不锈钢水管固溶处理工艺：

1、不锈钢水管原材料夹杂物的测定结果：

按照国标《GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定》实验方法，对原材料非金属夹杂物，在100倍下与标准图对比，可以得出原材料含有两类夹杂物。沿轧制方向排成一列为氧化铝类(B类)，从粒度粗细和长度可以判断是细系1.5级。形态比小，成黑色无规则分布的颗粒为球状氧化物类(D类)，从粒度和数量可以判断是细系1.5级。所以测定结果为细系B1.5，细系D1.5。因此，夹杂物等级符合国家标准。

2、不锈钢水管原材料的金相组织及力学性能分析：

原材料金相组织，浸蚀方法为高氯化铁5g，盐酸10mL，酒精500mL混合液，浸蚀10min奥氏体晶粒均匀细小，根据《GBT6394-2002金属平均晶粒度测定法》，晶粒度可评定为5.5级。

另外，晶粒中伴有孪晶，黑点为非金属夹杂物。从金相图片可看出此原材料已经经过固溶处理。原材料各种硬度测量如表1所示，硬度分布比较均匀，平均值为HB187左右。

表1原材料各种硬度测量值表：

3、热处理工艺对不锈钢水管组织及性能的影响：

3.1、固溶处理对组织的影响：

将304奥氏体不锈钢水管原材料加热到1050℃，保温30min，通过快冷至室温，进行重新固溶处理。固溶处理后的组织。

图3为空冷后的试样金相组织，图4为水冷后的试样金相组织。浸蚀方法为高氯化铁5g，盐酸10mL，酒精500mL混合液，浸蚀10min。从金相组织照片可以看出，固溶处理后的金相试样比较难腐蚀，晶界不是很明显。此金相组织为奥氏体晶粒，晶粒比较均匀细小，并伴有孪晶，黑点为碳化物。根据《GB/T6394-2002 金属平均晶粒度测定法》进行评级，空冷后晶粒度为5.5级左右，与原材料晶粒度相比变化不大，因此也可以推知原材料的固溶处理时也是进行空冷的。水冷后晶粒度有所增大，为6.5级左右。

3.2、固溶处理对不锈钢水管力学性能的影响：

固溶处理时空冷和水冷所得的各种硬度值如表2所示。从表2可以看出，当冷却速率提高时，奥氏体不锈钢的硬度也相应地增加。奥氏体不锈钢水管在冷却时并没有组织的变化，而硬度却升高了。这是由于奥氏体不锈钢在快速冷却时，外层受急冷收缩而变硬，内部温度仍然高而软，由于外层之收缩而受塑性压缩变形。如同受到冲床加工上下收缩而横向膨胀。由于外冷内热，继续冷却到室温则内部之收缩较外层多。由于内部的收缩在外层产生压缩应力，这种热应力使其表面有极大压应力，促使奥氏体不锈钢水管表面抗疲劳强度增加，硬度也增加。由于这种残余压应力对材料的力学性能产生好的作用。因此，在奥氏体不锈钢水管固溶处理时用水冷比用空冷好。

3.3、不锈钢水管敏化处理：

敏化处理是指已经过固溶处理的奥氏体不锈钢水管，在500-850℃度加热，将铬原子从奥氏体中以Cr23C6碳化物的形式沿晶界析出，造成奥氏体不锈钢水管的晶界腐蚀敏感性增强，这就是敏化处理。

工艺1:将304奥氏体不锈钢水管加热到650℃，并保温60min，然后出炉空冷到室温。敏化后在不同倍率下看到的金相组织如图6中A、B图所示。

工艺2:将304奥氏体不锈钢水管加热到800℃，并保温1h，然后出炉空冷到室温。敏化后在不同倍率下看到的金相组织如图6中C、D所示。浸蚀方法均为高氯化铁5g，盐酸10mL，酒精500mL混合液，浸蚀时间均为10min。从金相组织可以看出，在同样的浸蚀条件下，650℃保温60min敏化时组织的晶界腐蚀不明显。而800°C保温60min敏化时组织的晶界腐蚀比较明显。主要原因是在敏化温度区间(一般为500一900℃)较高温度时，晶界附近的奥氏体中的铬元素更容易以Cr23C6的形式沿晶界析出，造成了晶界附近奥氏体中的铬元素减少，使得此处的电位降低，使得此处更容易被腐蚀。当敏化温度不是很高，而且敏化保温时间不够长时，Cr23C6析出并没有聚集在晶界上，而以点蚀的形式分散在晶粒里，因此金相照片中的晶粒上有着弥散的Cr23C6析出物界腐蚀比较明显。

主要原因是在敏化温度区间(一般为500-900℃) 较高温度时，晶界附近的奥氏体中的铬元素更容易以Cr23C6的形式沿晶界析出，造成了晶界附近奥氏体中的铬元素减少，使得此处的电位降低，使得此处更容易被腐蚀。当敏化温度不是很高，而且敏化保温时间不够长时，C23C6析出并没有聚集在晶界上，而以点蚀的形式分散在晶粒里，因此金相照片中的晶粒上有着弥散的Cr23C6析出物。

结论：

通过对304奥氏体不锈钢水管热处理工艺的研究，得出了结论如下:

(1)固溶处理后的奥氏体不锈钢水管有更好的耐腐蚀性能，固溶后水冷比空冷获得的表面硬度更高，而且表面是残余压应力，对其他力学性能也有利；

(2)可以得出敏化后的奥氏体不锈钢水管十分容易被腐蚀。而且，敏化温度越高，敏化时间越长，敏化后的晶间腐蚀倾向越大。因此，奥氏体不锈钢水管热处理时一定避免在敏化区间内进行。