馬氏體不銹鋼具有(you)較高(gao)(gao)的(de)淬透性(xing),即(ji)可(ke)空冷硬化。因此,冷鍛(duan)馬氏體鋼尤其是那些高(gao)(gao)碳鋼時,必須采取保護(hu)措(cuo)施(shi),防止開裂(lie)現象的(de)發生。通常應將馬氏體鋼用絕熱材料覆蓋,或者在爐內均勻降溫,使之(zhi)緩慢冷卻(que)到593℃.如果像冷卻(que)鍛(duan)模(mo)那樣直接(jie)用水(shui)噴射冷卻(que)鍛(duan)件,就會引起鍛(duan)裂(lie)現象。
一般情況下,馬氏體不銹鋼(gang)鍛件在鍛造后都要進行回火,以降低鋼的硬度使其能夠進行機械加工。機加工以后再淬火硬化,然后回火。
馬氏體不銹鋼的最高鍛造溫度要選在低于δ-相產生的溫度,否則很容易產生裂紋。δ-相通常在1093~1260℃的溫度形成。在鍛造過程中要特別注意不要超過這個溫度,并且要避免使金屬快速移動而出現局部過熱現象。再則表面脫碳會促使鐵素體的形成,所以也要加以限制。
隨著鉻(ge)含量的增(zeng)加,δ-鐵素體(ti)(ti)的形成(cheng)溫(wen)度會降(jiang)低,而少量的δ-鐵素體(ti)(ti)就(jiu)會明(ming)顯地降(jiang)低其可(ke)鍛(duan)(duan)性(xing)。當δ-鐵素體(ti)(ti)增(zeng)加到15%以上(shang),可(ke)鍛(duan)(duan)性(xing)又會逐漸增(zeng)高,到結構完全變(bian)(bian)成(cheng)鐵素體(ti)(ti)為止。終鍛(duan)(duan)溫(wen)度要(yao)受同素異(yi)晶轉(zhuan)變(bian)(bian)的限制(異(yi)晶轉(zhuan)變(bian)(bian)在816℃左右開始),而這種鋼通常在927℃停鍛(duan)(duan),因為溫(wen)度太低其成(cheng)型就(jiu)會困難。
在Y12Cr13(416)型鋼中加(jia)入硫(liu)或硒,可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)其機械加(jia)工性能(neng),但這些(xie)元素又(you)能(neng)引起鍛造(zao)問(wen)題,特別是當它們形成表面板狀組織時,就很容易產(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)紋。不(bu)(bu)過可(ke)以(yi)通(tong)過調整鍛造(zao)溫度(du)和工藝方法加(jia)以(yi)消除。如果加(jia)硫(liu),就不(bu)(bu)可(ke)能(neng)消除這類開裂(lie)(lie),從這個角度(du)來說,加(jia)硒比較(jiao)好(hao)。
馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)在鍛(duan)造加(jia)熱(re)(re)時(shi)要(yao)(yao)避免8-鐵素體(ti)的(de)形成(cheng),因為(wei)8-鐵素體(ti)的(de)出現,會使鍛(duan)件(jian)(jian)形成(cheng)裂紋。要(yao)(yao)避免不(bu)(bu)銹鋼(gang)鍛(duan)件(jian)(jian)加(jia)熱(re)(re)過(guo)快導致過(guo)熱(re)(re)。鍛(duan)件(jian)(jian)在加(jia)熱(re)(re)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)脫(tuo)碳主要(yao)(yao)是促使鐵素體(ti)形成(cheng),因此要(yao)(yao)將鍛(duan)件(jian)(jian)表面(mian)脫(tuo)碳減少到最(zui)(zui)小程(cheng)度。馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)最(zui)(zui)后(hou)(hou)(hou)一火(huo)的(de)變(bian)形量(liang)無(wu)特殊要(yao)(yao)求。這類鋼(gang)在鍛(duan)造后(hou)(hou)(hou)容易產生(sheng)開(kai)裂現象(xiang),其(qi)原因是鍛(duan)造后(hou)(hou)(hou)空冷時(shi)出現馬氏體(ti)和碳化物組織,內應力(li)較大(da),因此鍛(duan)后(hou)(hou)(hou)冷卻時(shi),必須(xu)(xu)緩慢進(jin)(jin)行,一般在200℃的(de)砂坑(keng)或爐渣中(zhong)緩冷,取出砂坑(keng)后(hou)(hou)(hou)必須(xu)(xu)及(ji)時(shi)進(jin)(jin)行等(deng)溫退火(huo),防止發生(sheng)開(kai)裂。
馬氏(shi)體不(bu)銹鋼,特別是Cr13型(xing)馬氏(shi)體不(bu)銹鋼的價格低,故(gu)在腐蝕性較(jiao)弱的介質中(如水蒸氣)且又要求高(gao)的力學性能的條件下得到廣泛的應用。12Cr13 鋼為半馬氏(shi)體不(bu)銹鋼,鋼中除馬氏(shi)體組(zu)織外,還有(you)鐵素體組(zu)織。
1. 鍛造(zao)工藝特(te)點
①. 馬氏體類(lei)(20Cr13、40Cr13、14Cr17N12等(deng))不銹鋼在加熱(re)、冷(leng)卻過程中,其組(zu)織(zhi)發生同素異構(gou)轉變。對于這一類(lei)鋼,最后一火的變形量無(wu)特殊要(yao)求(qiu)。
②. 馬氏體(ti)(ti)不銹鋼鍛(duan)造加熱(re)時(shi)要避(bi)免δ-鐵素(su)體(ti)(ti)的形成,因為δ-鐵素(su)體(ti)(ti)的出(chu)現會使鍛(duan)件形成裂(lie)紋(wen),要避(bi)免金屬加熱(re)速度過快導致過熱(re)。鍛(duan)件的表面脫碳會使鐵素(su)體(ti)(ti)形成過多,因此(ci)要將表面脫碳減(jian)小到最小程度。
③. 馬氏體(ti)不銹鋼(gang)在(zai)鍛(duan)(duan)造后(hou)(hou)容易產(chan)生開裂,這是因為(wei)鍛(duan)(duan)造后(hou)(hou)空冷時(shi)會出現馬氏體(ti)和碳化物組織,產(chan)生的內應力較大,所以鍛(duan)(duan)后(hou)(hou)要緩慢冷卻(que),一(yi)般在(zai)200℃左右的砂(sha)坑或爐渣中緩冷,從砂(sha)坑取出后(hou)(hou)要及時(shi)進行(xing)退(tui)火,防(fang)止(zhi)發(fa)生斷(duan)裂。
各(ge)種不銹(xiu)鋼的鍛造溫度,見表3-1。
2. 鍛(duan)造溫度范圍
馬氏體(ti)不銹鋼的始鍛溫度,受高(gao)溫鐵素體(ti)形(xing)成溫度和鐵素體(ti)態的影響,如鐵素體(ti)為帶(dai)狀(zhuang)時(shi),則容易(yi)產生裂紋(wen),如鐵素體(ti)為細(xi)小(xiao)球狀(zhuang)時(shi),塑性(xing)明(ming)顯提高(gao)(見表3-1)。
馬氏體不(bu)銹鋼的始鍛(duan)溫度(du),一(yi)般為1150℃;終鍛(duan)溫度(du)隨含(han)碳量不(bu)同(tong)而不(bu)同(tong),含(han)碳量高(gao)時一(yi)般取925℃,含(han)碳量低時一(yi)般取850℃,均應高(gao)于鋼的同(tong)素異構轉變溫度(du)。