馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼具有較高的淬透(tou)性,即可(ke)空(kong)冷硬(ying)化(hua)。因此,冷鍛(duan)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)鋼尤其是那些高碳鋼時,必須(xu)采取(qu)保護措施,防(fang)止開裂(lie)現象的發生。通常應將(jiang)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)鋼用絕熱材料覆蓋,或者在爐內均(jun)勻降溫,使之緩慢冷卻到593℃.如果像冷卻鍛(duan)模那樣直接用水噴射(she)冷卻鍛(duan)件,就會(hui)引起(qi)鍛(duan)裂(lie)現象。
一般情況下,馬氏體不銹(xiu)鋼鍛件在鍛造后都要進行回火,以降低鋼的硬度使其能夠進行機械加工。機加工以后再淬火硬化,然后回火。
馬氏體不銹鋼(gang)的最高鍛造溫度要選在低于δ-相產生的溫度,否則很容易產生裂紋。δ-相通常在1093~1260℃的溫度形成。在鍛造過程中要特別注意不要超過這個溫度,并且要避免使金屬快速移動而出現局部過熱現象。再則表面脫碳會促使鐵素體的形成,所以也要加以限制。
隨(sui)著鉻含量的增(zeng)加,δ-鐵素(su)體(ti)的形成(cheng)溫度(du)會降低(di)(di),而(er)少量的δ-鐵素(su)體(ti)就(jiu)會明顯地降低(di)(di)其可鍛性。當δ-鐵素(su)體(ti)增(zeng)加到15%以上,可鍛性又會逐漸增(zeng)高,到結構完全變(bian)(bian)成(cheng)鐵素(su)體(ti)為止。終鍛溫度(du)要受同素(su)異(yi)晶(jing)轉變(bian)(bian)的限制(異(yi)晶(jing)轉變(bian)(bian)在816℃左右開始),而(er)這種(zhong)鋼通常在927℃停(ting)鍛,因為溫度(du)太低(di)(di)其成(cheng)型就(jiu)會困(kun)難。
在Y12Cr13(416)型鋼中加(jia)入硫或硒,可以提高其機械加(jia)工(gong)性能(neng),但這(zhe)些元(yuan)素(su)又能(neng)引起鍛造問題,特(te)別是當它(ta)們(men)形(xing)成表(biao)面板狀組織時,就很容易產生裂紋。不過可以通過調整鍛造溫(wen)度和工(gong)藝(yi)方法加(jia)以消除(chu)。如(ru)果(guo)加(jia)硫,就不可能(neng)消除(chu)這(zhe)類開裂,從(cong)這(zhe)個角度來(lai)說,加(jia)硒比較好。
馬氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)鍛(duan)(duan)造加(jia)熱時要(yao)避(bi)免(mian)(mian)8-鐵(tie)素(su)體(ti)的(de)(de)形成(cheng),因(yin)為(wei)8-鐵(tie)素(su)體(ti)的(de)(de)出現,會(hui)使鍛(duan)(duan)件形成(cheng)裂(lie)(lie)紋(wen)。要(yao)避(bi)免(mian)(mian)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)鍛(duan)(duan)件加(jia)熱過快導致過熱。鍛(duan)(duan)件在(zai)加(jia)熱過程中(zhong)的(de)(de)脫碳主要(yao)是(shi)促使鐵(tie)素(su)體(ti)形成(cheng),因(yin)此(ci)(ci)要(yao)將鍛(duan)(duan)件表面脫碳減少到最小程度。馬氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)最后一火的(de)(de)變(bian)形量無特殊要(yao)求(qiu)。這類鋼(gang)在(zai)鍛(duan)(duan)造后容易(yi)產生開(kai)裂(lie)(lie)現象,其(qi)原因(yin)是(shi)鍛(duan)(duan)造后空冷時出現馬氏(shi)(shi)體(ti)和(he)碳化物組織(zhi),內應力(li)較大(da),因(yin)此(ci)(ci)鍛(duan)(duan)后冷卻(que)時,必(bi)須緩慢進(jin)行(xing),一般在(zai)200℃的(de)(de)砂坑或爐渣中(zhong)緩冷,取出砂坑后必(bi)須及(ji)時進(jin)行(xing)等(deng)溫退(tui)火,防止發生開(kai)裂(lie)(lie)。
馬(ma)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang),特別是Cr13型(xing)馬(ma)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)價(jia)格低,故(gu)在腐蝕性較(jiao)弱(ruo)的(de)介質(zhi)中(zhong)(zhong)(如水(shui)蒸氣)且(qie)又要求高(gao)的(de)力學性能的(de)條件(jian)下(xia)得到廣泛的(de)應(ying)用(yong)。12Cr13 鋼(gang)為半馬(ma)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang),鋼(gang)中(zhong)(zhong)除馬(ma)氏(shi)(shi)體組織外,還(huan)有(you)鐵素體組織。
1. 鍛(duan)造工(gong)藝特點
①. 馬氏體類(20Cr13、40Cr13、14Cr17N12等(deng))不(bu)銹(xiu)鋼在加熱、冷卻過程中,其組織發生(sheng)同素異構轉(zhuan)變。對于這一類鋼,最后一火(huo)的變形量無(wu)特(te)殊要求。
②. 馬氏體(ti)(ti)不銹鋼鍛造(zao)加熱時要(yao)避(bi)(bi)免(mian)(mian)δ-鐵素體(ti)(ti)的(de)形成(cheng),因(yin)為δ-鐵素體(ti)(ti)的(de)出現會(hui)使(shi)鍛件形成(cheng)裂紋,要(yao)避(bi)(bi)免(mian)(mian)金(jin)屬加熱速度(du)(du)過(guo)快導致過(guo)熱。鍛件的(de)表面(mian)脫碳(tan)會(hui)使(shi)鐵素體(ti)(ti)形成(cheng)過(guo)多,因(yin)此要(yao)將表面(mian)脫碳(tan)減小到最小程度(du)(du)。
③. 馬(ma)氏體(ti)不銹鋼在鍛(duan)造后(hou)容易(yi)產(chan)生開裂(lie),這是因為(wei)鍛(duan)造后(hou)空冷時(shi)會出現馬(ma)氏體(ti)和碳化物組織,產(chan)生的(de)內應力較(jiao)大,所以鍛(duan)后(hou)要緩(huan)慢冷卻,一般(ban)在200℃左右的(de)砂坑或爐(lu)渣中緩(huan)冷,從砂坑取出后(hou)要及時(shi)進行退火,防止發(fa)生斷裂(lie)。
各種不銹鋼的鍛造溫度,見(jian)表3-1。
2. 鍛造溫度(du)范圍
馬氏(shi)體不銹鋼的始鍛(duan)溫度(du),受高溫鐵素(su)(su)體形(xing)成溫度(du)和鐵素(su)(su)體態的影(ying)響,如(ru)鐵素(su)(su)體為帶狀時(shi),則容(rong)易產生裂紋,如(ru)鐵素(su)(su)體為細小球狀時(shi),塑性明顯提(ti)高(見表3-1)。
馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的始鍛(duan)溫(wen)度,一般為1150℃;終(zhong)鍛(duan)溫(wen)度隨含碳(tan)(tan)量不(bu)(bu)同(tong)而不(bu)(bu)同(tong),含碳(tan)(tan)量高時一般取(qu)925℃,含碳(tan)(tan)量低時一般取(qu)850℃,均應高于鋼的同(tong)素異構轉變(bian)溫(wen)度。