈钢和耐热钢牌号及化学成分GB/T4238-2007耐热钢钢板和钢带GB/T8492-2002一般用途耐热钢和合金铸件JB/T6398-2006大型不锈、耐酸、耐热钢锻件JB/T6403-1992大型耐热钢铸件JC/T880-2001水泥工业用耐热钢铸件NB/T47010-2021(JB/T4728)承压设备用不锈钢和耐热钢锻件SH3087-1997石油化工管式炉耐热钢铸件技术标准。

不锈钢和耐热钢热处理操作清洗：1．工件及夹具在热处理前均应清除油污、残盐、油漆等外来物2．在真空炉中首次使用的夹具，应预先在不低于工件所要求的真空度下进行除气净化处理装炉：1．在热处理过程中易变形工件，应在专用夹具上进行加热2．工件应置于有效加热区内预热：1．对于形状复杂或截面有急剧变化以及有效厚度较大的工件，应进行预热2．预热的方法有：一次预热为800?C，二次预热为500~550?C和850?C，一次预热升温度速度应限制加热：1．有凹槽不通孔的工件、铸件和焊接件以及加工成形的不锈钢工件，一般不宜在盐浴炉中加热2．工件加热应有足够的保温时间，可根据工件有效厚度和条件厚度（实际厚度乘以工件形状系数）参照表5-16和表5-17进行计算冷却：1．马氏体不锈钢耐热钢空冷时，应散放在干燥处2．马氏体不锈钢和耐热钢淬火冷至室温后方可进行清洗、深冷处理或回火3．工件淬火后应及时回火，时间间隔一般不宜超过4h，工件所用钢材含碳量（碳的质量分数）较低，工件形状简单，不应超过16h4．由马氏体不锈钢和耐热钢组成的焊接组合件，焊接和其后的热处理之间的时间间隔不应超过4h清理：1．根据工件要求和表面状况采用碱洗、水溶性清洗剂、氯溶剂喷砂，喷丸等方法进行清理2．一般不采用酸洗的方法进行清理校正：1．工件采用静负荷进行矫正，一般不宜局部敲击2．矫正后应在低于原回火温度下进行去应力退火3．形状复杂或尺寸要求严格工件，矫正后在回火时用定形夹具结合回火进行矫正4．奥氏体不锈钢工件、校正后在300?C以下进行去应力处理质量检验：1．工件按相应技术文件规定的项目和要求进行检验2．当工件力学性能不合格时，可重复热处理，但重复淬火或固溶次数一般不超过二次。

工件的补充回火不算作重复处理3．淬火状态或低温回火后的马氏体不锈钢和耐热钢工件，重复淬火前应进行预热，退火或高温回火4．热处理原始记录应妥善保存备查安全技术：工件热处理时，必须遵守《热处理安全技术》有关规定。

如何正确制定材料的热处理工艺钢材的种类繁多，根据铁碳相图我们可以知道，当碳含量小于0.0218%时，为工业纯铁，碳含量等于0.77%时，属于共析钢，根据其他不同的含量可以分为过共析钢、亚共析钢、共晶白口铁、亚共晶白口铁、过共晶白口铁。

（本文仅针对黑色金属，有色金属不在此范围内）日常工业生产中，又可以根据钢材的使用情况或使用性能分为低碳钢、中碳钢、合金钢、不锈钢、耐候钢、耐热钢等等。

在给材料制定相应的热处理工艺时，我们必须掌握住几点才能制定出适合我们需要的热处理工艺。

第一、必须先了解材料本身的各种热物理性能。

目前材料的热物理性能参数相对而言是缺失的，即便权威的机构研究出来了，这样的数据也是很少会共享出来的。

但是这并不妨碍我们去了解材料的热物理性能。

针对于某一类钢材，其本身的热物理性能大致是有一个范围的，例如超级双相不锈钢SAF2507，这一类钢材本身的强度较高，塑韧性相对较差，在600-1000℃内加热时，极易析出碳化物、氮化物，从而降低材料的耐腐蚀性能。

