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(ti)不銹(xiu)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(ti)不(bu)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。


  在冷加工過程中,10Cr17(430)鋼的(de)(de)(de)屈(qu)服強(qiang)度快速向抗拉(la)極限強(qiang)度靠攏,見圖(tu)4-4。因為(wei)塑性變(bian)形(xing)(冷成(cheng)型(xing))的(de)(de)(de)發生(sheng),必須超過屈(qu)服點。屈(qu)服應力和極限抗拉(la)應力的(de)(de)(de)會(hui)聚(ju)和接近,容易引起開裂,典型(xing)的(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼就是這(zhe)樣(yang)。隨著冷加工程度的(de)(de)(de)提高,塑性快速下降,所以鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼成(cheng)型(xing)必須使用完全退(tui)火的(de)(de)(de)板材,即使如此,在成(cheng)型(xing)加工過程中,有時也需要中間退(tui)火。


圖 4.jpg


  鐵素體不銹鋼(gang)在旋壓(ya)或(huo)者輥式彎曲成型(xing)時,冷加工程度(du)的不斷增加,塑性會逐漸下(xia)降(jiang),與普(pu)碳鋼(gang)相比(bi),更加需要中間退(tui)火。雖然(ran)如此,像06Cr11Ti(409)和(he)10Cr17(430)鋼(gang)還(huan)是經(jing)常被用在如落(luo)料、折彎、深沖或(huo)旋壓(ya)等成型(xing)加工中。


  圖(tu)(tu)4-4和圖(tu)(tu)4-5表(biao)明(ming),鐵素體(ti)型(xing)(xing)(xing)不銹鋼10Cr17(430)的抗拉強(qiang)(qiang)度與(yu)(yu)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度之間(jian)的區(qu)域范圍,隨著(zhu)冷(leng)加工(gong)變形量的增加,抗拉強(qiang)(qiang)度與(yu)(yu)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度之間(jian)的區(qu)域范圍明(ming)顯變窄。這是鐵素體(ti)型(xing)(xing)(xing)不銹鋼的典型(xing)(xing)(xing)性(xing)質,它(ta)使其(qi)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)加工(gong)受到限制(與(yu)(yu)奧(ao)氏體(ti)合金相(xiang)比(bi)較(jiao))。盡管10Cr17(430)型(xing)(xing)(xing)鋼的成(cheng)型(xing)(xing)(xing)性(xing)比(bi)300型(xing)(xing)(xing)鋼為差,但仍可對(dui)其(qi)進行沖(chong)切、彎曲、沖(chong)壓或旋壓等成(cheng)型(xing)(xing)(xing)加工(gong)。10Cr17(430)型(xing)(xing)(xing)不銹鋼最重要的用途之一是用作汽車裝飾件和嵌條。


圖 5.jpg


  對于鐵素(su)體不銹鋼來說,其沖壓成(cheng)型(xing)(xing)性能與延伸率(lv)一(yi)(yi)般是隨著鉻含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)增加(jia)(jia)而(er)降低的(de)(de)(de)。為了解決這一(yi)(yi)問題(ti),當(dang)沖壓成(cheng)型(xing)(xing)鉻含(han)量(liang)(liang)高的(de)(de)(de)毛坯時(shi),沖壓成(cheng)型(xing)(xing)前(qian)可對其適當(dang)進行(xing)加(jia)(jia)熱(re),以提(ti)(ti)高其沖壓成(cheng)型(xing)(xing)性能和延伸率(lv)。在加(jia)(jia)熱(re)的(de)(de)(de)情況下(xia),金屬的(de)(de)(de)延伸率(lv)會(hui)大(da)大(da)提(ti)(ti)高,而(er)且所需(xu)成(cheng)型(xing)(xing)力大(da)大(da)下(xia)降。對那些(xie)不能冷成(cheng)型(xing)(xing)加(jia)(jia)工的(de)(de)(de)鋼種,采(cai)用加(jia)(jia)熱(re)成(cheng)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)就可順(shun)利進行(xing)了。


  鐵(tie)素體不銹鋼采(cai)用(yong)121~204℃的熱成型,比(bi)其冷成型性能大為改善,尤其是高鉻鐵(tie)素體不銹鋼。


 鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼的凸緣成型性(xing)(xing)(xing)能與n值(加(jia)工(gong)硬化指數)有關,深(shen)沖(chong)加(jia)工(gong)性(xing)(xing)(xing)能與r值(塑(su)性(xing)(xing)(xing)應(ying)變化)有關。其中(zhong)r值由不同(tong)的生產工(gong)藝下的不同(tong)的組織集合來決定。采(cai)取(qu)一些措施來顯著(zhu)減少固溶碳和固溶氮,可大大改(gai)善(shan)r值,并使(shi)深(shen)沖(chong)性(xing)(xing)(xing)能得(de)到(dao)大幅度的提高。鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼成型方式(shi)的適(shi)應(ying)性(xing)(xing)(xing),見表4-2。


表 2.jpg


大(da)部分鐵素體(ti)不銹鋼(gang)在加工硬(ying)化(hua)方面的行為與普通碳鋼(gang)相類似。由(you)于鐵素體(ti)不銹鋼(gang)具有較高的起始屈服強(qiang),它們在起始成型加工時就需要較大(da)的變形(xing)力。


 在深沖(chong)(chong)(chong)成(cheng)型過程(cheng)中(zhong),鉻-鎳不銹鋼(奧氏體)的(de)(de)最佳(jia)沖(chong)(chong)(chong)壓(ya)變(bian)形(xing)率(lv)(lv)為40%~60%,而純鉻鐵素(su)體不銹鋼的(de)(de)最佳(jia)變(bian)形(xing)率(lv)(lv)剛為20%~30%.影(ying)響變(bian)形(xing)率(lv)(lv)大小(xiao)(xiao)的(de)(de)主要因(yin)素(su)是模具圓(yuan)角半(ban)(ban)徑(jing)(jing),其次則與沖(chong)(chong)(chong)頭端部半(ban)(ban)徑(jing)(jing)大小(xiao)(xiao)有關。如果模具圓(yuan)角半(ban)(ban)徑(jing)(jing)減小(xiao)(xiao),則沖(chong)(chong)(chong)壓(ya)性(xing)能變(bian)壞。典型沖(chong)(chong)(chong)頭和沖(chong)(chong)(chong)模的(de)(de)圓(yuan)角半(ban)(ban)徑(jing)(jing)一般不小(xiao)(xiao)于金屬厚(hou)度的(de)(de)5~10倍。


 馬氏體型不銹(xiu)鋼就是常說的(de)普(pu)通Cr不銹(xiu)鋼,一般具有相對較(jiao)高的(de)碳含量(0.15%~1.2%),它(ta)們也屬(shu)于(yu)400系列不銹(xiu)鋼。在全退火(huo)狀態下,12Cr12(403)和12Cr13(410)鋼的(de)成(cheng)型特(te)性(xing),非(fei)常類似于(yu)某些鐵素體不銹(xiu)鋼。


含碳(tan)量較(jiao)高的馬(ma)氏體不銹鋼,如30Cr13(420)、17Cr16Ni2(431)和(he)108Cr17(440C)就不推薦用冷成型方式來加(jia)工。