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ICS 25.

200 J

36 JB/T 9197-1999 不锈钢和耐热钢热处理 Heat treating for stainless steel and heatCresisting steel 1999-06-24 发布 2000-01-01 实施 国家机械工业局发布I前言本标准是对 ZB/T J36 017―90《不锈钢和耐热钢热处理》的修订.修订时按有关规定对作了编辑 性修改,主要技术内容没有变化. 本标准自实施之日起代替 ZB/T J36 017―90. 本标准由全国热处理标准化技术委员会提出并归口. 本标准负责起草单位:航空材料研究院、成都发动机公司. 本标准负责起草人:董云国、臧兰英、戴舸、马学刚、赵振福. 本标准于

1990 年4月19 日首次发布. JB/T 9197-1999

1 1 范围 本标准规定了不锈钢和耐热钢热处理的方法及所用的设备、工艺、工艺材料、质量检验和安全技 术. 本标准适用于不锈钢和耐热钢的热处理.

2 引用标准 下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文.本标准出版时,所示版本 均为有效.所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性. GB/T 221―1979 钢铁产品牌号表示方法 GB/T 394.1―1994 工业酒精 GB 443―1989 LCAN 全损耗系统用油 GB 536―1988 液体无水氨 GB/T 1220―1992 不锈钢棒 GB/T 1221―1992 耐热钢棒 GB 3101―1993 有关量、单位和符号的一般原则 GB/T 4237―1992 不锈钢热轧钢板 GB/T 4238―1992 耐热钢板 GB/T 4842―1995 纯氩 GB/T 9452―1988 热处理炉有效加热区测定方法 GB 15735―1995 金属热处理生产过程安全卫生要求 JB/T 9202―1999 热处理用盐

3 定义 本标准采用下列定义. 3.

1 热处理不可强化的钢 不能用热处理的方法改变组织结构进行强化的钢. 3.

2 热处理可强化的钢 可以用热处理方法改变组织结构进行强化的钢. 3.

3 调整热处理 为改变沉淀硬化型不锈钢的马氏体转变点所进行的固溶处理. 国家机械工业局 1999-06-24 批准 中华人民共和国机械行业标准不锈钢和耐热钢热处理 Heat treating for stainless steel and heatCresisting steel JB/T 9197-1999 代替 ZB/T J36 017―90 2000-01-01 实施 JB/T 9197-1999

2 4 不锈钢和耐热钢分类 4.

1 不锈钢和耐热钢牌号表示方法和化学成分, 应符合 GB/T

221、 GB/T

1220、 GB/T

1221、 GB

3101、 GB/T

4237 和GB/T

4238 的规定. 4.

2 不锈钢和耐热钢按热处理分为热处理不可强化的钢和热处理可强化的钢,常用钢号见表 1. 表1常用的不锈钢和耐热钢钢号 热处理不可强化的钢热处理可强化的钢0Cr18Ni9 1Cr18Ni9 2Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti 2Cr13Ni4Mn9 1Cr23Ni18 4Cr14Ni14W2Mo 2Cr18Ni8W2 1Cr21Ni5Ti 1Cr18Mn8Ni5N 1Cr19Ni11Si2AlTi 1Cr14Mn14Ni 1Cr14Mn14Ni3Ti 1Cr13,2Cr13,3Cr13 4Cr13,1Cr17Ni2 2Cr13Ni2,9Cr18 9Cr18MoV,2Cr3WMoV 1Cr11Ni2W2MoV 1Cr12Ni2WMoVNb 3Cr13Ni7Si2 4Cr10Si2Mo 1Cr14Ni3W2VB 0Cr17Ni7Al 0Cr17Ni4Cu4Nd 0Cr15Ni7Mo2Al 3Cr13Mo

5 热处理方法与选择 5.

1 热处理不可强化的不锈钢和耐热钢 5. 1.

1 要求提高抗腐蚀性能和塑性、消除冷作硬化的工件,应进行固溶处理. 5. 1.

2 对于形状复杂不宜固溶处理的工件,可进行去应力退火. 5. 1.

3 含钛或铌的不锈钢,为了获得稳定的抗腐蚀性能,可进行稳定化退火. 5.

2 热处理可强化的不锈钢和耐热钢 5. 2.

1 要求提高强度、硬度和抗腐蚀性能的工件,应进行淬火加低温回火处理. 5. 2.

2 要求较高的强度和弹性极限、而对抗腐蚀性要求不高的工件,应进行淬火加中温回火处理. 5. 2.

3 要求得到良好的力学性能和一定的抗腐蚀性能的工件,应进行淬火加高温回火处理. 5. 2.

4 要求消除加工应力、降低硬度和提高塑性的工件,可进行退火处理. 5. 2.

5 要求改善原始组织的工件,可进行正火加高温回火的预备热处理. 5. 2.

6 要求得到良好的力学性能和抗腐蚀性能的沉淀硬化型不锈钢工件,可进行固溶加时效,固溶加 深冷处理或冷变形加时效等调整处理. 5.

