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(lei)(20Cr13、40Cr13、14Cr17Ni2等)不銹鋼在加熱、冷卻過(guo)程中,其組織發生同(tong)素異構轉變(bian)。對于這(zhe)一類(lei)鋼,最(zui)后(hou)一火的變(bian)形(xing)量無(wu)特(te)殊要(yao)求。
b. 馬氏體不銹鋼(gang)鍛(duan)造(zao)加(jia)熱(re)時要避免δ鐵(tie)素(su)體的形成(cheng),因為δ鐵(tie)素(su)體的出現(xian)會(hui)使鍛(duan)件(jian)形成(cheng)裂紋(wen),要避免金(jin)屬加(jia)熱(re)速度(du)(du)過(guo)快導(dao)致過(guo)熱(re)。鍛(duan)件(jian)的表(biao)面(mian)脫碳會(hui)使鐵(tie)素(su)體形成(cheng)過(guo)多,因此要將表(biao)面(mian)脫碳減小到最小程度(du)(du)。
c. 馬氏體不銹鋼在鍛造后容易(yi)產生開裂,這是因為鍛造后空(kong)冷時(shi)會出現馬氏體和碳化(hua)物組織(zhi),產生的內應(ying)力較大,所(suo)以鍛后要緩(huan)慢冷卻,一般(ban)在200℃左(zuo)右的砂坑或(huo)爐渣中緩(huan)冷,從(cong)砂坑取出后要及(ji)時(shi)進行退火,防止發(fa)生斷(duan)裂。
2. 鐵素體不銹鋼(gang)
鐵素體不(bu)銹鋼鍛造特點:
a. 鐵(tie)素體不銹鋼(gang)的再結(jie)晶溫較(jiao)低而(er)速(su)度較(jiao)快(kuai),因此(ci)在塑性變形(xing)過(guo)程中(zhong)晶粒長(chang)大(da)(da)的傾(qing)向較(jiao)大(da)(da)。鐵(tie)素體不銹鋼(gang)在950℃以上晶粒長(chang)大(da)(da)較(jiao)快(kuai)。
b. 鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)鍛造性能受晶粒長(chang)大(da)和組織弱化的限(xian)制(zhi)。例如,對于美國405鋼(gang)(gang)(類(lei)似06Cr13Al),少量奧氏體的出(chu)現會導致(zhi)晶界的弱化,因(yin)此(ci)終鍛溫度要嚴格控制(zhi)。
c. 為了得到細晶粒組(zu)織,最后一次鍛打的壓縮(suo)量不(bu)應低于(yu)12%~20%,終鍛溫(wen)度(du)不(bu)高(gao)于(yu)800℃。為了避免(mian)因溫(wen)度(du)過低產生冷作(zuo)硬化,終鍛溫(wen)度(du)不(bu)應低于(yu)705℃。
由于鐵素體不(bu)銹鋼導熱性差(cha),其(qi)表面缺(que)陷用砂輪清(qing)理時,局部過熱可能會引起(qi)裂紋(wen),最好采用風(feng)鏟清(qing)理或(huo)剝皮的方法(fa)去(qu)除表面缺(que)陷。
18-8型奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼常被用來制作在610℃以下長期工(gong)(gong)作的鍋爐和汽輪機(ji)零件,以及化工(gong)(gong)生產中的多種(zhong)零件,其鍛造工(gong)(gong)藝特點(dian)是(shi):
a. 18-8型奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)在煤爐內加(jia)熱時表(biao)面易滲(shen)碳(tan),所(suo)以加(jia)熱時應避(bi)免(mian)與含碳(tan)的物質(zhi)接觸,并(bing)采用氧化性的介質(zhi)加(jia)熱,以減少(shao)鋼(gang)的滲(shen)碳(tan)現象(xiang),防止晶間(jian)腐蝕(shi)。
b. 奧氏體鋼在(zai)低溫時導(dao)熱性差(cha)應緩慢加熱,始鍛溫度不(bu)宜過(guo)高(gao),過(guo)高(gao)有形成δ相的傾向,同時晶粒亦(yi)急劇(ju)長大(da)。一(yi)般選取1150~1180℃。
c. 坯料的表面缺陷在鍛(duan)造加(jia)熱前必須清除,以防止鍛(duan)造時繼續擴(kuo)大(da),造成鍛(duan)件報廢。
d. 終鍛溫度不能太低,同時(shi)在(zai)700~900℃緩冷會(hui)(hui)析出σ相,繼續鍛打將會(hui)(hui)產生裂紋。
e. 鍛(duan)后采用空冷,而且(qie)還(huan)必須進行固(gu)溶處理。
某廠對(dui)各種(zhong)不(bu)銹鋼的鍛(duan)造溫(wen)度見表2-5。
另外,對于不銹鋼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(xu)要進行金屬(shu)切(qie)(qie)削(xue)(車、刨、銑、磨、鉆等)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼,其機械(xie)加工性(xing)能應符合(he)要求,為此在一些(xie)不(bu)銹(xiu)鋼中加入了(le)易切(qie)(qie)削(xue)元素S,生產了(le)一些(xie)易切(qie)(qie)削(xue)不(bu)銹(xiu)鋼,如Y12Cr13、Y30Cr13、Y25Cr13Ni2、Y108Cr17和Y10Cr17等,以(yi)供需(xu)切(qie)(qie)削(xue)量比較大的(de)用(yong)戶(hu)選用(yong)。