那么在制定这类钢材的热处理工艺时，我们就会选择避开或者尽量缩小停留在此温度区间的时间，从而避免导致钢材本身的性能会下降。

第二、必须先确认我们做热处理的目的是什么。

这一步是非常关键的，甚至是最重要的一点。

一个结构件做出来，需要经过哪些热处理工艺，需要经过哪些生产环节，需要达到哪些效果。

在对一类产品进行先期策划时，就必须考虑到这一点。

例如，在制作一根焊接式空心轴类产品时，从轴到焊接到产品，需要经过哪些步骤，我们必须先做好先期的策划。

这根轴到底是锻件还是钢管，锻件有什么样的优点，钢管有什么样的优点等等，必须先一一明确。

明确之后，先期对空心轴是否需要进行调质或类似的热处理，明确后，焊接，最终成品是否需要进行热处理消除应力，消除应力后，轴是否需要车加工，车加工能不能加工的动，如果加工部动，是否需要再进行相关的热处理？这些流程我们一定要先期策划好，避免后续难以改变。

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。

其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。

钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。

另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。

早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。

白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。

中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。

随着淬火技术的发展，人们逐渐发现冷剂对淬火质量的影响。

三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。

这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。

中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。

但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。

1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。

b3耐热钢的焊后热处理工艺
B3耐热钢是一种高温用钢，常用于制造热电站锅炉、过热器、再热器、蒸汽管道等部件。

由于其使用环境的特殊性，B3耐热钢在焊接过程中可能会出现一些焊接残余应力、变形、组织变化等问题，因此需要进行焊后热处理工艺。

焊后热处理的主要目的是消除焊接残余应力、改善焊缝组织和性能、防止焊接变形和裂纹等缺陷的产生。

对于B3耐热钢，焊后热处理工艺通常包括退火、正火、回火等步骤。

以下是B3耐热钢焊后热处理工艺的一般步骤：
退火处理：将焊接完成的B3耐热钢部件加热至一定温度（通常在700-900℃之间），保温一段时间（根据部件厚度和材质等因素而定），然后以适当的速度冷却至室温。

退火处理可以消除焊接残余应力，改善焊缝组织和性能，防止焊接变形和裂纹等缺陷的产生。

正火处理：将退火后的B3耐热钢部件再次加热至一定温度（通常在900-1100℃之间），保温一段时间，然后在空气中冷却。

正火处理可以细化焊缝组织，提高焊缝的硬度和强度，进一步消除焊接残余应力。

回火处理：将正火后的B3耐热钢部件加热至一定温度（通常在600-800℃之间），保温一段时间，然后以适当的速度冷却至室温。

回火处理可以消除正火过程中产生的残余应力，稳定焊缝组织，提高部件的韧性和耐腐蚀性。

需要注意的是，具体的焊后热处理工艺应根据B3耐热钢的具体
材质、焊接工艺、部件结构等因素进行制定。

同时，热处理过程中应严格控制加热温度、保温时间、冷却速度等参数，以确保焊后热处理效果的质量和稳定性。

耐热钢热处理
耐热钢是一种高温合金钢，具有高温抗氧化、耐热腐蚀和耐磨损等优良性能。

对于耐热钢的热处理，主要有以下几种方法：
1. 固溶处理：将耐热钢加热至高温状态（一般在1050~1200℃），使其固态溶解，然后进行冷却。

这种处理方式主要是为了消除材料内部的残余应力和晶界组织异常等缺陷，提高材料的塑性、韧性和可加工性。

2. 淬火处理：将固溶处理后的耐热钢快速冷却（如水淬或油淬），使其在短时间内变为马氏体，从而提高材料的硬度和强度。

3. 回火处理：将淬火后的耐热钢加热至一定温度（一般在600~800℃），保温一段时间后冷却，这种处理方式能够降低材料的硬度和强度，提高韧性和耐热性。

以上三种热处理方式可以根据不同的工况和要求进行组合，以达到最优化的热处理效果。