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摘 要：文章以304奥氏体不锈钢为研究对象，结合实验研究，通过对多种不同热处理工艺对奥氏体不锈钢复合板抗腐蚀性的影响分析，总结出了不同热处理制度下复合板的晶间腐蚀性能变化，可为制定适用于复合板的热处理工艺提供理论指导。
关键词：304不锈钢；硬度；塑形；抗腐蚀性；热处理
不锈钢是一种特殊的材科，兼有功能材料和结构材料两者的特征。奥氏体不锈钢是不锈钢中重要的钢类，在多种腐蚀介质中具有优良的耐蚀性，并且综合力学性能良好，同时工艺性能和可焊性优良，其复合板是以不锈钢为复层，碳钢为基层，通过爆炸焊接结合，既保持不锈钢优异的耐蚀性，又利用碳钢的承载荷能力，因而被广泛应用。但需要注意的是，这类爆炸复合板在爆炸复合后会出现强度、硬度变高，塑性减小等现象，严重制约复合板的塑性，抗腐蚀性，不利于随后的矫直以及使用。现有实践研究表明，通过热处理能够消除爆炸复合后的内应力，从而有效上述存在解决。那么，为满足后续加工和使用的要求，合理选择热处理工艺就显得十分关键了。为探寻一种科学合理的热处理工艺，使得爆炸复合后的复合板能够恢复良好的塑形，表现出优良的耐蚀性，保证复合板的后续加工性能及使用，文章做此实验研究，现介绍如下。
1 实验方法
1.1 实验材料
实验所用不锈钢为304，化学成分如表1所示。所用钢板为优质碳素钢ASTMAGr70，化学成分如表2所示。
1.2 实验设备及方法
试验采用不同热处理工艺对材料进行热处理，如表3所示。
利用OLYMPUSBX60光学显微镜观察试样微观组织形貌。采用MODEL55100型电子万能试验机进行晶间腐蚀试验。
2 结果与分析
2.1 原材料检验结果
通过对不锈钢原材料进行微观检验，可以看出，组织为典型的奥氏体等轴晶组织，晶粒大小较均匀，无金属夹杂、第二相等缺陷存在。从原材料的晶间腐蚀结果来看，满足ASTMA262E法的要求，试样无腐蚀倾向。
2.2 热处理后试样结果
采用热处理工艺对304不锈钢复合板进行热处理，并按照奥氏体钢晶间腐蚀试验标准ASTMA262E法检验，从试验结果可以看出，除工艺4以外，其余工艺条件下，腐蚀试样表面均出现缺陷：“起皮”或断裂。
分别对应不同工艺下，晶间腐蚀试验后试样宏观形貌。当热处理制度为（540±10）℃/4h（炉冷）时，经过48h硫酸铜溶液煮沸处理后，对试样弯曲试验，弯试样表面有“起皮”现象，说明在工艺1条件下，奥氏体不锈钢出现了晶间腐蚀现象。在金相显微镜下，材料的微观组织，可以看出，材料表面存在裂纹，也说明材料已发生晶间腐蚀。对比工艺2条件下，试样弯曲后，表面出现一条明显的裂纹，而其余区域光滑无裂纹，这说明奥氏体钢未发生晶间腐蚀，仅仅是塑形不足导致受拉断裂，这是因为爆炸复合过程中，奥氏体钢收到剧烈的外力冲击，导致材料发生加工硬化，从而使材料的塑形下降。当进行弯曲时，材料因塑形不足发生断裂。工艺1与工艺2的区别在于冷却方式不同，而从试验结果来看，（540±10）℃条件下，炉冷过程将延长材料在高温环境下的时间，导致奥氏体晶间析出过多的化合物，使材料发生晶间腐蚀。而空冷虽然缩短高温停留时间，但是不足以改善材料的加工硬化，因此导致材料发生塑形不足而断裂，这些都不利于用户的后续加工。在工艺3和工艺5条件下，试样的宏观形貌，与工艺1相似。采用炉冷处理后，随着温度的提高，腐蚀试样的“起皮”现象越严重，这说明化合物在晶界上的析出越来越多，材料发生晶间腐蚀越严重。在工艺4条件下，腐蚀试样的形貌，可以看出，腐蚀试验表面光滑，无裂纹，这表明材料晶间未聚集大量化合物。从该试样的微观组织可以看出，弯曲后，试样表面发生严重的塑形变形，但是无裂纹存在。但是，当温度提高（如工艺5和工艺6时），即使空冷（如工艺6），腐蚀试样表面仍出现严重晶间腐蚀现象。这说明，在（620±10）℃左右，如果缩短高温停留时间（如采用空冷的方法），可避免材料发生晶间腐蚀。
3 结束语
总之，材料的晶间腐蚀无法用无损的方法进行检测，却会造成设备的突然破坏，危害性极大。因此，为保障奥氏体不锈钢复合板后续加工和使用的要求，选择合适的热处理工艺十分关键。文章通过实验研究，总结分析了不同热处理工艺下奥氏体钢体抗腐蚀性能的变化，得出本实验中复合板的最佳热处理工艺为：（620±10）℃/4h，空冷，希望能够为制定适用于复合板的热处理工艺提供指导。
参考文献
[1]尹志宏；闫力；岳珊；王小兵.热处理制度对奥氏体不锈钢复合板拉伸性能的影响[J].化学工程与装备.2010（08）
[2]田晓军；王鹏；张罡；邢卓；韩福江.不锈钢复合板焊接接头晶间腐蚀失效分析[J].压力容器.2012（03）
