奧氏體不銹鋼超低溫閥門深冷處理

                        奧氏體不銹鋼超低溫閥門深冷處理 

                            上海申弘閥門有限公司
     大部分Cr - Ni 奧氏體不銹鋼在常溫下處于亞穩定狀態, 而在超低溫范圍內會因晶格畸變而發生馬氏體轉變。馬氏體開始轉變時的溫度即為馬氏體轉變點(亦稱相變點) , 用符號Ms 來表示。Ms 點的溫度主要取決于固溶在奧氏體內合金元素的量。 上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。奧氏體不銹鋼，是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時，具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，但強度較低，不可能通過相變使之強化，僅能通過冷加工進行強化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質腐蝕外，如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼對濃硝酸具有良好的耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能，在各行各業中獲得了廣泛的應用。[1] 奧氏體不銹鋼生產工藝性能良好，特別是鉻鎳奧氏體不銹鋼，采用生產特殊鋼的常規手段可以順利地生產出各種常用規格的板、管、帶、絲、棒材以及鍛件和鑄件。由于合金元素(特別是鉻)含量高而碳含量又低，多采用電弧爐加氬氧脫碳(AOD)或真空脫氧脫碳(VOD)法大批量生產這類不銹鋼材，對于牌號的小批量產品可采用真空或非真空非感應爐冶煉，必要時加電渣重熔。

鉻鎳奧氏體不銹鋼優良的熱塑性使其易于施以鍛造、軋制、熱穿孔和擠壓等熱加工，鋼錠加熱溫度為1150～1260℃，變形溫度范圍一般為900～1150℃，含銅、氮以及用鈦、鈮穩定化的鋼種偏靠低溫，而高鉻、鉬鋼種偏靠高溫。由于導熱差，保溫時間應較長。熱加工后工件空冷即可。鉻錳奧氏體不銹鋼熱裂紋敏感性較強，鋼錠開坯時要小變形、多道次，鍛件宜堆冷。可以進行冷軋、冷拔和旋壓等冷加工工藝和沖壓、彎曲、卷邊與折疊等成形操作。鉻鎳奧氏體不銹鋼加工硬化傾向較鉻錳鋼弱，一次退火后冷變形量可以達到70%～90%，但鉻錳奧氏體不銹鋼由于變形抗力大，加工硬化傾向強，應增加中間軟化退火次數。一般中間軟化退火處理為1050～1100℃水冷。
奧氏體不銹鋼也可生產鑄件。為了提高鋼液的流動性，改善鑄造性能，鑄造鋼種合金成分應有所調整：提高硅含量，放寬鉻、鎳含量的區間，并提高雜質元素硫的含量上限。
奧氏體不銹鋼使用前應進行固溶處理，以便大限度地將鋼中的碳化物等各種析出相固溶到奧氏體基體中，同時也使組織均勻化及消除應力，從而保證優良的耐蝕性和力學性能。正確的固溶處理制度為1050～1150℃加熱后水冷(細薄件也可空冷)。固溶處理溫度視鋼的合金化程度而定：無鉬或低鉬鋼種應較低(≤1100℃)，而更高合金化的牌號如00Cr20Ni18Mo-6CuN、00Cr25Ni22Mo2N等宜較高(1080～1150℃)。

生產中廣泛采用技術，如爐外精煉率達到95%以上，連鑄比超過80%，高速軋機和精、快鍛機等普遍推廣。特別是在冶煉和加工過程中實現電子計算機控制，保證了產品質量和性能的可靠和穩定。
當奧氏體不銹鋼的工作溫度等于或低于其馬氏體轉變點Ms 時, 就會發生馬氏體轉變。因馬氏體的比容比奧氏體的大, 由此而引起的體積膨脹和組織應力會使零件尺寸發生變化, 終導致閥門泄漏。為防止材料在使用過程中發生馬氏體轉變, 需對其進行深冷處理。 深冷處理是將奧氏體不銹鋼材料浸在冷卻劑中進行冷卻、保冷, 使之發生馬氏體轉變的一種工藝方法。深冷處理可使材料預行馬氏體轉變, 以保證在使用中的組織穩定性。深冷處理一般在零件的精加工之前進行。深冷處理的溫度應以材料的Ms 點為依據。材料不同, Ms 點各異。即使是同一牌號的材料, 由于批次(或爐號) 的不同, 其Ms 點也各不相同, 而且差別很大。有的在超低溫范圍的上限附近即可產生馬氏體轉變。馬氏體的轉變量隨溫度的降低而增加, 為確保工件在使用過程中的組織穩定性, 深冷處理所用介質的溫度需等于或低于閥門工作溫度。深冷處理的冷卻介質多采用液氮或液氦等溶液。可根據閥門使用溫度來確定。浸在深冷介質中的零件達到介質溫度(介質表面所冒氣泡*消失) 時, 即可計算保冷時間。根據實踐經驗, 保冷1～2h 即能達到處理目的。時間過長, 對馬氏體的轉變無明顯影響。保冷結束即可將零件取出在空氣中放冷至常溫。 
經過一次深冷處理后, 奧氏體不銹鋼的馬氏體轉變基本完成, 一般情況下可以滿足使用要求。對于密封性要求較嚴或靠介質壓力密封的超低溫止回閥, 可增加深冷處理的次數。與本文相關的論文有：氣體減壓閥在草珊瑚牙膏的應用