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(leng)加工過程中,10Cr17(430)鋼的(de)屈服(fu)強(qiang)度(du)快(kuai)速(su)向抗(kang)拉極限(xian)強(qiang)度(du)靠攏(long),見圖4-4。因為塑性變形(冷(leng)成型(xing))的(de)發(fa)生,必須超過屈服(fu)點(dian)。屈服(fu)應力和極限(xian)抗(kang)拉應力的(de)會聚和接(jie)近,容(rong)易(yi)引起開(kai)裂,典型(xing)的(de)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼就是這樣。隨著(zhu)冷(leng)加工程度(du)的(de)提高,塑性快(kuai)速(su)下降,所以鐵素(su)體不銹(xiu)鋼成型(xing)必須使(shi)用完全退火(huo)的(de)板材,即(ji)使(shi)如此,在成型(xing)加工過程中,有時也需要中間退火(huo)。


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  鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)旋壓(ya)或者輥(gun)式彎曲成型時,冷加(jia)工(gong)程度的(de)不斷(duan)增加(jia),塑(su)性會逐(zhu)漸下降,與普碳(tan)鋼(gang)相比,更加(jia)需要(yao)中(zhong)間退(tui)火。雖然(ran)如此,像06Cr11Ti(409)和10Cr17(430)鋼(gang)還是(shi)經常(chang)被(bei)用在(zai)如落料、折彎、深沖或旋壓(ya)等成型加(jia)工(gong)中(zhong)。


  圖4-4和(he)(he)圖4-5表明,鐵素體(ti)型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)10Cr17(430)的抗拉(la)強(qiang)度(du)與屈服(fu)強(qiang)度(du)之(zhi)(zhi)間的區(qu)域范圍(wei),隨(sui)著冷加工(gong)變形量(liang)的增加,抗拉(la)強(qiang)度(du)與屈服(fu)強(qiang)度(du)之(zhi)(zhi)間的區(qu)域范圍(wei)明顯變窄。這是(shi)鐵素體(ti)型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的典(dian)型性(xing)(xing)質,它(ta)使其成型加工(gong)受到限(xian)制(與奧氏體(ti)合金(jin)相比較)。盡管10Cr17(430)型鋼(gang)(gang)(gang)的成型性(xing)(xing)比300型鋼(gang)(gang)(gang)為差,但仍可(ke)對(dui)其進(jin)行(xing)沖切(qie)、彎曲、沖壓或旋壓等成型加工(gong)。10Cr17(430)型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)最(zui)重要的用途之(zhi)(zhi)一是(shi)用作(zuo)汽車裝飾件和(he)(he)嵌(qian)條。


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  對于(yu)鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼來說,其沖(chong)(chong)壓成(cheng)型(xing)性能(neng)與(yu)延伸率(lv)一般是隨著(zhu)鉻含(han)量的增(zeng)加(jia)(jia)而(er)降(jiang)低的。為了解決這一問題,當沖(chong)(chong)壓成(cheng)型(xing)鉻含(han)量高(gao)的毛坯時,沖(chong)(chong)壓成(cheng)型(xing)前可對其適當進(jin)行加(jia)(jia)熱,以提高(gao)其沖(chong)(chong)壓成(cheng)型(xing)性能(neng)和延伸率(lv)。在加(jia)(jia)熱的情況下(xia)(xia),金屬的延伸率(lv)會大(da)大(da)提高(gao),而(er)且(qie)所需成(cheng)型(xing)力大(da)大(da)下(xia)(xia)降(jiang)。對那些不能(neng)冷(leng)成(cheng)型(xing)加(jia)(jia)工的鋼種(zhong),采用加(jia)(jia)熱成(cheng)型(xing)的方法就可順(shun)利進(jin)行了。


  鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)采用121~204℃的熱成型(xing),比(bi)其冷成型(xing)性(xing)能大為改善,尤其是高鉻鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)。


 鐵(tie)素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)凸(tu)緣成型(xing)性(xing)(xing)能與(yu)n值(加工(gong)硬化指數)有(you)(you)關,深沖加工(gong)性(xing)(xing)能與(yu)r值(塑性(xing)(xing)應變化)有(you)(you)關。其中r值由不(bu)(bu)同的(de)(de)生產(chan)工(gong)藝(yi)下的(de)(de)不(bu)(bu)同的(de)(de)組織(zhi)集合來決(jue)定(ding)。采取一(yi)些措施來顯著(zhu)減少固溶(rong)碳和固溶(rong)氮,可大大改善r值,并使(shi)深沖性(xing)(xing)能得到大幅度的(de)(de)提高。鐵(tie)素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)成型(xing)方式的(de)(de)適(shi)應性(xing)(xing),見表4-2。


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大部分鐵素體不銹鋼在加工(gong)硬(ying)化方面的行為(wei)與(yu)普通碳鋼相類似(si)。由于(yu)鐵素體不銹鋼具有較(jiao)高的起(qi)(qi)始屈(qu)服強,它們在起(qi)(qi)始成(cheng)型(xing)加工(gong)時就需(xu)要較(jiao)大的變形力。


 在深沖成型過(guo)程中,鉻-鎳不銹鋼(奧氏(shi)體)的(de)(de)最佳沖壓變(bian)形率為40%~60%,而純鉻鐵素體不銹鋼的(de)(de)最佳變(bian)形率剛為20%~30%.影響變(bian)形率大小的(de)(de)主要因素是(shi)模具圓角(jiao)半徑(jing),其次則與沖頭端部(bu)半徑(jing)大小有關(guan)。如果模具圓角(jiao)半徑(jing)減(jian)小,則沖壓性能變(bian)壞。典型沖頭和沖模的(de)(de)圓角(jiao)半徑(jing)一般不小于金屬(shu)厚度的(de)(de)5~10倍。


 馬氏體(ti)(ti)型(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)就是常說的(de)普通Cr不(bu)銹鋼(gang)(gang),一般(ban)具有相(xiang)對(dui)較高的(de)碳含量(liang)(0.15%~1.2%),它們也屬于(yu)400系列不(bu)銹鋼(gang)(gang)。在全退火狀態下,12Cr12(403)和12Cr13(410)鋼(gang)(gang)的(de)成型(xing)特(te)性,非常類似于(yu)某些鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)。


含(han)碳量較高(gao)的馬氏體(ti)不(bu)銹鋼,如30Cr13(420)、17Cr16Ni2(431)和108Cr17(440C)就不(bu)推薦(jian)用冷成型方式來(lai)加(jia)工。