鐵素體不銹鋼一般情況下是穩定的單相鐵素體組織，加熱和冷卻不發生相變，所以，鐵素體不(bu)銹鋼熱處理(li)的目的不是改變組織，而是要消除或減弱在各生產工序中可能產生的第二相及其帶來的不利影響，這些影響大概可以包括以下幾個方面。
1. σ相脆(cui)性
鐵素體不銹鋼(gang)(gang)，特別是高(gao)(gao)鉻鐵素體不銹鋼(gang)(gang)是容(rong)易生(sheng)成(cheng)σ 相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)鋼(gang)(gang)種。σ 相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)形成(cheng)與鋼(gang)(gang)的(de)成(cheng)分(fen)、組織、加熱(re)(re)溫(wen)度、預先冷(leng)加工等因(yin)素有關。含鉻量越(yue)高(gao)(gao)越(yue)易生(sheng)成(cheng)σ相(xiang)(xiang)(xiang)，硅、鎳、錳、鉬促進σ 相(xiang)(xiang)(xiang)生(sheng)成(cheng)，碳、氮有抑制σ相(xiang)(xiang)(xiang)生(sheng)成(cheng)的(de)作用，通(tong)常在(zai)540~815℃加熱(re)(re)就(jiu)會產生(sheng)σ相(xiang)(xiang)(xiang)，在(zai)700~800℃加熱(re)(re)，σ 相(xiang)(xiang)(xiang)生(sheng)成(cheng)速(su)度最(zui)快(kuai)。
σ 相(xiang)是富鉻的(de)(de)金(jin)屬間化合(he)物，是一種硬而(er)脆的(de)(de)相(xiang)。所以(yi)，σ 相(xiang)的(de)(de)存(cun)(cun)在會使(shi)鋼變(bian)脆，其通常是在鐵素(su)(su)體晶界(jie)處析出，還會降低(di)鋼的(de)(de)耐腐蝕(shi)性能。使(shi)用鐵素(su)(su)體不(bu)銹鋼時，應盡量減少σ 相(xiang)的(de)(de)存(cun)(cun)在。
σ 相的生成是可逆的。把(ba)鋼(gang)加(jia)熱(re)到(dao)高于σ 相生成溫度范圍，σ 相便會重新溶解到(dao)固溶體中，減少(shao)對(dui)鋼(gang)的危(wei)害。通常把(ba)鋼(gang)加(jia)熱(re)到(dao)900℃以上即可消除(chu)σ 相。
在有些特定(ding)的(de)使用環境中(zhong)，如(ru)用于(yu)靜載(zai)荷或摩擦條(tiao)件(jian)下，可利用σ 相(xiang)對鋼(gang)起到的(de)強化作用，提高使用效果。
2. 475℃脆性
鐵素體不銹鋼在400~500℃長時間加熱后，會表現出強度升高、韌性大幅度下降的特征，因其在475℃左右表現最明顯，故常稱為475℃脆性。鐵素體不銹鋼的這種脆性傾向，隨鋼中含鉻量的提高而增大，產生脆性的溫度也隨含鉻量增高而移向較高的溫度。
研究表明，鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼在400~500℃這個溫度(du)區間長時間加熱(re)過程中，鐵(tie)素體(ti)內的鉻原(yuan)子將重新排列，形成許多富鉻的小區域，它們與母相共格(ge)，引起(qi)點陣(zhen)畸(ji)變和內應(ying)力，從(cong)而使鋼的強度(du)升高(gao)，韌性降低，見圖2-2。
同(tong)時，晶體內(nei)既然(ran)形成了富鉻區，也(ye)(ye)必然(ran)存在(zai)貧(pin)鉻區，又加(jia)之有(you)內(nei)應(ying)力(li)存在(zai)，使(shi)鋼的耐腐(fu)蝕性也(ye)(ye)會(hui)降低(di)。見圖2-3。
鐵(tie)素體不銹鋼高(gao)于(yu)(yu)700℃溫度加(jia)熱(re)時(shi)，由于(yu)(yu)鉻原子重新排列引起的畸變和內應(ying)力會消(xiao)除，所以，其帶來的對鋼的不利影響(xiang)也隨之消(xiao)除。即475℃脆性在(zai)高(gao)于(yu)(yu)這(zhe)個溫度進行加(jia)熱(re)會被消(xiao)除。