[3]何小松；李平仓；赵惠；刘林彦；赵勤孝.热处理对不锈钢复合板晶间腐蚀性能的影响分析[J].热加工工艺.2015（10）
关键词：304不锈钢；硬度；塑形；抗腐蚀性；热处理
不锈钢是一种特殊的材科，兼有功能材料和结构材料两者的特征。奥氏体不锈钢是不锈钢中重要的钢类，在多种腐蚀介质中具有优良的耐蚀性，并且综合力学性能良好，同时工艺性能和可焊性优良，其复合板是以不锈钢为复层，碳钢为基层，通过爆炸焊接结合，既保持不锈钢优异的耐蚀性，又利用碳钢的承载荷能力，因而被广泛应用。但需要注意的是，这类爆炸复合板在爆炸复合后会出现强度、硬度变高，塑性减小等现象，严重制约复合板的塑性，抗腐蚀性，不利于随后的矫直以及使用。现有实践研究表明，通过热处理能够消除爆炸复合后的内应力，从而有效上述存在解决。那么，为满足后续加工和使用的要求，合理选择热处理工艺就显得十分关键了。为探寻一种科学合理的热处理工艺，使得爆炸复合后的复合板能够恢复良好的塑形，表现出优良的耐蚀性，保证复合板的后续加工性能及使用，文章做此实验研究，现介绍如下。
1 实验方法
1.1 实验材料
实验所用不锈钢为304，化学成分如表1所示。所用钢板为优质碳素钢ASTMAGr70，化学成分如表2所示。
1.2 实验设备及方法
试验采用不同热处理工艺对材料进行热处理，如表3所示。
利用OLYMPUSBX60光学显微镜观察试样微观组织形貌。采用MODEL55100型电子万能试验机进行晶间腐蚀试验。
2 结果与分析
2.1 原材料检验结果
通过对不锈钢原材料进行微观检验，可以看出，组织为典型的奥氏体等轴晶组织，晶粒大小较均匀，无金属夹杂、第二相等缺陷存在。从原材料的晶间腐蚀结果来看，满足ASTMA262E法的要求，试样无腐蚀倾向。
2.2 热处理后试样结果
采用热处理工艺对304不锈钢复合板进行热处理，并按照奥氏体钢晶间腐蚀试验标准ASTMA262E法检验，从试验结果可以看出，除工艺4以外，其余工艺条件下，腐蚀试样表面均出现缺陷：“起皮”或断裂。
分别对应不同工艺下，晶间腐蚀试验后试样宏观形貌。当热处理制度为（540±10）℃/4h（炉冷）时，经过48h硫酸铜溶液煮沸处理后，对试样弯曲试验，弯试样表面有“起皮”现象，说明在工艺1条件下，奥氏体不锈钢出现了晶间腐蚀现象。在金相显微镜下，材料的微观组织，可以看出，材料表面存在裂纹，也说明材料已发生晶间腐蚀。对比工艺2条件下，试样弯曲后，表面出现一条明显的裂纹，而其余区域光滑无裂纹，这说明奥氏体钢未发生晶间腐蚀，仅仅是塑形不足导致受拉断裂，这是因为爆炸复合过程中，奥氏体钢收到剧烈的外力冲击，导致材料发生加工硬化，从而使材料的塑形下降。当进行弯曲时，材料因塑形不足发生断裂。工艺1与工艺2的区别在于冷却方式不同，而从试验结果来看，（540±10）℃条件下，炉冷过程将延长材料在高温环境下的时间，导致奥氏体晶间析出过多的化合物，使材料发生晶间腐蚀。而空冷虽然缩短高温停留时间，但是不足以改善材料的加工硬化，因此导致材料发生塑形不足而断裂，这些都不利于用户的后续加工。在工艺3和工艺5条件下，试样的宏观形貌，与工艺1相似。采用炉冷处理后，随着温度的提高，腐蚀试样的“起皮”现象越严重，这说明化合物在晶界上的析出越来越多，材料发生晶间腐蚀越严重。在工艺4条件下，腐蚀试样的形貌，可以看出，腐蚀试验表面光滑，无裂纹，这表明材料晶间未聚集大量化合物。从该试样的微观组织可以看出，弯曲后，试样表面发生严重的塑形变形，但是无裂纹存在。但是，当温度提高（如工艺5和工艺6时），即使空冷（如工艺6），腐蚀试样表面仍出现严重晶间腐蚀现象。这说明，在（620±10）℃左右，如果缩短高温停留时间（如采用空冷的方法），可避免材料发生晶间腐蚀。
3 结束语
总之，材料的晶间腐蚀无法用无损的方法进行检测，却会造成设备的突然破坏，危害性极大。因此，为保障奥氏体不锈钢复合板后续加工和使用的要求，选择合适的热处理工艺十分关键。文章通过实验研究，总结分析了不同热处理工艺下奥氏体钢体抗腐蚀性能的变化，得出本实验中复合板的最佳热处理工艺为：（620±10）℃/4h，空冷，希望能够为制定适用于复合板的热处理工艺提供指导。
参考文献
[1]尹志宏；闫力；岳珊；王小兵.热处理制度对奥氏体不锈钢复合板拉伸性能的影响[J].化学工程与装备.2010（08）
[2]田晓军；王鹏；张罡；邢卓；韩福江.不锈钢复合板焊接接头晶间腐蚀失效分析[J].压力容器.2012（03）
[3]何小松；李平仓；赵惠；刘林彦；赵勤孝.热处理对不锈钢复合板晶间腐蚀性能的影响分析[J].热加工工艺.2015（10）