3 焊接组合件 5. 3.

1 由热处理可强化的不锈钢和耐热钢构成的焊接组合件,根据工件图样的要求,可进行淬火加回 火或去应力退火. JB/T 9197-1999

3 5. 3.

2 由热处理不可强化的不锈钢和耐热钢构成的焊接组合件,要求改善焊缝区域组织和抗腐蚀性能 以及较充分地消除应力时,可进行固溶处理.对于形状复杂不宜进行固溶处理的焊接组合件,可采用 去应力退火. 5. 3.

3 由热处理可强化与不可强化的不锈钢和耐热钢构成的焊接组合件,当要求以抗腐蚀性能为主时, 应进行固溶处理加低温回火;

当要求以力学性能为主时,应进行淬火加低温或中温回火处理.对于形 状复杂的焊接组合件,可进行去应力退火或高温回火.

6 设备 6.

1 加热设备 6. 1.

1 不锈钢和耐热钢工件可以用空气电阻炉、盐浴炉、保持气氛炉、真空炉等加热.对于具有成品 尺寸的工件、薄壁工件、螺栓等,一般应在保护气氛炉、真空炉中加热,也可以用涂料保护在空气电 阻炉中加热. 6. 1.

2 各类加热设备应具备能自动调节、记录和超温报警的温度控制装置. 6. 1.

3 加热炉的分类及技术要求,应符合表

2 中Ⅲ~Ⅳ类设备的规定. 表2加热炉的分类及技术要求 设备类别 有效加热区的温度偏差 ℃ 控温精度 ℃ 仪表精度等级 (不低于) 记录纸读数 ℃/mm Ⅰ ±3 ±1 0.25 ≤2 Ⅱ ±5 ±1.5 0.3 ≤4 Ⅲ ±10 ±5 ≤5 Ⅳ ±15 ±8 ≤6 Ⅴ ±20 ≤8 Ⅵ ±25 ±10 0.5 ≤10 6. 1.

4 加热炉有效加热区的测定方法、检验周期及检定设备的技术要求,按GB/T

9452 的规定执行. 6. 1.

5 保护气氛加热炉中的保护气氛应能调节和控制.保护气不能直接冲击工件. 6. 1.

6 真空热处理炉的压升率,在真空度高于 0.13 Pa 的状态下,应小于 1.33 Pa/h;

炉内真空度和气 氛应能根据热处理工艺的要求进行调节. 6.

2 冷却设备 6. 2.

1 淬火槽的容积应保证在连续生产的条件下具有足够的冷却能力,并应备有槽盖. 6. 2.

2 淬火槽应具有冷却循环系统以及搅拌装置, 必要时应具备加热装置, 但不推荐用压缩空气搅拌. 6. 2.

3 在淬火槽内应安装感温元件,其测温仪表的分辨力小于或等于 5℃. 6. 2.

4 淬火油槽的油温应保持在 20~100℃之间. 除非另有规定,淬火水槽的水温应保持在 10~40℃. 6. 2.

5 盐浴加热用淬火槽用水应定期更换. 6.

3 清洗设备 6. 3.

1 洗涤槽或洗涤机应能满足工件洗涤质量的要求. JB/T 9197-1999

4 6. 3.

2 采用氯溶剂或对环境产生污染的其它化学溶剂洗涤时,洗涤槽或洗涤机应具备抽风和排污装置.

7 工艺材料 7.

1 常用的工艺材料应符合表

3 的技术要求. 表3常用工艺材料的技术要求 序号 名称技术条件用途1氩气GB/T

4842 2 氮气保护加热和冷却

3 氢气纯度≥99.995%,氧750℃ (10~15)min+(1~2)min/mm*δ mm (60~80)min+(3~4)min/mm*δ mm 注1真空炉中加热时间计算公式系指内热式真空炉;

外热式真空炉加热时间可适当延长.

2 式中:δ为工件有效厚度或条件厚度,mm. 表5工件形状系数 形状系数球正方体 0.75 圆棒 方棒 1.00 板b≤2a 1.50 2a4a 2.00 管 两端开口短管 ≤2.00 一端封闭管 2.00~4.00 长管或两端封闭管 >

4.00 8.

5 冷却 JB/T 9197-1999

6 8. 5.

1 马氏体不锈钢和耐热钢工件空冷时,应散放在干燥处. 8. 5.

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. 8. 5.

3 马氏体不锈钢和耐热钢工件淬火后应及时回火,时间间隔一般不宜超过

4 h;

含碳量较低、形 状简单的工件,不应超过

16 h. 8. 5.

4 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

4 h. 8.

6 清理 8. 6.

1 热处理后可根据工件要求和表面状况采用碱液、水溶性清洗剂、氯溶剂及喷砂、喷丸等方法进 行清理. 8. 6.

2 不锈钢和耐热钢工件,尤其是焊接组合件,热处理后一般不宜采用酸洗的方法进行清理. 8.

