不銹鋼的鍛造工藝

不銹鋼的鍛造工藝不銹鋼的鍛造工藝1/3不銹鋼的鍛造工藝不銹鋼的鍛造工藝（馬氏體、奧氏體）一奧氏體不銹鋼的鍛造概述奧氏體不銹鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.25%，鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)17~19%，鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%~18%，如12Cr18Ni9等。為節(jié)鎳，用錳或氮代替部分鎳而獲得的Cr-Ni-Mn或Cr-Ni-Mn-N不銹鋼。奧氏體不銹鋼不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，不能用熱處理強(qiáng)化，只能通過(guò)熱鍛成形和再結(jié)晶獲得高的強(qiáng)度。奧氏體不銹鋼通常在固溶狀態(tài)下使用，具有最佳的塑性、韌性、良好的加工成型性及良好的耐蝕性和抗氧化性，因此一般用于要求耐腐蝕、抗氧化或在較高溫度下工作，對(duì)強(qiáng)度要求不高，以及在較低溫度下使用的零部件。奧氏體不銹鋼在高溫下晶粒易長(zhǎng)大，但長(zhǎng)大傾向不如鐵素體不銹鋼強(qiáng)烈。鍛造溫度選擇及加熱要求變形溫度選擇：奧氏體不銹鋼的鍛造加熱溫度受高溫鐵素體（α-相）形成溫度的限制，加熱溫度過(guò)高，α-相鐵素體的量會(huì)顯著增多，使鋼塑性降低，使塑性變形不均勻，在兩相界面產(chǎn)生裂紋。因此奧氏體不銹鋼的始鍛溫度一般控制在1150~1200℃。為防止組織中因洗出碳化物使變形抗力增加，產(chǎn)生鍛造裂紋。所以終鍛溫度不應(yīng)太低，一般不低于850℃。對(duì)于普通18-8型不銹鋼始鍛溫度取1200℃，當(dāng)含鉬或含高硅則取低于1150℃，對(duì)于25-12型和25-20型，始鍛溫度不高于1150℃，終端溫度不低于925℃。加熱要求：不銹鋼導(dǎo)熱性差，加熱時(shí)要嚴(yán)格按照溫度和速度進(jìn)行：800℃以下緩慢加熱(0.3~0.5mm/min)，到920℃后可快速加熱。為確保耐蝕性，加熱時(shí)應(yīng)嚴(yán)格避免滲碳，因此奧氏體不銹鋼不宜在還原性氣氛或過(guò)分氧化氣氛中加熱，也不許火焰直接噴射在毛坯上，否則使鋼增碳或使晶界區(qū)貧鉻，提高鋼的晶間腐蝕敏感性。鍛件在高溫區(qū)停留時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則易造成嚴(yán)重過(guò)氧化、元素貧化和晶粒粗化，具體可按鍛壓手冊(cè)P217表2-3-15選擇，一般不少于10~20min。奧氏體不銹鋼鍛造要點(diǎn)鋼錠鍛造時(shí)，開(kāi)始輕壓，當(dāng)變形量達(dá)到30%后才能重壓。鍛造時(shí)，應(yīng)單向送進(jìn)，避免在一處重復(fù)壓制，以防止出現(xiàn)中心十字裂紋。鋼錠鍛造比采用4~6，鋼坯取2~4，視原材料晶粒度而定。奧氏體不銹鋼晶粒度大小對(duì)鋼的耐蝕性有很大影響。為獲得細(xì)晶粒并充分焊合中心區(qū)的微裂紋和孔隙，應(yīng)保證最后一火有足夠大的鍛造比，變形量應(yīng)大于再結(jié)晶臨界變形程度，變形量一般應(yīng)大于12%~20%。變形過(guò)程中要求變形均勻，以得到較均勻的晶粒組織，圓餅鍛件可考慮下列措施：采用光滑的平臺(tái)和砧面，必要時(shí)潤(rùn)滑；平臺(tái)和砧面預(yù)熱到150~450℃；餅坯兩端加低碳鋼墊板；采用疊鍛；變形時(shí)采用間歇壓縮；包套鐓粗。奧氏體不銹鋼冷縮率大。鍛件最終成形時(shí)，應(yīng)考慮較大的收縮率（1.5~1.7%），避免鍛件在冷卻后因尺寸不足造成廢品。鍛件溫度應(yīng)在850℃以上切邊（冷鍛件應(yīng)預(yù)熱到900~950℃再切邊）。鍛后冷卻為避免奧氏體不銹鋼沿晶界析出Cr23C6而增加晶間腐蝕傾向，所以要求鍛后快冷。尤其在奧氏體敏化溫度范圍（480~815℃），在此區(qū)間不得停留，必須快冷。奧氏體不銹鋼鍛后空冷、坑冷、砂冷均可。變形后續(xù)工序?yàn)槭瑰懺旌涂绽溥^(guò)程中析出的碳化物重新溶入奧氏體，得到均勻單一的常溫奧氏體組織，減輕晶間腐蝕敏感性，因此鍛后應(yīng)進(jìn)行固溶處理，即在1020~1050℃加熱保溫，然后水冷。