不銹鋼在國防工業、化學工業、石油工業及動力部門中應用得較多,而且很多產品不僅要求具有耐蝕性,而且要求具有較高的強度,因此大部分不銹鋼都要經過鍛造后使用。而不銹鋼與碳鋼相比不同的特點是:熱導率低,鍛造溫度范圍窄,過熱敏感性強,高溫下抗力大,塑性低等,這些都給鍛造生產帶來了許多困難,而且不同類型的不銹鋼鍛造工藝也有差別。下面介紹一下常用不銹鋼的類型和鍛造工藝特點。
馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼的鍛(duan)造(zao)工藝(yi)特點:
a. 馬氏體類(lei)(20Cr13、40Cr13、14Cr17Ni2等(deng))不銹鋼(gang)在加熱、冷卻過程中,其組織發生同素異(yi)構轉變。對于(yu)這(zhe)一(yi)類(lei)鋼(gang),最后一(yi)火(huo)的變形量無(wu)特殊要求(qiu)。
b. 馬氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)鍛造加熱時要(yao)避免δ鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)的形(xing)(xing)成,因為δ鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)的出現(xian)會(hui)使鍛件(jian)(jian)形(xing)(xing)成裂紋(wen),要(yao)避免金屬加熱速度(du)過快導(dao)致過熱。鍛件(jian)(jian)的表面脫碳(tan)會(hui)使鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)形(xing)(xing)成過多,因此(ci)要(yao)將(jiang)表面脫碳(tan)減小到最(zui)小程度(du)。
c. 馬氏體不銹(xiu)鋼在鍛造(zao)(zao)后(hou)(hou)容易(yi)產生開(kai)裂,這(zhe)是因為鍛造(zao)(zao)后(hou)(hou)空(kong)冷(leng)時會出現馬氏體和碳化物組織,產生的(de)內應力較大,所以鍛后(hou)(hou)要緩慢冷(leng)卻,一般在200℃左(zuo)右的(de)砂坑(keng)(keng)或(huo)爐渣(zha)中(zhong)緩冷(leng),從砂坑(keng)(keng)取出后(hou)(hou)要及時進行(xing)退火,防止發(fa)生斷裂。
鐵素體不銹(xiu)鋼鍛造特點:
a. 鐵(tie)素(su)體不銹鋼的(de)再結晶溫較(jiao)(jiao)低(di)而速(su)度較(jiao)(jiao)快,因(yin)此在塑性(xing)變形過(guo)程中晶粒長大(da)的(de)傾向(xiang)較(jiao)(jiao)大(da)。鐵(tie)素(su)體不銹鋼在950℃以上(shang)晶粒長大(da)較(jiao)(jiao)快。
b. 鐵素體(ti)不銹鋼(gang)鍛造性能受晶粒(li)長大(da)和組織弱化的限(xian)制(zhi)。例如,對于美國405鋼(gang)(類似06Cr13Al),少量奧(ao)氏體(ti)的出現會導致晶界的弱化,因(yin)此終鍛溫度要嚴格(ge)控制(zhi)。
c. 為了得到(dao)細(xi)晶粒組織,最后一次鍛(duan)打的壓縮量不應低于(yu)12%~20%,終鍛(duan)溫度(du)(du)不高于(yu)800℃。為了避(bi)免因溫度(du)(du)過低產生冷作硬化,終鍛(duan)溫度(du)(du)不應低于(yu)705℃。
由于鐵素體不銹鋼導熱性差,其表(biao)面缺(que)陷(xian)用(yong)砂輪清理(li)時,局(ju)部過熱可能會引起裂(lie)紋,最(zui)好采用(yong)風鏟清理(li)或(huo)剝皮的方法去除表(biao)面缺(que)陷(xian)。
3. 奧氏體(ti)不銹鋼
18-8型奧氏體(ti)不(bu)銹鋼常(chang)被用來制(zhi)作(zuo)在610℃以下長(chang)期工作(zuo)的(de)鍋爐和汽輪(lun)機零件,以及化工生產中的(de)多(duo)種零件,其鍛造工藝特點是:
a. 18-8型(xing)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)在煤爐內加熱時表面易滲碳(tan),所以加熱時應避免與含碳(tan)的物質接觸(chu),并采用(yong)氧化性的介(jie)質加熱,以減少鋼(gang)的滲碳(tan)現象,防止晶(jing)間腐蝕。
b. 奧氏體鋼在低溫時導(dao)熱性差應緩慢(man)加熱,始鍛溫度不(bu)宜過(guo)高(gao),過(guo)高(gao)有形成δ相的傾向,同時晶粒(li)亦(yi)急劇長大。一(yi)般選(xuan)取1150~1180℃。
c. 坯料的表面缺(que)陷在鍛(duan)造(zao)加熱前必(bi)須清除,以(yi)防止(zhi)鍛(duan)造(zao)時繼(ji)續擴大(da),造(zao)成(cheng)鍛(duan)件報廢。
d. 終鍛溫度(du)不能太低,同(tong)時在700~900℃緩冷會析出σ相(xiang),繼續鍛打將會產生(sheng)裂紋。
e. 鍛(duan)后采用空冷,而且還必須進行固溶處(chu)理。
某廠(chang)對各種不銹(xiu)鋼(gang)的鍛造溫度見(jian)表2-5。
另外,對于不(bu)銹鋼板還必須考慮其冷彎、深沖、反復彎曲等冷變形以及剪切等性能,以適應容器、槽以及管道等的制造。
對于不銹(xiu)鋼管材要考慮其壓扁、擴口、縮口、彎管及卷邊等性能,以滿足各種換熱設備和管線等的制造要求。
對(dui)于需要(yao)進行金(jin)屬切削(xue)(車(che)、刨、銑(xian)、磨、鉆等)的(de)不銹鋼(gang),其機械加工性能應符合要(yao)求,為此在一些(xie)不銹鋼(gang)中加入了(le)易切削(xue)元素S,生產了(le)一些(xie)易切削(xue)不銹鋼(gang),如(ru)Y12Cr13、Y30Cr13、Y25Cr13Ni2、Y108Cr17和(he)Y10Cr17等,以供需切削(xue)量比較大的(de)用(yong)戶選用(yong)。