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(gang)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。
在冷加(jia)工(gong)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong),10Cr17(430)鋼的(de)屈服(fu)強度(du)快速(su)向抗拉(la)極限強度(du)靠(kao)攏,見圖(tu)4-4。因為塑(su)(su)性變形(冷成(cheng)(cheng)型)的(de)發生,必須超過(guo)(guo)屈服(fu)點。屈服(fu)應力和極限抗拉(la)應力的(de)會聚和接近(jin),容易引起開裂,典型的(de)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼就是這樣。隨(sui)著冷加(jia)工(gong)程度(du)的(de)提高(gao),塑(su)(su)性快速(su)下降(jiang),所以鐵素(su)體不銹(xiu)鋼成(cheng)(cheng)型必須使用完全退火(huo)的(de)板材,即使如此,在成(cheng)(cheng)型加(jia)工(gong)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong),有(you)時也需要中(zhong)(zhong)間退火(huo)。

鐵素體(ti)不銹鋼在旋壓(ya)或者輥式(shi)彎(wan)曲成型(xing)時,冷加(jia)工程(cheng)度的不斷增加(jia),塑性會逐漸下降,與普碳鋼相比,更加(jia)需要中間退火。雖(sui)然(ran)如(ru)此,像(xiang)06Cr11Ti(409)和10Cr17(430)鋼還是經(jing)常(chang)被用在如(ru)落(luo)料(liao)、折彎(wan)、深沖或旋壓(ya)等(deng)成型(xing)加(jia)工中。
圖4-4和圖4-5表(biao)明(ming),鐵素體(ti)(ti)(ti)型(xing)不銹鋼(gang)(gang)10Cr17(430)的(de)抗(kang)拉強(qiang)度與屈服強(qiang)度之間的(de)區(qu)域范圍(wei),隨著冷加工變(bian)形量的(de)增加,抗(kang)拉強(qiang)度與屈服強(qiang)度之間的(de)區(qu)域范圍(wei)明(ming)顯變(bian)窄。這是鐵素體(ti)(ti)(ti)型(xing)不銹鋼(gang)(gang)的(de)典型(xing)性質,它使其成型(xing)加工受(shou)到限制(與奧氏體(ti)(ti)(ti)合金相比較)。盡管10Cr17(430)型(xing)鋼(gang)(gang)的(de)成型(xing)性比300型(xing)鋼(gang)(gang)為差(cha),但仍可對其進行沖切、彎曲(qu)、沖壓或旋壓等成型(xing)加工。10Cr17(430)型(xing)不銹鋼(gang)(gang)最(zui)重要的(de)用(yong)途(tu)之一是用(yong)作汽車裝(zhuang)飾件和嵌條(tiao)。

對于鐵(tie)素體不銹鋼來(lai)說,其沖(chong)(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)型性能與(yu)延(yan)伸率一般是(shi)隨著鉻含量的(de)增加而(er)降低的(de)。為了解(jie)決這一問題,當(dang)沖(chong)(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)型鉻含量高(gao)(gao)的(de)毛坯時,沖(chong)(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)型前(qian)可對其適當(dang)進行(xing)加熱(re)(re),以提高(gao)(gao)其沖(chong)(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)型性能和延(yan)伸率。在(zai)加熱(re)(re)的(de)情(qing)況下(xia),金屬的(de)延(yan)伸率會大大提高(gao)(gao),而(er)且所需成(cheng)(cheng)型力大大下(xia)降。對那些不能冷成(cheng)(cheng)型加工的(de)鋼種,采(cai)用(yong)加熱(re)(re)成(cheng)(cheng)型的(de)方法就(jiu)可順利(li)進行(xing)了。
鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹鋼(gang)采用(yong)121~204℃的熱成型,比其冷(leng)成型性能大(da)為改善,尤(you)其是高鉻鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹鋼(gang)。
鐵素(su)體(ti)不銹鋼的(de)凸緣成型(xing)性能(neng)與n值(加工(gong)硬化指數)有(you)關,深沖加工(gong)性能(neng)與r值(塑性應變化)有(you)關。其中r值由不同的(de)生產工(gong)藝下的(de)不同的(de)組織集合來決定(ding)。采取一些措施來顯著減(jian)少固(gu)(gu)溶碳和固(gu)(gu)溶氮,可大大改(gai)善(shan)r值,并(bing)使深沖性能(neng)得到大幅度的(de)提高。鐵素(su)體(ti)不銹鋼成型(xing)方式的(de)適應性,見表4-2。

大(da)部分鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)加工(gong)(gong)硬化方面(mian)的(de)行為與普通碳鋼相類似。由于鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼具有較高(gao)的(de)起(qi)(qi)始屈服強(qiang),它們(men)在(zai)起(qi)(qi)始成型加工(gong)(gong)時(shi)就需要(yao)較大(da)的(de)變(bian)形(xing)力。
在深沖(chong)(chong)成(cheng)型過程(cheng)中,鉻-鎳不銹鋼(gang)(奧氏體(ti))的(de)(de)最佳沖(chong)(chong)壓(ya)變(bian)形率(lv)為(wei)40%~60%,而(er)純鉻鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)的(de)(de)最佳變(bian)形率(lv)剛為(wei)20%~30%.影響變(bian)形率(lv)大小(xiao)的(de)(de)主要因素(su)是模(mo)具圓角(jiao)半(ban)徑,其次(ci)則與(yu)沖(chong)(chong)頭端部(bu)半(ban)徑大小(xiao)有(you)關。如果模(mo)具圓角(jiao)半(ban)徑減小(xiao),則沖(chong)(chong)壓(ya)性能(neng)變(bian)壞。典型沖(chong)(chong)頭和沖(chong)(chong)模(mo)的(de)(de)圓角(jiao)半(ban)徑一般不小(xiao)于金(jin)屬厚(hou)度的(de)(de)5~10倍。
馬氏體(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)就是常說的(de)普通(tong)Cr不(bu)銹(xiu)鋼(gang),一般具有(you)相對較(jiao)高的(de)碳(tan)含量(0.15%~1.2%),它(ta)們也屬于400系(xi)列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。在全(quan)退火狀態下,12Cr12(403)和12Cr13(410)鋼(gang)的(de)成型特性,非常類(lei)似于某些鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。
含碳量較高的(de)馬氏體(ti)不銹鋼(gang),如30Cr13(420)、17Cr16Ni2(431)和(he)108Cr17(440C)就(jiu)不推薦(jian)用冷(leng)成型方(fang)式(shi)來加工。

