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不鏽鋼的冷成形加工(一)

更新时间:2019-11-11 15:22人气:3382
不鏽鋼的冷成形加工(一) 不鏽鋼的冷成形加工過程完全不同於低合金鋼和普通碳鋼,由於不鏽鋼強度更高,更硬,塑性更好,加工硬化速率更快,而且還必須維持其固有的耐腐蝕性能。這些特性必須需要更大的動力,工藝設備磨損的許可差增加,加工過程需要避免表麵汙染和耐腐蝕性能的削弱。不鏽鋼的選擇通常按照規格要求的性能來的,如耐蝕性或耐熱性,強度,塑性等 。不鏽鋼的加工硬化的結果,和隨後對力學性能的影響,在成形加工時不鏽鋼的選擇起著相當首要的感化 。鋼的成形性能極大地取決於材料在冷加工時其屈服強度達到極限抗拉強度時的速率。屈服強度和極限抗拉強度曲線帶之間的縮小說明成形是被限製的(見圖1) 。曲線帶之間的縮小顯示,大部分屈服強度可 圖 1 冷加工對機械性能的影響以一向使用 ,任何進一步變形會導致破裂。另外一方麵 , 鋼加工性的增加顯示曲線帶卻沒有收斂(如301鋼種),在相同冷加工變形量的情況下,這類材料它有極高的塑性,在成形過程中許可有嚴重的變形。不鏽鋼的成形性能奧氏體不鏽鋼奧氏體不鏽鋼是Cr/Ni不鏽鋼(300係)。鎳(Ni)是促進奧氏體晶體結構形成,穩定奧氏體的合金元素,Ni/Cr比例越高 ,奧氏體越穩定:機械性能,冷加工硬化,是以成形性能也依靠於這個比率。在奧氏體不鏽鋼中301鋼Ni含量(6.5%)最低,是以有最高的加工硬化速率。盡管301經過退火後有完全的奧氏體微觀結構,鎳含量越低,在塑性變形時天生的馬氏體的比例越大。這幫助金屬抵抗頸縮和進行均勻變形。高的加工硬化速率使得強度極大的增加,獲得很高的硬度。這些在冷加工結構階段是有益的。 UNS S30430(通常稱為302HQ或304Cu)鋼碳含量0.02%或更低,大約9%Ni和3%Cu。在普通奧氏體中這類鋼的加工硬化最低。在冷加工中這類鋼的加工硬化程度比301低。象302HQ這類鋼低的屈服強度意味著在加工時起始變形所需的應力小。由於奧氏體不鏽鋼有很高的塑性,所以這些鋼的形變能力比鐵素體不鏽鋼強,在給定的作業中許可很大的變形量。在奧氏體不鏽鋼中 ,加工硬化越快的鋼種如301或者304,在同樣的作業中能承擔最大的形變。奧氏體不鏽鋼冷加工的成形性能是指沒有預先退火情況下冷變形。但是,在連續的加工過程中也許需要中間退火以使鋼恢複到本來的塑性。奧氏體不鏽鋼良好的成形性能,特別明顯地表現在需持久極大的拉伸變形的漲形彎曲作業,和需要高塑性的劇烈的深衝作業中。但是 ,由於高的退火強度和加工硬化性能,所以和鐵素體不鏽鋼相比,奧氏體不鏽鋼需要更大的加工應力。由於加工硬化啟事 ,不僅僅需要高的形變應力,而且需要進步金屬開始變形時的起始應力 。通常,當Ni含量降低時,如301(約6.5%Ni),奧氏體不鏽鋼會變得愈來愈難成形了 。穩定化元素的存在,如Ti、Nb和Ta和高含量的C,在穩定化鋼種的成形特性中起著不利的感化。這是由於微觀結構形成了象Ti的碳化物和氮化物如許的第二相粒子的啟事 。所以象321和347鋼種的成形,沒有302HQ、304和305鋼種的成形順利。象303這類易機加工鋼種,塑性性能比較差,不能用於成形作業。 200係列奧氏體不鏽鋼(部分Ni被Mn代替)由於其較高的起始強度,所以需要較高的應力來加工。同時與對應的300係比較這些材料的“回彈”(spring back)比較大。

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