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(xiu)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(ao)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。


  在冷(leng)加工過(guo)(guo)程(cheng)中,10Cr17(430)鋼(gang)的屈服強度(du)快速向抗(kang)拉極限(xian)強度(du)靠攏,見圖4-4。因為塑性變形(冷(leng)成型(xing))的發生,必(bi)須超過(guo)(guo)屈服點。屈服應(ying)力和極限(xian)抗(kang)拉應(ying)力的會聚和接近,容易引起(qi)開(kai)裂,典型(xing)的鐵(tie)素體不(bu)銹鋼(gang)就是這樣。隨著冷(leng)加工程(cheng)度(du)的提高,塑性快速下降,所以(yi)鐵(tie)素體不(bu)銹鋼(gang)成型(xing)必(bi)須使用完全(quan)退火的板(ban)材(cai),即使如此(ci),在成型(xing)加工過(guo)(guo)程(cheng)中,有時也需要中間退火。


圖 4.jpg


  鐵(tie)素(su)體不銹鋼在旋壓或(huo)者輥式彎曲成型時,冷加(jia)工(gong)程度的不斷增加(jia),塑性會逐漸(jian)下降,與普碳鋼相比(bi),更加(jia)需要中間退火。雖(sui)然如此,像06Cr11Ti(409)和10Cr17(430)鋼還是經常被(bei)用在如落料、折彎、深沖或(huo)旋壓等(deng)成型加(jia)工(gong)中。


  圖(tu)4-4和圖(tu)4-5表(biao)明(ming),鐵素體型(xing)不銹鋼(gang)(gang)10Cr17(430)的(de)(de)抗拉(la)強度與(yu)屈服(fu)強度之(zhi)間(jian)的(de)(de)區域范圍,隨(sui)著冷加(jia)(jia)工變形量的(de)(de)增加(jia)(jia),抗拉(la)強度與(yu)屈服(fu)強度之(zhi)間(jian)的(de)(de)區域范圍明(ming)顯變窄(zhai)。這(zhe)是鐵素體型(xing)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)典型(xing)性質,它使其成型(xing)加(jia)(jia)工受到限(xian)制(與(yu)奧氏體合(he)金(jin)相比較(jiao))。盡管10Cr17(430)型(xing)鋼(gang)(gang)的(de)(de)成型(xing)性比300型(xing)鋼(gang)(gang)為差,但(dan)仍(reng)可對其進行(xing)沖切、彎曲(qu)、沖壓(ya)或(huo)旋壓(ya)等成型(xing)加(jia)(jia)工。10Cr17(430)型(xing)不銹鋼(gang)(gang)最重要的(de)(de)用(yong)途之(zhi)一是用(yong)作汽車(che)裝飾件和嵌條。


圖 5.jpg


  對于鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼(gang)來說(shuo),其沖壓(ya)(ya)成型(xing)性能(neng)與延伸率(lv)一般是隨著鉻含(han)量的(de)增加而(er)降低的(de)。為了解決這(zhe)一問題,當沖壓(ya)(ya)成型(xing)鉻含(han)量高的(de)毛坯時,沖壓(ya)(ya)成型(xing)前可(ke)對其適當進(jin)行(xing)加熱(re),以提高其沖壓(ya)(ya)成型(xing)性能(neng)和延伸率(lv)。在加熱(re)的(de)情況下(xia),金屬的(de)延伸率(lv)會大大提高,而(er)且所需成型(xing)力大大下(xia)降。對那些不能(neng)冷成型(xing)加工的(de)鋼(gang)種,采用(yong)加熱(re)成型(xing)的(de)方(fang)法就可(ke)順利(li)進(jin)行(xing)了。


  鐵(tie)素體不銹鋼(gang)采用121~204℃的熱成型,比其(qi)冷成型性能大為改善(shan),尤其(qi)是高鉻(ge)鐵(tie)素體不銹鋼(gang)。


 鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang)的(de)凸緣成型性(xing)(xing)能與n值(zhi)(zhi)(加工硬化指數)有(you)(you)關,深沖加工性(xing)(xing)能與r值(zhi)(zhi)(塑性(xing)(xing)應變化)有(you)(you)關。其中r值(zhi)(zhi)由(you)不(bu)同(tong)的(de)生產工藝(yi)下的(de)不(bu)同(tong)的(de)組織(zhi)集合來(lai)決(jue)定(ding)。采取一(yi)些措施來(lai)顯著減少固(gu)溶(rong)碳和固(gu)溶(rong)氮(dan),可大大改善r值(zhi)(zhi),并(bing)使深沖性(xing)(xing)能得到大幅(fu)度的(de)提高。鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang)成型方式的(de)適應性(xing)(xing),見表4-2。


表 2.jpg


大部(bu)分鐵素(su)體(ti)不銹鋼在加工(gong)硬化(hua)方面的行為與普通碳(tan)鋼相(xiang)類似。由于鐵素(su)體(ti)不銹鋼具有(you)較(jiao)高的起(qi)始(shi)屈服強,它們(men)在起(qi)始(shi)成型加工(gong)時就需(xu)要較(jiao)大的變形(xing)力。


 在深沖(chong)成(cheng)型過程中,鉻-鎳(nie)不(bu)銹鋼(奧氏(shi)體)的最(zui)佳沖(chong)壓(ya)變(bian)形率為40%~60%,而(er)純(chun)鉻鐵素體不(bu)銹鋼的最(zui)佳變(bian)形率剛為20%~30%.影響變(bian)形率大小(xiao)的主要因(yin)素是模具圓(yuan)角(jiao)半(ban)(ban)徑,其次則與(yu)沖(chong)頭(tou)端部半(ban)(ban)徑大小(xiao)有關。如果(guo)模具圓(yuan)角(jiao)半(ban)(ban)徑減小(xiao),則沖(chong)壓(ya)性能變(bian)壞。典型沖(chong)頭(tou)和沖(chong)模的圓(yuan)角(jiao)半(ban)(ban)徑一(yi)般不(bu)小(xiao)于金屬厚度的5~10倍。


 馬(ma)氏體(ti)型(xing)不(bu)銹鋼(gang)就是常(chang)說(shuo)的普通Cr不(bu)銹鋼(gang),一般(ban)具(ju)有相對(dui)較高(gao)的碳含(han)量(0.15%~1.2%),它(ta)們也屬(shu)于400系(xi)列不(bu)銹鋼(gang)。在全退火狀態(tai)下,12Cr12(403)和12Cr13(410)鋼(gang)的成型(xing)特性,非常(chang)類似于某些(xie)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)。


含碳量較(jiao)高的馬氏體不銹鋼,如30Cr13(420)、17Cr16Ni2(431)和108Cr17(440C)就不推薦用冷成型方式來加工。