3. 高溫脆性
當鐵(tie)素體不銹鋼中(zhong)(zhong)含有(you)一定量的(de)碳、氮等間隙元素時，加熱(re)到950℃以(yi)上(shang)再冷(leng)卻下來，可使(shi)鋼在室溫下的(de)塑性(xing)(xing)和(he)韌性(xing)(xing)降低，呈現(xian)出明顯的(de)脆性(xing)(xing)，一般稱為鐵(tie)素體不銹鋼的(de)高(gao)溫脆性(xing)(xing)。這種現(xian)象經(jing)常(chang)發生(sheng)在鑄件、焊(han)接(jie)件以(yi)及在950℃以(yi)上(shang)加熱(re)的(de)工件中(zhong)(zhong)。
鐵(tie)素體不銹鋼(gang)中高(gao)溫脆性產(chan)生的(de)原因，認為是自高(gao)溫冷卻下(xia)(xia)來的(de)過程中，鋼(gang)中的(de)鉻與碳和(he)氮形成化(hua)合物并在晶(jing)(jing)內和(he)晶(jing)(jing)界析出的(de)結果。這種(zhong)(zhong)析出物的(de)存(cun)在不僅降低鋼(gang)的(de)韌(ren)性，也降低鋼(gang)的(de)耐腐蝕(shi)性。這種(zhong)(zhong)不利影(ying)響不僅限制了鋼(gang)在高(gao)溫下(xia)(xia)的(de)使(shi)用(yong)，也對焊接質量產(chan)生有害的(de)作用(yong)。
鐵素體(ti)不銹鋼的高溫脆(cui)性可以(yi)通過將鋼加熱到750~850℃,然后以(yi)較快速度冷卻來消除，使鋼的塑(su)性得(de)到恢復。
4. 晶(jing)間腐蝕
鐵素體不銹鋼也會產生晶間腐蝕。研究和實踐證明，鐵素體不銹鋼加熱到925℃以上，就是以較快速度冷卻到室溫，也將處于引起晶間腐蝕的敏化狀態。這點與奧氏體不銹鋼產生晶間腐蝕的條件是不同的。普通鐵素體不銹鋼焊接后，焊縫區，特別是緊鄰熔合線處即符合這種產生敏化的條件。
鐵素體不銹鋼(gang)產生(sheng)晶(jing)間腐蝕的原(yuan)因(yin)，認(ren)為是鋼(gang)從(cong)較高溫度冷卻下來時，會有含(han)鉻的碳化物和氮(dan)化物從(cong)晶(jing)間沉淀析出(chu)的結(jie)果。而在低于(yu)900℃溫度加熱冷卻后(hou)，晶(jing)間腐蝕傾向(xiang)明顯(xian)減弱。這可從(cong)許多研究者的大量實驗結(jie)果得(de)到證實，見表(biao)2-1。
通過研(yan)究還證明(ming)，對于已經處于晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感狀態(tai)的(de)鐵素體不銹鋼，一般經過700~800℃短時(shi)間加熱(re)處理，便可減少或(huo)消除晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)傾(qing)向，這一點(dian)也可從表2-1的(de)實驗數據中得到(dao)驗證。
對鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼進行熱處(chu)理的出發(fa)點，就是要消(xiao)除或減少(shao)鋼中的σ相脆性(xing)、475℃脆性(xing)、高溫脆性(xing)和(he)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)傾(qing)向(xiang)存在而產(chan)生的不(bu)(bu)良效果，同時，盡量減少(shao)鑄造、焊接、冷(leng)加工等(deng)加工過程中產(chan)生的應力、應變。以保證鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼在使用(yong)中具有良好的韌(ren)性(xing)和(he)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)能，使構件組織、形(xing)狀(zhuang)和(he)尺(chi)寸穩定(ding)。
