4-2 奥氏体不锈钢的热处理

奥氏体不锈钢不能通过淬火来提高其抗拉强度。然而，由于它是通过塑性加工进行加工硬化的，因此在需要高硬度和高强度时进行轧制和拉丝。这种高强度因素是由于通过塑性加工从奥氏体形成工致马氏体。由于奥氏体是顺磁性材料，它不会附着在磁铁上，但由于工艺诱发的马氏体是铁磁体，它会附着在磁铁上。

该冷加工产生的残余应力使耐腐蚀性劣化并引起应力腐蚀开裂。在含有中性氯离子的环境（如海水）中使用时，应力腐蚀开裂需要特别小心。为防止应力腐蚀开裂，消除应力退火和凝固热处理是有效的。如果目的只是为了消除应力，在850℃左右退火可以获得良好的效果，但如果考虑到耐腐蚀性，溶解热处理是必不可少的。

固溶热处理是在1000～1100℃加热和淬火的操作，是在去除加工应力的同时，以Cr碳化物固溶为目的而进行的。例如，图 1 显示了冷加工和凝固热处理后的金相组织。在冷加工后的组织中，晶粒长时间拉长变形，并观察到许多应变线，但凝固热处理的产品呈现出健康的奥氏体组织。然而，经过这种凝固热处理的钢种，其耐腐蚀性能更好，但更软，因此抗拉强度低。

如前所述，奥氏体不锈钢在Cr碳化物析出时，其耐腐蚀性能极差，因此在使用时应牢记于心。Cr碳化物析出是加热到500～800℃时发生的现象，热加工后缓慢冷却时或焊接时在热影响区常发生。Cr碳化物沿晶界析出，腐蚀发展时沿晶界进行，故此现象称为晶间腐蚀。

图1 SUS304冷弯凝固热处理的显微组织

例如，图 2 显示了 SUS304 在 600°C、650°C 和 700°C 下加热 2 小时的显微组织。加热温度越高，晶界腐蚀越深，Cr碳化物的析出状态清晰可见。如图所示，通过凝固热处理可以消除碳化物的析出。

图2 SUS304加热引起的组织变化

作为防止这种晶间腐蚀的措施，可以提及以下项目。

• 避免加热到500-800℃【不要析出Cr碳化物】
• 在加工过程中加热到500-800℃时，进行固溶热处理【碳化物的固溶】
• 变更为碳含量低的钢种（L材等）【减少碳化物析出量】
• 选择含有Ti和Nb的钢种（SUS321等）。[碳化物与Ti和Nb固定，它们是比Cr更强的碳化物形成元素，并且Cr碳化物不沉积]

奥氏体不锈钢用作弹簧时，在凝固热处理后通过冷轧或拉丝加工硬化。但是，如果进行加工硬化，则弹簧特性会不足，并且会在短时间内磨损。因此，一般以提高弹簧特性为目的，采用400℃左右的退火。