不锈钢炉管的固溶和稳定化处理

East6543

不锈钢固溶处理的目的是获得单相奥氏体组织，提高耐蚀性。稳定化处理的目的是使溶于奥氏体中的碳与钛以碳化钛的形式充分析出，而碳不再同铬形成碳化物，从而有效消除了晶界贫铬的可能，避免了晶间腐蚀的产生。固溶温度一般980-1100℃，稳定化温度一般850-900℃。
碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。奥氏体不锈钢在经400-850℃的温度范围内（敏化温度区间）时，会有高铬碳化物（Cr23C6）析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，严重时能变成粉末。所以有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理和稳定化处理。
固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铬形成高铬碳化物）。这种热处理方法为固溶热处理。
稳定化处理：为避免与铬形成高铬碳化物，在奥氏体中加入稳定化元素（如钛和铌），在加热到875℃以上温度时，能形成稳定的碳化物（由于Ti和Nb能优先与碳结合，形成TiC或NbC）,大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），从而起到了牺牲Ti和Nb保护Cr的目的。

上面是我了解的固溶和稳定化处理，但对于敏化区间如何理解，是不是所有的不锈钢炉管在敏化温度范围内使用都有贫铬的倾向或者说贫铬只是针对焊缝来说的？？？

另外TP321H和TP347H炉管稳定化处理的温度和时间是如何规定的？？？求大神解答。

真水无香ZQL

所有的不锈钢炉管在敏化温度范围内使用都会产生晶粒边沿部分贫铬的现象。随着时间的延长，Cr也会从晶体内部向四周扩散，从而减轻或消除晶粒边沿部分贫Cr的情况。
TP321H和TP347H炉管稳定化处理的温度可结合钢管的化学成分、固溶处理的温度和时间而定，但也没多大的影响，850-900℃之间问题都不大。时间根据厚度来定。稳定化处理效果可通过ASTM A262 E 试验来验证。

gl9855

我认为敏化倾向和敏化温度与含碳量有关系。

East6543

各位网友对于固溶和稳定化了解的知识，都可以拿出来讨论，希望问题越辩越明。

qilupzh

  感谢优质资料和经验的分享，向大家学习了。

East6543

gl9855 发表于 2018-10-17 08:06
我认为敏化倾向和敏化温度与含碳量有关系。

你说的没错，这个是与碳含量有关的，有的设计院为了避免贫铬的出现，采用低碳含量的材料，在一定程度上减少碳含量，减少Cr23C6组分的出现，这个只是定性的分析。

ludonghai-ldh

我认为敏化倾向和敏化温度与含碳量有关系。

East6543

真水无香ZQL 发表于 2018-10-17 08:13
所有的不锈钢炉管在敏化温度范围内使用都会产生晶粒边沿部分贫铬的现象。随着时间的延长，Cr也会从晶体内部 ...

        关于第一段话，我想多问下，TP304的不锈钢炉管，长期使用温度在600℃左右，有设计案例表明不会出现问题，该如何理解。对于炉管的话，在敏化区间使用时是整个炉管纵向区间都会出现Cr23C6的结合还是只会在焊缝处出现？如果Cr23C6的量较高时，就可能出现贫铬现象，使用时就会比较危险了。
         关于第二段，稳定化处理时间，我在网上看到过，1mm=15分钟，按照这个换算是不是能达到热处理效果？关于这个热处理问题，是否有权威的规范或发表的论文可供参考的，求推荐。

wuyoujiao2010

感謝樓主分亯好資料！

真水无香ZQL

East6543 发表于 2018-10-17 09:25
关于第一段话，我想多问下，TP304的不锈钢炉管，长期使用温度在600℃左右，有设计案例表明不会出 ...

是否出现晶间腐蚀，重要条件之一是腐蚀介质是液态的，晶粒四周的贫Cr，是另一条件。600℃的工况下，钢管是不会出现晶腐的。往往考虑的是停车的情况下，出现了液态的介质，可能会导致钢管出现晶腐。再，长期处于600℃的工况，也会使Cr均匀分布。
这些都是定性的解释，具体具体工况要具体分析。