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(tie)素體不銹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(zai)冷加工過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong),10Cr17(430)鋼的屈服強(qiang)度(du)快速向抗拉極限強(qiang)度(du)靠(kao)攏,見圖4-4。因為(wei)塑(su)性變形(冷成(cheng)型(xing))的發生,必須超過(guo)(guo)屈服點。屈服應力和極限抗拉應力的會聚和接近,容(rong)易引起開裂,典型(xing)的鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼就是(shi)這樣。隨(sui)著(zhu)冷加工程(cheng)度(du)的提高,塑(su)性快速下降,所(suo)以鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼成(cheng)型(xing)必須使(shi)用(yong)完(wan)全退(tui)火的板材,即使(shi)如此,在(zai)成(cheng)型(xing)加工過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong),有時(shi)也需要(yao)中(zhong)間退(tui)火。

鐵素體不(bu)銹鋼(gang)在旋(xuan)壓或(huo)者輥(gun)式(shi)彎曲成(cheng)型(xing)時,冷(leng)加(jia)工程度的(de)不(bu)斷增(zeng)加(jia),塑性會逐漸(jian)下降(jiang),與普碳鋼(gang)相比,更加(jia)需要中間退火。雖然(ran)如此,像06Cr11Ti(409)和10Cr17(430)鋼(gang)還(huan)是經(jing)常被(bei)用在如落料、折(zhe)彎、深沖或(huo)旋(xuan)壓等成(cheng)型(xing)加(jia)工中。
圖4-4和圖4-5表明,鐵素(su)體型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼10Cr17(430)的(de)(de)抗拉(la)強(qiang)度(du)與屈服強(qiang)度(du)之間的(de)(de)區域(yu)范(fan)圍,隨著冷加工(gong)變形量的(de)(de)增加,抗拉(la)強(qiang)度(du)與屈服強(qiang)度(du)之間的(de)(de)區域(yu)范(fan)圍明顯(xian)變窄。這是鐵素(su)體型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)典(dian)型(xing)性質,它使其(qi)(qi)成型(xing)加工(gong)受(shou)到限制(與奧(ao)氏(shi)體合金相比較)。盡(jin)管10Cr17(430)型(xing)鋼的(de)(de)成型(xing)性比300型(xing)鋼為(wei)差,但仍(reng)可對其(qi)(qi)進(jin)行沖(chong)切、彎(wan)曲、沖(chong)壓或旋壓等成型(xing)加工(gong)。10Cr17(430)型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼最(zui)重要的(de)(de)用途之一是用作汽(qi)車裝(zhuang)飾件和嵌條。

對于鐵素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)來說,其(qi)(qi)沖壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)性能與延伸率(lv)一(yi)般是隨(sui)著鉻(ge)含量的(de)(de)增加(jia)而降(jiang)低的(de)(de)。為了(le)解決這(zhe)一(yi)問題,當沖壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)鉻(ge)含量高的(de)(de)毛坯(pi)時,沖壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)前(qian)可對其(qi)(qi)適當進行加(jia)熱(re)(re),以提高其(qi)(qi)沖壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)性能和延伸率(lv)。在加(jia)熱(re)(re)的(de)(de)情況下,金屬(shu)的(de)(de)延伸率(lv)會大(da)大(da)提高,而且(qie)所需成(cheng)型(xing)力大(da)大(da)下降(jiang)。對那些不(bu)(bu)能冷(leng)成(cheng)型(xing)加(jia)工的(de)(de)鋼(gang)種,采(cai)用加(jia)熱(re)(re)成(cheng)型(xing)的(de)(de)方法就可順利(li)進行了(le)。
鐵素體不銹鋼采用(yong)121~204℃的(de)熱成型(xing),比其(qi)冷成型(xing)性能大為(wei)改善,尤其(qi)是高鉻鐵素體不銹鋼。
鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)凸緣(yuan)成型(xing)性(xing)(xing)(xing)能(neng)與n值(zhi)(zhi)(加工(gong)硬化指數)有(you)關,深(shen)沖(chong)加工(gong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)與r值(zhi)(zhi)(塑性(xing)(xing)(xing)應(ying)變化)有(you)關。其(qi)中r值(zhi)(zhi)由不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)生產(chan)工(gong)藝下的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)組織集合(he)來決定(ding)。采取(qu)一些(xie)措施來顯著(zhu)減少(shao)固溶碳和固溶氮,可大大改善(shan)r值(zhi)(zhi),并使深(shen)沖(chong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)得(de)到大幅度的(de)(de)(de)提高(gao)。鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼成型(xing)方式(shi)的(de)(de)(de)適應(ying)性(xing)(xing)(xing),見表4-2。

大部分(fen)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)加(jia)工硬(ying)化方(fang)面(mian)的(de)行為(wei)與普通(tong)碳鋼(gang)相類似(si)。由于鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有較(jiao)高的(de)起(qi)始屈服強,它們在(zai)起(qi)始成型加(jia)工時就需要較(jiao)大的(de)變形力(li)。
在深沖(chong)(chong)成型過程中,鉻-鎳(nie)不銹鋼(奧氏(shi)體)的最佳(jia)沖(chong)(chong)壓(ya)變形率為(wei)40%~60%,而純鉻鐵素體不銹鋼的最佳(jia)變形率剛(gang)為(wei)20%~30%.影響(xiang)變形率大小(xiao)的主(zhu)要因(yin)素是(shi)模具圓角半(ban)(ban)徑,其次則(ze)與沖(chong)(chong)頭端部半(ban)(ban)徑大小(xiao)有關。如果模具圓角半(ban)(ban)徑減小(xiao),則(ze)沖(chong)(chong)壓(ya)性能變壞(huai)。典型沖(chong)(chong)頭和沖(chong)(chong)模的圓角半(ban)(ban)徑一般(ban)不小(xiao)于金(jin)屬厚度的5~10倍。
馬(ma)氏體型不(bu)銹鋼(gang)就是常說的(de)(de)普通Cr不(bu)銹鋼(gang),一般具有相對較高的(de)(de)碳含(han)量(0.15%~1.2%),它們也屬于(yu)400系列不(bu)銹鋼(gang)。在全退(tui)火狀態下(xia),12Cr12(403)和12Cr13(410)鋼(gang)的(de)(de)成型特性(xing),非常類似于(yu)某些鐵素體不(bu)銹鋼(gang)。
含(han)碳量(liang)較高的馬氏體(ti)不(bu)銹鋼,如30Cr13(420)、17Cr16Ni2(431)和108Cr17(440C)就不(bu)推(tui)薦用冷(leng)成(cheng)型方式(shi)來加工。

