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%),盡管部分鐵素(su)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(bu)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)(jia)工(gong)(gong)過程中(zhong),10Cr17(430)鋼(gang)的(de)(de)屈服強度快(kuai)速(su)(su)向抗拉極限(xian)強度靠攏,見圖(tu)4-4。因為塑性變形(冷成(cheng)型)的(de)(de)發生,必須超過屈服點。屈服應力(li)和極限(xian)抗拉應力(li)的(de)(de)會聚和接近,容易引起開裂,典型的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)就是這(zhe)樣(yang)。隨著冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)程度的(de)(de)提高,塑性快(kuai)速(su)(su)下降,所以鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)成(cheng)型必須使用完全退火的(de)(de)板材,即使如此,在成(cheng)型加(jia)(jia)工(gong)(gong)過程中(zhong),有時也需(xu)要中(zhong)間退火。


圖 4.jpg


  鐵素體(ti)不銹鋼在(zai)旋壓或(huo)者輥(gun)式彎曲成型時,冷(leng)加(jia)工程(cheng)度的不斷增加(jia),塑性(xing)會逐漸下(xia)降(jiang),與(yu)普碳鋼相(xiang)比,更(geng)加(jia)需要中(zhong)間退火。雖然如此,像06Cr11Ti(409)和(he)10Cr17(430)鋼還是(shi)經常(chang)被用在(zai)如落料(liao)、折彎、深沖或(huo)旋壓等成型加(jia)工中(zhong)。


  圖4-4和(he)圖4-5表(biao)明(ming),鐵(tie)素(su)(su)體型(xing)(xing)(xing)不銹鋼10Cr17(430)的(de)(de)抗拉強(qiang)度與(yu)屈(qu)服強(qiang)度之(zhi)間(jian)的(de)(de)區域范圍,隨著冷加(jia)工(gong)變(bian)形量的(de)(de)增加(jia),抗拉強(qiang)度與(yu)屈(qu)服強(qiang)度之(zhi)間(jian)的(de)(de)區域范圍明(ming)顯變(bian)窄(zhai)。這是鐵(tie)素(su)(su)體型(xing)(xing)(xing)不銹鋼的(de)(de)典型(xing)(xing)(xing)性質,它使(shi)其成型(xing)(xing)(xing)加(jia)工(gong)受到限制(與(yu)奧氏體合(he)金相比(bi)較)。盡管(guan)10Cr17(430)型(xing)(xing)(xing)鋼的(de)(de)成型(xing)(xing)(xing)性比(bi)300型(xing)(xing)(xing)鋼為差,但仍(reng)可(ke)對(dui)其進(jin)行沖(chong)切(qie)、彎曲、沖(chong)壓或旋(xuan)壓等成型(xing)(xing)(xing)加(jia)工(gong)。10Cr17(430)型(xing)(xing)(xing)不銹鋼最重要的(de)(de)用途之(zhi)一是用作汽車裝(zhuang)飾件和(he)嵌條。


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  對于鐵素(su)體不銹(xiu)鋼來說,其(qi)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)性(xing)能與延伸率一般(ban)是隨(sui)著鉻含量的增加而降(jiang)低的。為了解(jie)決這(zhe)一問題(ti),當沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)鉻含量高的毛坯(pi)時,沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)前可(ke)對其(qi)適(shi)當進(jin)行(xing)加熱,以提高其(qi)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)性(xing)能和延伸率。在(zai)加熱的情況下(xia),金屬的延伸率會大(da)大(da)提高,而且所需成(cheng)(cheng)型(xing)力大(da)大(da)下(xia)降(jiang)。對那些不能冷(leng)成(cheng)(cheng)型(xing)加工的鋼種,采用(yong)加熱成(cheng)(cheng)型(xing)的方法(fa)就可(ke)順利進(jin)行(xing)了。


  鐵(tie)素體不銹鋼采用121~204℃的(de)熱成(cheng)型(xing),比其冷成(cheng)型(xing)性(xing)能(neng)大為改(gai)善,尤其是高鉻鐵(tie)素體不銹鋼。


 鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼的(de)凸緣成型性(xing)能與(yu)n值(zhi)(加工硬化指(zhi)數)有關,深(shen)沖(chong)加工性(xing)能與(yu)r值(zhi)(塑性(xing)應變化)有關。其中r值(zhi)由(you)不(bu)同(tong)的(de)生(sheng)產工藝(yi)下的(de)不(bu)同(tong)的(de)組織集(ji)合來(lai)決(jue)定。采取一(yi)些措(cuo)施來(lai)顯著減少固(gu)溶(rong)(rong)碳和固(gu)溶(rong)(rong)氮,可大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)改善r值(zhi),并(bing)使(shi)深(shen)沖(chong)性(xing)能得到大(da)(da)(da)幅度的(de)提(ti)高。鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼成型方(fang)式的(de)適應性(xing),見(jian)表(biao)4-2。


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大(da)(da)部分鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)加工硬化方面的(de)行為與普通碳鋼(gang)相類似(si)。由于鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有較高的(de)起(qi)始(shi)屈服強,它們在(zai)起(qi)始(shi)成型加工時(shi)就需要(yao)較大(da)(da)的(de)變形力。


 在深沖成型過程中(zhong),鉻(ge)-鎳不(bu)銹鋼(奧氏(shi)體(ti))的最佳沖壓變(bian)形率(lv)(lv)為(wei)40%~60%,而(er)純鉻(ge)鐵素體(ti)不(bu)銹鋼的最佳變(bian)形率(lv)(lv)剛為(wei)20%~30%.影(ying)響變(bian)形率(lv)(lv)大(da)(da)小的主要因素是模具圓角半徑(jing)(jing),其次(ci)則與沖頭端部半徑(jing)(jing)大(da)(da)小有關。如果(guo)模具圓角半徑(jing)(jing)減小,則沖壓性能變(bian)壞。典型沖頭和沖模的圓角半徑(jing)(jing)一般不(bu)小于金屬厚度的5~10倍。


 馬氏體型不銹鋼就(jiu)是常說的(de)普通Cr不銹鋼,一般具有相對較(jiao)高的(de)碳(tan)含量(0.15%~1.2%),它們也屬(shu)于400系列不銹鋼。在全退火狀態下,12Cr12(403)和12Cr13(410)鋼的(de)成型特性,非常類(lei)似于某些鐵素(su)體不銹鋼。


含碳量較高的馬氏體不銹鋼,如30Cr13(420)、17Cr16Ni2(431)和108Cr17(440C)就不推薦用冷成型方(fang)式來加工。