在空气介质中加热不锈钢带易氧化烧损，据生产实践一般烧损在5%～7%, 给企业造成很大的损失。为解决此问题，一般是酸洗表面氧化皮，但酸洗费工时且表面光泽差，即使通过精加工仍不理想。光亮退火防止表面产生氧化皮的热处理技术可解决上述问题，这种技术美国汽车制造部门于1959年首先使用。限于篇幅，仅介绍18-8不锈钢热处理。

1 保护气氛

不锈钢含铬，在一般保护气氛中，不可能光亮处理。铬易形成厚度250A°以上的氧化层，表面失去光泽并变色。选择保护气氛既要考虑还原性防止氧化，又要考虑露点含H₂O少。

1.1 保护气氛

光亮热处理保护气氛为氢或氨分解气体(25%N₂+75%H₂)，氨分解气氛由液态氨经气化后，在催化剂作用下加热分解，化学反应如下：

(1-1)

氨气属中性，氨分解气氛的性质与氢基本相同，制备过程简单，易获得纯而稳定的气氛。

氨分解平衡常K_P及其分解率A可计算求得。设混合气中NH₃(残余氨即未分解的氨)克分子数为x, 则混合气体中N₂和H₂的克分子数为1-x。另假设氨分解气氛的克分子数为1，由1-1式可知，N₂和H₂的克分子数之和为氨的克分子数的2倍。则分解前氨的克分子数为 (又称分解程度)A为：

(1-2)

由1-1知，氨分解气的总压力为P

当氨分解气体总压力P=1时，

(1-3)

平衡常数与温度的关系式如下：

(1-4)

利用(1-2)、(1-3)、(1-4)能算出平衡常数K_p、残余氨含量x和氨分解率A, 计算结果表 1。

在实际生产中，为了加速分解和提高分解率，考虑设备的使用寿命，常选用的温度为800±20℃。

1.2 氨分解气体制取(见图 1)
1.3 露点控制

从反应缸出来的氨分解气体，含少量水蒸气和残余氨气，这种气体露点较高，如用于不锈钢热处理，会与钢中铬发生化学反应

为使铬获得光亮的表面不致氧化，对气氛露点有严格的要求。随热处理温度上升，氨分解气氛的露点相应提高，反之亦然。气氛一定，高温加热时可能不会氧化，但冷却过程中出现氧化，如图 2。我厂采用双排退火，双排收卷共用一套传动装置，由于两根带子长短不一，其中一根在炉内走动，另一根结束了退火。刚进炉的新带子在炉内停流，行走的带子走完后，前者才同时收卷。如控制不当会使炉内停流的带子在冷热交替处氧化，失去光泽，究其原因主要是露点较高，活化炉吸附接近饱和，气氛的露点相同冷热段温度不同，材料表面光亮度就不一样。为保证带面光亮，宜将氨分解气氛的露点降至-40℃以下，并对气氛进行净化除水，务使气氛中残余氨小于100ppm, 以避免残氨渗氮。

氨分解气氛的净化，用分子筛吸附，我厂用5A分子筛，分子筛吸附水分达到饱和，可进行再生。吸附净化设施要有两套，催化剂一套使用，另一套解吸再生，定期更换。但解吸再生可采用加热也可用真空吸气，严格按照工艺控制加热温度、冷却温度、加热时间，确保再生后的使用效果。

2 18-8型不锈钢的热处理

将钢加热至1000℃～1100℃，快速冷却可得到软的均一奥 氏体组织，即使快速冷却也不会硬化，称作固溶处理。

2.1 热处理控制 2.1.1

钢中含有相当量的Ci和Ni, 能使高温时稳定的奥氏体一直保持到常温，其中碳的固溶度高温时大，低温时小。如图 3, 图 4。据报导，SuS304钢1200℃时，碳溶解度为0.34%，1000℃时0.18%，304钢含碳0.08%以下时，碳全部溶于奥氏体，600℃时，碳固溶度是0.02%，常温时更少。如缓慢冷却，碳便会形成碳化物析出。这是因为碳原子半径小，超过固溶极限不能存于γ体晶体粒中，沿晶界析出不稳定的碳，与其周围的Cr化合形成Cr₂₃C₆才稳定下来。碳的析出而贫Cr, 丧失钝态且降低电位，故晶界处首先腐蚀，贫Cr区存在，一是生成Cr₂₃C₆, 二是Cr原子半径大，很难扩散到贫Cr中，晶界处Cr原子得不到补充。为消除这种现象增加不锈钢抗腐蚀能力，退火时应使C原子充分溶解于γ体中，快速冷却防止碳化物产生。从图 4可见，850℃左右碳开始固溶，要很长时间的保温才能达到平衡状态，这在实际中难办到的。加热温度远比平衡图高，可使碳化物在短时间固溶。一般控制温度在1060℃±20，带材在炉内连续通过，根据带材的厚薄不同，控制在炉内通过的时间。

2.1.2

带材连续通过加热保温，进入冷却段又迅速冷却，形成连通腔体.腔体中通入保护气体，冷段由循环水套构成，水作为间接的冷却介质，带走热量，达到速冷目的。因此在有保护气氛条件下，实现不锈钢的快速冷却，主要是控制循环水流和降低其温度，因而水循环系统应通畅无阻，有条件时采用制冷方法，把水温降至零度以下，冷却效果更好些，尤以夏季效果更明显。保护气体送到炉内，与带材直接接触，对刚从热段出来的带材有好的冷却效果。冷却条件相同，合理的冷却长度，可充分发挥炉子生产效率，同理在既定的冷段长度时，改善冷却条件，可提高产量。

2.2 操作注意事项 2.2.1

作业时常因处理故障需高温断气，高温或中温送气，但断气后炉内仍有余气，一松开密封装置便冒火，为安全起见，只有确认炉内无余气后，才可打开两端密封装置和处理炉腔故障。氢气燃点525℃，达4%以上浓度即行爆炸，故宜先送入工业用氮气，赶走炉胆中的空气，再送入保护气体，工业氮气送入炉胆，即使含少量水蒸气，也很难使气氛还原，影响生产。我厂实践中总结出一套中高温送气规律，可供同行业借鉴。

2.2.2

炉胆用耐热钢焊接制作，炉胆用耐热钢Cr₂₅Ni₂₀Si₂焊接制作，含Si25-20钢，有很好的耐氧化性的耐热钢。因含Si高，在800℃左右长期使用会脆化，故应尽量减少停炉次数，尤应避免在800℃～900℃停流，确保正常稳定生产。

3 结语

置不锈钢于连续退火炉进行固溶处理，在保护气氛下，可得到性能均匀，表面光亮的软带材，取消了加工硬化，不需酸洗可直接轧制，增加了塑性。如果气氛不稳定，表面会出现氧化色甚至失去光亮，对半成品再轧制带来困难。为达到光亮的目的，既要稳定生产工艺，又要注意炉内气氛变化。