不锈钢法兰沉淀硬化原理及过程

　　1. 不锈钢法兰沉淀硬化的机理是共格理论：在特定条件下，溶质原子在特定晶面上偏聚，形成薄层并与基体点阵共格，两种晶格相互协调，点阵间距差引发基体应变，产生硬化效果。沉淀硬化在有些合金钢中又称为时效硬化或时效强化。在特定温度区间进行时效处理，析出沉淀硬化质点;温度继续升高，质点长大，共格应变随之增大，达到临界值时导致滑移和剪切应变，共格应力得到释放，硬化效果减小，称为过时效。

　　获得沉淀硬化相的基本条件是：钢中应含有一种或多种在基体中溶解度可变，或可引发显微组织结构变化的合金元素，通过适当的热处理，使该元素以碳化物、氮化物或金属间化合物的形式析出，这些合金元素称为沉淀强化元素。目前广泛应用的沉淀强化元素有：Al、Ti、Nb、V、Zr、Cu、W、Mo、Si、N、B等。可能形成的沉淀硬化相分为两类：一类是A1、Ti、V、Nb、Zr、Cr、Mo、W的碳、氮、硼化合物;另一类是金属间化合物。到底形成哪种沉淀硬化相，主要取决于合金元素的原子半径和其在基体中的溶解度，半径较小的碳原子、氮原子和硼原子会进入到过渡金属晶体的间隙中，当碳、氮、硼的含量小于过渡金属溶解度时会形成相应的化合物：碳化物、氮化物和硼化物，原金属晶格不发生变化;当碳、氮、硼的含量大于过渡金属溶解度时则会形成金属间化合物(或间隙化合物)，原金属晶格也就发生了变化。原子半径大于130pm的过渡金属才能与碳、氮、硼形成间隙化合物，其共同特点是：不透明，有金属光泽，熔点极高，硬度大，导电、导热性能较好，有良好化学稳定性，但比较脆。沉淀硬化不锈钢法兰和超马氏体不锈钢的碳含量一般比较低，主要依靠析出金属间化合物来强化。

　　2. 不锈钢法兰的沉淀硬化处理通常描述为三个阶段。

　　第一个阶段 ，使钢奥氏体化，以便在冷却过程中形成马氏体。而对于沉淀硬化钢，这一阶段还需要铜及合金碳化物溶解，形成时效硬化(沉淀硬化)条件。

　　第二阶段，将钢迅速地从奥氏体温度冷至27℃以下。

　　第三阶段，时效硬化(因为铜及合金碳化物的析出又叫沉淀硬化)阶段。这一阶段进一步增加马氏体的强度和硬度。时效温度不可太高，以免材料发生过“时效”现象，即材料塑性增加，强度下降。正是这一阶段，通过适当的加热和冷却可以改变合金的性能这一事实，使得沉淀硬化不锈钢法兰处理成为可能。