7 校正 8. 7.

1 工件应采用静负荷进行校正,一般不宜局部敲击. 8. 7.

2 马氏体不锈钢和耐热钢工件,校正后应在低于原回火温度的条件下进行去应力退火. 8. 7.

3 形状复杂或尺寸要求严格的工件,在回火时用定形夹具结合回火进行校正. 8. 7.

4 奥氏体不锈钢工件,校正后在 300℃以下进行去应力退火.

8 热处理规范 不锈钢和耐热钢的热处理规范参照表

6 和表 7. 表6不完全退火、去应力退火或高温回火及正火的热处理规范 不完全退火 正火去应力退火或高温回火 组织 类型 序号钢号加热温度 ℃ 冷却 介质 布氏硬度 HB 加热温度 ℃ 冷却 介质 布氏硬度 HB 加热温度 ℃ 冷却 介质 布氏硬度 HB 730~780 ≤229

1 1Cr13 850~900 空气 ≤170 ― ― ―

2 2Cr13 ≤187

3 3 Cr13 ≤206

4 4 Cr13 870~900 ≤229 ≤229

5 2 Cr13Ni2 840~860 炉冷 206~285 730~780 ≤254

6 1 Cr17Ni2 670~690 ≤285 ― ―

7 1Cr11Ni2W2MoV 900~1010 空气 730~750 197~269 ― ―

8 1Cr12Ni2WMoVNb 1140~1160 680~720 229~320

9 1Cr14Ni3W2VB ― ― ― 930~950 空气 670~690 197~285

10 9Cr18 ≤269 ≤269

11 9Cr13MoV 880~920 炉冷 ≤241 ― ― ― 730~790 空气 ≤254

12 3Cr13Ni7Si2 ― 淬火并退火与回火:1040~1070℃,水冷,860~880℃保温 6h,随炉 冷却至 300℃后空冷,660~680℃空冷 ―

13 4Cr10Si2Mo 等温退火 退火:1000~1040℃,保温 1h,随炉冷却至 750℃,保温 3~4 h,空冷 197~269

14 2Cr3WMoV ― ― ― 1040~1060 空气 740~760 187~269 马氏体型15 3Cr13Mo 870~900 炉冷

229 ― ― ― 730~780 空气 ≤229 注:炉冷至 600℃以下空冷. JB/T 9197-1999

7 表7淬火或固溶处理、回火或时效的热处理规范 淬火或固溶处理 按强度选择的回火或时效规范 按硬度选择的回火或时效规范 组织 类别 序号钢号加热温度 ℃ 冷却介质 抗拉强度 MPa 回火或时 效温度 1) ℃ 冷却 介质 布氏硬度 HB 回火或时 效温度 1) ℃ 冷却 介质 780~980 580~650 254~302 580~650 880~1080 560~620 285~341 560~620 980~1180 550~580 354~362 550~580 1080~1270 520~560 油或水 341~388 520~560 油或水

1 1Cr13 1000~1050 油或空气 >

1270

388 1370

445 1470

514 1570

514 1130 500~600 空气 330~388 550~600 空气 50~55HRC 250~380

10 9Cr182) 1010~1070 油―――>

55HRC 160~250 空气 50~55HRC 260~320

11 9Cr18MoV2) 1050~1070 油―――>

55HRC 160~250 空气

12 3Cr13Ni7Si23) 790~810 油―――341~401 ― ―

13 4Cr10Si2Mo 1010~1050 油或空气 ― ― ― 302~341 700~760 空气 马氏体型14 2Cr3WMoV 1030~1080 油>

880 660~700 285~341 660~700 空气

15 0Cr18Ni9 1050~1100 空气或水

16 1Cr18Ni9 1050~1150 空气或水

17 2Cr18Ni9 1100~1150 空气或水

18 1Cr18Ni9Ti4) 1050~1150 空气或水

19 2Cr13Ni4Mn9 1120~1150 空气或水 ― ― ― 197~285 620~680

20 4Cr14Ni4W2Mo 1040~1060 水―――179~285 810~830 空气 1020~1060 水―――≤276 640~660

21 2Cr18Ni8W2 234~276 810~830 空气 奥氏体型22 1Cr21Ni5Ti 950~1050 空气或水 JB/T 9197-1999

9 表7(完) 淬火或固溶处理 按强度选择的回火或时效规范 按硬度选择的回火时或效规范 组织 类别 序号钢号加热温度 ℃ 冷却 介质 抗拉强度 MPa 回火或时 效温度 ℃ 冷却 介质 布氏硬度 HB 回火或时 效温度 ℃ 冷却 介质 940~960

23 1Cr18Mn8Ni5N 1060~1080 空气或水

24 1Cr19Ni11Si4AlTi 980~1020 水

25 1Cr14Mn14Ni 1000~1150 空气或水

26 1Cr14Mn14Ni3Ti 1050~1100 空气或水 奥氏体型27 1Cr23Ni18 1050~1150 空气或水 ........