為防止晶粒長(zhǎng)大，加熱溫度不宜過(guò)高，保溫時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。含Ti、Nb的奧氏體鋼，固溶后再進(jìn)行穩(wěn)定化處理。即將鋼加熱到850~880℃保溫空冷，此時(shí)Cr23C6溶解，TiC不完全溶解，且在冷卻過(guò)程中充分析出，從而降低Cr23C6的含量，降低晶間腐蝕傾向。對(duì)經(jīng)冷加工和焊接后的鍛件，為消除殘余應(yīng)力，要進(jìn)行去應(yīng)力退火。不含Ti、Nb的奧氏體不銹鋼：加熱溫度不超過(guò)450℃，以防止Cr23C6析出；對(duì)超低碳和含Ti、Nb的奧氏體不銹鋼：加熱溫度不低于850℃，然后緩冷，消除應(yīng)力，可減輕晶間腐蝕傾向，并提高抗應(yīng)力腐蝕能力。奧氏體不銹鋼還往往經(jīng)冷變形后使用，只要按“固溶處理-冷變形-敏化處理”工序進(jìn)行，就可獲得優(yōu)異的抗應(yīng)力腐蝕和抗晶間腐蝕性能。為消除表面氧化皮和缺陷，采用先酸洗再噴砂或滾筒拋光在酸洗。二馬氏體不銹鋼的鍛造概述馬氏體不銹鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%~0.4%(其中9Cr18為0.9%)，鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%~18%，如1Cr13，2Cr13，3Cr13，4Cr13等。此類鋼高溫時(shí)為奧氏體組織，冷卻到室溫為馬氏體組織，可通過(guò)熱處理強(qiáng)化，提高力學(xué)性能。馬氏體不銹鋼淬火后的強(qiáng)度、硬度隨含碳量增加而提高，但耐蝕性及塑、韌性隨之降低，其耐蝕性不如奧氏體不銹鋼。但因該類鋼具有很高的熱強(qiáng)性和較好的耐蝕性，特別適合550~600℃以下及濕熱條件工作的承力件。鍛造溫度選擇及加熱要求鍛造溫度選擇馬氏體不銹鋼加熱溫度不宜太高，過(guò)高組織會(huì)出現(xiàn)δ鐵素體，使鋼的塑性下降，且易在兩相界面產(chǎn)生裂紋。因此馬氏體不銹鋼的始鍛溫度一般為1100~1150℃。終端溫度不宜太低，若溫度過(guò)低，鋼的塑性下降較大，易產(chǎn)生鍛造裂紋。因此終鍛溫度因含碳量而異，高碳的取925℃，低碳的取850℃，均應(yīng)高于鋼的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度。加熱要求：馬氏體不銹鋼的導(dǎo)熱性差，為防止坯料開(kāi)裂，在實(shí)際生產(chǎn)中，坯料的入爐溫度應(yīng)低于400℃。同時(shí)，850℃前應(yīng)緩慢加熱，之后才能快速加熱到始鍛溫度。鍛件在高溫區(qū)停留時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則易造成嚴(yán)重過(guò)氧化、元素貧化和晶粒粗化，具體可按鍛壓手冊(cè)P217表2-3-15選擇，一般不少于10~20min。馬氏體不銹鋼鍛造要點(diǎn)馬氏體不銹鋼高溫組織為單相奧氏體，鍛造沒(méi)有特殊困難，但在900~950℃范圍內(nèi)要避免重?fù)?，以防破裂。鍛造比一般?~3；終鍛變形量應(yīng)大于12%~20%終鍛變形程度不易過(guò)小。若加熱溫度高、終鍛變形程度小時(shí)，可能由于組織遺傳引起低倍粗晶。馬氏體不銹鋼對(duì)表面裂紋敏感，若表面有劃傷，鍛前應(yīng)車去。鍛后冷卻馬氏體不銹鋼對(duì)冷卻速度特別敏感，空冷即可獲得馬氏體組織，使鍛件內(nèi)存在很大熱應(yīng)力、組織應(yīng)力和殘余應(yīng)力，易導(dǎo)致表面裂紋。所以馬氏體鋼鍛后應(yīng)緩冷方式。一般是將鍛件放在200℃左右的爐中或石棉保溫箱中冷卻，或是轉(zhuǎn)入600℃爐中保溫并隨爐冷卻。變形后續(xù)工序冷卻后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行軟化退火處理（680℃~780℃保溫2~4h），以消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，便于機(jī)械加工。馬氏體不銹鋼使用前需經(jīng)淬火（980℃~10