鐵素體不銹鋼就是平常所說的鉻不銹鋼(包含在400系中),碳含量較低(C<0.1%),盡管部分鐵(tie)素體不銹鋼(gang)含有少量的添加合金鉬和穩定元素鈦,但與碳鋼相比較,鐵素體不銹鋼具有與碳鋼不同的力學性能,它們的冷成型方法與碳鋼有所不同。鐵素體不銹鋼冷成型加工和奧氏體不銹鋼是一樣的,但是變形的情況有差異。與碳鋼比較,鐵素體不銹鋼的屈服強度比較高,這就意味著同樣的、一定量的變形需要更大的變形力,較高的抗拉極限強度意味著在材料破裂之前需要高的負載,低的延伸率意味著斷裂之前只允許有較低的塑性變形。盡管其成型需要較高的起始變形應力,但在變形進行過程中不需要負載/應力的增加,因為鐵素體不銹鋼的加工硬化程度遠達不到奧氏體不銹鋼的相等程度。鐵素體不銹鋼具有較低的缺口塑性,這就意味著施加負載時的速度應該低于低合金或者普通碳鋼。在振動負載和低溫情況下變形,鐵素體不銹鋼有開裂的傾向。
在冷(leng)加工過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong),10Cr17(430)鋼的(de)屈服強度快速向(xiang)抗(kang)(kang)拉(la)極限強度靠攏(long),見圖4-4。因為塑(su)性變(bian)形(冷(leng)成(cheng)型)的(de)發生,必須超過(guo)(guo)屈服點。屈服應力和(he)極限抗(kang)(kang)拉(la)應力的(de)會聚和(he)接近,容易引起(qi)開裂,典型的(de)鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼就是這(zhe)樣。隨(sui)著冷(leng)加工程度的(de)提(ti)高,塑(su)性快速下降,所(suo)以(yi)鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼成(cheng)型必須使用完全退火的(de)板(ban)材,即使如此,在成(cheng)型加工過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong),有時(shi)也需要(yao)中(zhong)(zhong)間退火。

鐵素體不(bu)銹鋼(gang)在旋壓(ya)或(huo)者輥式彎曲(qu)成(cheng)型時,冷加工(gong)程度的不(bu)斷增加,塑(su)性會(hui)逐漸下降,與(yu)普碳鋼(gang)相比,更加需要中間退火。雖然如此,像(xiang)06Cr11Ti(409)和10Cr17(430)鋼(gang)還是(shi)經常(chang)被用在如落料(liao)、折(zhe)彎、深沖或(huo)旋壓(ya)等成(cheng)型加工(gong)中。
圖4-4和(he)圖4-5表明(ming),鐵(tie)素(su)體(ti)型(xing)(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)10Cr17(430)的抗拉強(qiang)度與屈服強(qiang)度之間(jian)的區域范圍(wei),隨著(zhu)冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)變(bian)形量(liang)的增(zeng)加(jia)(jia),抗拉強(qiang)度與屈服強(qiang)度之間(jian)的區域范圍(wei)明(ming)顯(xian)變(bian)窄。這是鐵(tie)素(su)體(ti)型(xing)(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的典型(xing)(xing)性質,它(ta)使其成(cheng)型(xing)(xing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)受到限制(與奧氏體(ti)合金(jin)相比較)。盡管10Cr17(430)型(xing)(xing)鋼(gang)(gang)的成(cheng)型(xing)(xing)性比300型(xing)(xing)鋼(gang)(gang)為(wei)差,但仍可對其進行(xing)沖切、彎曲(qu)、沖壓或(huo)旋壓等成(cheng)型(xing)(xing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)。10Cr17(430)型(xing)(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)最重要的用途之一是用作汽車裝飾件和(he)嵌條。

對(dui)于鐵素體不銹鋼來說,其沖(chong)壓成(cheng)型性能與延(yan)伸率一般是隨著鉻含(han)量的增加而降(jiang)低(di)的。為了(le)解決(jue)這一問題(ti),當沖(chong)壓成(cheng)型鉻含(han)量高的毛(mao)坯時(shi),沖(chong)壓成(cheng)型前可(ke)對(dui)其適當進(jin)行加熱(re),以提(ti)高其沖(chong)壓成(cheng)型性能和延(yan)伸率。在加熱(re)的情況下(xia),金屬(shu)的延(yan)伸率會(hui)大大提(ti)高,而且(qie)所需成(cheng)型力大大下(xia)降(jiang)。對(dui)那些不能冷成(cheng)型加工(gong)的鋼種(zhong),采用(yong)加熱(re)成(cheng)型的方法就可(ke)順(shun)利進(jin)行了(le)。
鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼采用(yong)121~204℃的熱成型,比其(qi)冷成型性能(neng)大為改善,尤其(qi)是高(gao)鉻鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼。
鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼的(de)(de)凸緣成型性(xing)(xing)能與(yu)n值(zhi)(加工硬化指數(shu))有(you)關,深沖加工性(xing)(xing)能與(yu)r值(zhi)(塑(su)性(xing)(xing)應(ying)變化)有(you)關。其中r值(zhi)由(you)不(bu)同的(de)(de)生(sheng)產(chan)工藝下(xia)的(de)(de)不(bu)同的(de)(de)組(zu)織(zhi)集合來決定。采(cai)取一(yi)些措施來顯著減少固(gu)溶碳和(he)固(gu)溶氮(dan),可大(da)大(da)改善(shan)r值(zhi),并(bing)使深沖性(xing)(xing)能得到(dao)大(da)幅度(du)的(de)(de)提高。鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼成型方式的(de)(de)適應(ying)性(xing)(xing),見表4-2。

大部分鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)在加工硬化(hua)方(fang)面的(de)行為與普通碳鋼(gang)相類似。由于鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)具有(you)較高的(de)起(qi)始屈服強(qiang),它們在起(qi)始成型加工時(shi)就需(xu)要(yao)較大的(de)變形力。
在深沖(chong)成型過程中,鉻(ge)(ge)-鎳不(bu)銹鋼(奧氏體)的最佳(jia)沖(chong)壓變(bian)形率(lv)為(wei)40%~60%,而純鉻(ge)(ge)鐵素(su)(su)體不(bu)銹鋼的最佳(jia)變(bian)形率(lv)剛為(wei)20%~30%.影(ying)響變(bian)形率(lv)大小(xiao)的主要因素(su)(su)是模(mo)具圓角(jiao)(jiao)(jiao)半(ban)徑(jing),其(qi)次則(ze)與沖(chong)頭(tou)端部半(ban)徑(jing)大小(xiao)有關。如果模(mo)具圓角(jiao)(jiao)(jiao)半(ban)徑(jing)減小(xiao),則(ze)沖(chong)壓性能(neng)變(bian)壞。典型沖(chong)頭(tou)和沖(chong)模(mo)的圓角(jiao)(jiao)(jiao)半(ban)徑(jing)一般(ban)不(bu)小(xiao)于(yu)金屬厚度的5~10倍(bei)。
馬氏體(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)就是常(chang)說的普通Cr不(bu)銹(xiu)鋼(gang),一般(ban)具有相對較高的碳含(han)量(liang)(0.15%~1.2%),它們也屬于400系列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。在全退火(huo)狀(zhuang)態下,12Cr12(403)和12Cr13(410)鋼(gang)的成型特(te)性(xing),非常(chang)類似于某些鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。
含碳(tan)量較高的(de)馬氏體不銹鋼,如30Cr13(420)、17Cr16Ni2(431)和(he)108Cr17(440C)就不推薦用(yong)冷(leng)成型(xing)方式來加(jia)工(gong)。

