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(bu)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(zai)冷加工過程中,10Cr17(430)鋼的屈服(fu)強(qiang)度快(kuai)(kuai)速(su)向抗拉極(ji)限(xian)強(qiang)度靠攏(long),見圖4-4。因為塑性變形(冷成型(xing))的發(fa)生,必須(xu)超過屈服(fu)點。屈服(fu)應力和(he)極(ji)限(xian)抗拉應力的會(hui)聚和(he)接近(jin),容(rong)易引起(qi)開裂,典型(xing)的鐵(tie)素體不銹鋼就是這(zhe)樣。隨著冷加工程度的提高,塑性快(kuai)(kuai)速(su)下降,所(suo)以鐵(tie)素體不銹鋼成型(xing)必須(xu)使(shi)用完全退(tui)火的板材,即使(shi)如(ru)此(ci),在(zai)成型(xing)加工過程中,有(you)時也(ye)需要中間退(tui)火。

鐵素(su)體(ti)不銹鋼在旋壓(ya)或者輥(gun)式(shi)彎(wan)曲成(cheng)型(xing)時,冷加工(gong)程度(du)的不斷(duan)增(zeng)加,塑性(xing)會(hui)逐漸下降,與普碳鋼相比,更加需(xu)要中(zhong)間退火(huo)。雖然如(ru)此,像06Cr11Ti(409)和10Cr17(430)鋼還是經常被用在如(ru)落(luo)料、折彎(wan)、深沖或旋壓(ya)等成(cheng)型(xing)加工(gong)中(zhong)。
圖(tu)(tu)4-4和(he)圖(tu)(tu)4-5表明,鐵(tie)素(su)體型(xing)(xing)(xing)不銹鋼(gang)(gang)10Cr17(430)的(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度(du)與(yu)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)之(zhi)間的(de)區域(yu)范(fan)圍(wei),隨著冷加(jia)工變形量的(de)增加(jia),抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度(du)與(yu)屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)之(zhi)間的(de)區域(yu)范(fan)圍(wei)明顯變窄。這是鐵(tie)素(su)體型(xing)(xing)(xing)不銹鋼(gang)(gang)的(de)典型(xing)(xing)(xing)性(xing)質(zhi),它使其(qi)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)加(jia)工受到限制(與(yu)奧氏體合金(jin)相比較(jiao))。盡管10Cr17(430)型(xing)(xing)(xing)鋼(gang)(gang)的(de)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)性(xing)比300型(xing)(xing)(xing)鋼(gang)(gang)為差,但(dan)仍可(ke)對(dui)其(qi)進行沖切(qie)、彎(wan)曲、沖壓或旋(xuan)壓等成(cheng)型(xing)(xing)(xing)加(jia)工。10Cr17(430)型(xing)(xing)(xing)不銹鋼(gang)(gang)最(zui)重要的(de)用途(tu)之(zhi)一是用作汽車裝飾件和(he)嵌條(tiao)。

對于鐵素體不(bu)銹鋼(gang)來(lai)說,其(qi)沖壓成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)性能(neng)(neng)與延(yan)伸率(lv)一般是(shi)隨著鉻含(han)量(liang)的(de)(de)(de)增加而(er)降低的(de)(de)(de)。為了(le)解(jie)決這(zhe)一問(wen)題(ti),當沖壓成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)鉻含(han)量(liang)高的(de)(de)(de)毛(mao)坯(pi)時,沖壓成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)前可對其(qi)適當進行加熱(re),以提高其(qi)沖壓成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)性能(neng)(neng)和延(yan)伸率(lv)。在加熱(re)的(de)(de)(de)情況下,金屬的(de)(de)(de)延(yan)伸率(lv)會(hui)大(da)(da)大(da)(da)提高,而(er)且所需成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)力大(da)(da)大(da)(da)下降。對那些不(bu)能(neng)(neng)冷成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)加工的(de)(de)(de)鋼(gang)種,采用(yong)加熱(re)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)方法就可順利進行了(le)。
鐵(tie)素(su)體不銹鋼采用(yong)121~204℃的熱(re)成(cheng)型,比(bi)其冷(leng)成(cheng)型性能大為改善,尤其是(shi)高(gao)鉻鐵(tie)素(su)體不銹鋼。
鐵(tie)(tie)素體不銹(xiu)鋼的(de)凸緣成型性能與(yu)n值(加工硬化指數)有關,深(shen)沖加工性能與(yu)r值(塑性應(ying)變化)有關。其中r值由不同(tong)的(de)生產工藝下的(de)不同(tong)的(de)組織集合來決定。采取一些措(cuo)施來顯(xian)著減少(shao)固(gu)(gu)溶碳和固(gu)(gu)溶氮,可大大改善r值,并使深(shen)沖性能得到大幅度的(de)提(ti)高。鐵(tie)(tie)素體不銹(xiu)鋼成型方式的(de)適應(ying)性,見(jian)表4-2。

大(da)部分鐵(tie)素體不銹鋼(gang)在(zai)加(jia)工硬化方面(mian)的(de)行為與普通碳鋼(gang)相類似。由于(yu)鐵(tie)素體不銹鋼(gang)具有較高的(de)起始屈服強,它們在(zai)起始成型加(jia)工時(shi)就需(xu)要較大(da)的(de)變形力。
在深沖成型過程中,鉻-鎳不(bu)銹(xiu)鋼(奧氏體)的(de)(de)最(zui)佳沖壓變(bian)形率為40%~60%,而純鉻鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)最(zui)佳變(bian)形率剛(gang)為20%~30%.影響變(bian)形率大小的(de)(de)主(zhu)要(yao)因素(su)是模具(ju)圓(yuan)(yuan)角(jiao)半(ban)徑(jing)(jing),其次則與(yu)沖頭端部(bu)半(ban)徑(jing)(jing)大小有關。如果模具(ju)圓(yuan)(yuan)角(jiao)半(ban)徑(jing)(jing)減小,則沖壓性能變(bian)壞。典型沖頭和沖模的(de)(de)圓(yuan)(yuan)角(jiao)半(ban)徑(jing)(jing)一般不(bu)小于金屬厚度的(de)(de)5~10倍(bei)。
馬(ma)氏體型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)就是常說的普通Cr不銹(xiu)鋼(gang),一(yi)般(ban)具(ju)有相(xiang)對較(jiao)高的碳(tan)含量(0.15%~1.2%),它們也(ye)屬于400系列不銹(xiu)鋼(gang)。在全退火狀態(tai)下,12Cr12(403)和12Cr13(410)鋼(gang)的成型(xing)特性,非常類似(si)于某些鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼(gang)。
含碳量較(jiao)高的馬氏體不銹鋼,如30Cr13(420)、17Cr16Ni2(431)和108Cr17(440C)就(jiu)不推薦(jian)用冷成型方式(shi)來加工。

