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(bu)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。
1. 馬氏體不銹鋼
馬氏體不銹鋼的鍛造工藝特點:
a. 馬氏體類(20Cr13、40Cr13、14Cr17Ni2等)不銹鋼在(zai)加熱(re)、冷卻過程中(zhong),其組織(zhi)發生同素(su)異構(gou)轉變(bian)。對于這一類鋼,最后(hou)一火的(de)變(bian)形量無特殊要求。
b. 馬氏(shi)體(ti)不銹鋼鍛(duan)造(zao)加熱時要避(bi)免(mian)δ鐵(tie)素(su)(su)體(ti)的形成,因(yin)為δ鐵(tie)素(su)(su)體(ti)的出現會使(shi)(shi)鍛(duan)件形成裂紋(wen),要避(bi)免(mian)金(jin)屬加熱速度(du)(du)過快導致過熱。鍛(duan)件的表面脫碳會使(shi)(shi)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)形成過多,因(yin)此要將表面脫碳減小到最小程度(du)(du)。
c. 馬(ma)氏體不(bu)銹鋼在(zai)鍛造后容易產生(sheng)開裂,這是因(yin)為鍛造后空冷時(shi)會出現馬(ma)氏體和碳化物組(zu)織,產生(sheng)的內(nei)應(ying)力(li)較大,所(suo)以(yi)鍛后要緩(huan)慢冷卻,一(yi)般在(zai)200℃左右(you)的砂坑或爐渣中緩(huan)冷,從砂坑取出后要及時(shi)進行退(tui)火,防止發生(sheng)斷裂。
2. 鐵素體(ti)不銹鋼
鐵素體不銹鋼鍛造特點:
a. 鐵素體不(bu)(bu)銹鋼的(de)再(zai)結晶(jing)溫較(jiao)低而速(su)度較(jiao)快(kuai),因此(ci)在塑性變形過(guo)程中晶(jing)粒長大(da)的(de)傾向較(jiao)大(da)。鐵素體不(bu)(bu)銹鋼在950℃以上晶(jing)粒長大(da)較(jiao)快(kuai)。
b. 鐵素(su)體不(bu)銹鋼鍛造性能(neng)受(shou)晶(jing)粒長大和組(zu)織弱化(hua)的限制。例如,對于美國405鋼(類(lei)似06Cr13Al),少量奧氏體的出現會導致晶(jing)界的弱化(hua),因此終鍛溫度(du)要(yao)嚴格(ge)控制。
c. 為了得到(dao)細(xi)晶粒組織(zhi),最后一次鍛(duan)打的壓縮(suo)量不應低(di)于12%~20%,終(zhong)鍛(duan)溫(wen)度不高于800℃。為了避免(mian)因(yin)溫(wen)度過低(di)產(chan)生冷(leng)作硬(ying)化,終(zhong)鍛(duan)溫(wen)度不應低(di)于705℃。
由于鐵素體不銹鋼導(dao)熱性差,其表面缺(que)陷(xian)用砂(sha)輪清理時,局部(bu)過熱可能會引起裂紋,最好采用風鏟(chan)清理或(huo)剝皮的方法去除表面缺(que)陷(xian)。
3. 奧氏體不銹鋼(gang)
18-8型奧(ao)氏體不銹鋼(gang)常被用(yong)來制作在(zai)610℃以(yi)下(xia)長期(qi)工(gong)作的鍋爐和(he)汽輪(lun)機零(ling)件(jian),以(yi)及化工(gong)生產中的多種零(ling)件(jian),其鍛造工(gong)藝特點是(shi):
a. 18-8型奧(ao)氏體不銹鋼在煤爐內加(jia)(jia)熱時表面易滲碳(tan),所以加(jia)(jia)熱時應避免與(yu)含碳(tan)的(de)物質(zhi)接觸,并(bing)采用氧化性的(de)介質(zhi)加(jia)(jia)熱,以減少鋼的(de)滲碳(tan)現象,防止(zhi)晶間腐蝕。
b. 奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)在低溫時導熱性差應緩慢加熱,始鍛溫度不(bu)宜過高(gao),過高(gao)有形成(cheng)δ相(xiang)的傾向,同時晶粒亦(yi)急(ji)劇(ju)長(chang)大。一般選(xuan)取1150~1180℃。
c. 坯(pi)料(liao)的表面(mian)缺陷在(zai)鍛造加(jia)熱(re)前必(bi)須清(qing)除,以防止鍛造時繼續擴大,造成鍛件報廢。
d. 終(zhong)鍛溫度不能(neng)太低,同時(shi)在700~900℃緩冷會析(xi)出(chu)σ相,繼(ji)續(xu)鍛打(da)將會產生裂紋。
e. 鍛后采用(yong)空冷,而(er)且還必須進行固溶處理。
某廠對各(ge)種不銹鋼的(de)鍛造溫度見(jian)表2-5。
另外,對于不銹鋼(gang)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。
對于(yu)需要(yao)進行金屬切削(xue)(車、刨、銑、磨、鉆等(deng))的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),其機械(xie)加(jia)工(gong)性能應符合要(yao)求,為此在一(yi)些(xie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中加(jia)入了易切削(xue)元素S,生產(chan)了一(yi)些(xie)易切削(xue)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),如Y12Cr13、Y30Cr13、Y25Cr13Ni2、Y108Cr17和(he)Y10Cr17等(deng),以供需切削(xue)量比較大的(de)用戶選用。