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(bu)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(xiu)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(jia)(jia)工(gong)過程中(zhong),10Cr17(430)鋼的屈(qu)服強(qiang)度快速(su)向抗拉極限強(qiang)度靠攏,見圖4-4。因為塑性(xing)變形(冷(leng)成(cheng)型)的發生,必(bi)須超過屈(qu)服點。屈(qu)服應(ying)力(li)和極限抗拉應(ying)力(li)的會聚和接近,容(rong)易引起開裂,典型的鐵素體(ti)不銹鋼就是這樣。隨著冷(leng)加(jia)(jia)工(gong)程度的提(ti)高,塑性(xing)快速(su)下降,所以鐵素體(ti)不銹鋼成(cheng)型必(bi)須使用完全退(tui)(tui)火(huo)的板(ban)材(cai),即(ji)使如此,在成(cheng)型加(jia)(jia)工(gong)過程中(zhong),有時也需要中(zhong)間退(tui)(tui)火(huo)。

鐵(tie)素體不(bu)銹鋼在旋壓(ya)或者輥式(shi)彎(wan)曲成型時,冷(leng)加(jia)工程度的不(bu)斷(duan)增加(jia),塑(su)性(xing)會逐漸(jian)下降(jiang),與普碳(tan)鋼相比(bi),更加(jia)需要中間退火(huo)。雖(sui)然如(ru)此,像06Cr11Ti(409)和10Cr17(430)鋼還是經常被用在如(ru)落料、折彎(wan)、深沖(chong)或旋壓(ya)等成型加(jia)工中。
圖4-4和圖4-5表明(ming),鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)型(xing)不銹鋼(gang)10Cr17(430)的(de)(de)抗拉強(qiang)度與(yu)(yu)屈(qu)服強(qiang)度之(zhi)間的(de)(de)區域范圍,隨著(zhu)冷加工變形量的(de)(de)增加,抗拉強(qiang)度與(yu)(yu)屈(qu)服強(qiang)度之(zhi)間的(de)(de)區域范圍明(ming)顯變窄。這是鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)型(xing)不銹鋼(gang)的(de)(de)典型(xing)性質,它使其成(cheng)型(xing)加工受到限制(與(yu)(yu)奧(ao)氏體(ti)合金相比(bi)較(jiao))。盡管(guan)10Cr17(430)型(xing)鋼(gang)的(de)(de)成(cheng)型(xing)性比(bi)300型(xing)鋼(gang)為差(cha),但(dan)仍(reng)可(ke)對其進行沖切(qie)、彎曲、沖壓(ya)或旋壓(ya)等成(cheng)型(xing)加工。10Cr17(430)型(xing)不銹鋼(gang)最重要的(de)(de)用途之(zhi)一是用作汽車裝(zhuang)飾件和嵌條。

對(dui)(dui)于鐵素體不銹鋼(gang)來說,其沖(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性能與延(yan)(yan)伸率(lv)一般(ban)是隨著鉻含(han)量的(de)增加而(er)降低(di)的(de)。為(wei)了解決這一問題(ti),當沖(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)鉻含(han)量高的(de)毛(mao)坯時,沖(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)前可對(dui)(dui)其適當進行加熱,以提(ti)(ti)高其沖(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)性能和延(yan)(yan)伸率(lv)。在加熱的(de)情況下,金(jin)屬(shu)的(de)延(yan)(yan)伸率(lv)會大(da)大(da)提(ti)(ti)高,而(er)且所需成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)力大(da)大(da)下降。對(dui)(dui)那些不能冷成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)加工的(de)鋼(gang)種,采(cai)用加熱成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)的(de)方法就可順(shun)利(li)進行了。
鐵素體不(bu)銹鋼(gang)采用121~204℃的熱成型,比其冷成型性能大為改善,尤其是(shi)高鉻鐵素體不(bu)銹鋼(gang)。
鐵素體(ti)不銹鋼(gang)的(de)凸(tu)緣成(cheng)型(xing)性(xing)(xing)能(neng)與n值(zhi)(加工(gong)硬化指數)有關,深沖(chong)加工(gong)性(xing)(xing)能(neng)與r值(zhi)(塑性(xing)(xing)應(ying)變化)有關。其中r值(zhi)由不同的(de)生產工(gong)藝下的(de)不同的(de)組(zu)織集合來(lai)(lai)決(jue)定。采取一些措施來(lai)(lai)顯著減少固(gu)溶碳(tan)和固(gu)溶氮(dan),可大大改善r值(zhi),并使深沖(chong)性(xing)(xing)能(neng)得到大幅度的(de)提高。鐵素體(ti)不銹鋼(gang)成(cheng)型(xing)方式(shi)的(de)適應(ying)性(xing)(xing),見表4-2。

大(da)(da)部分(fen)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)在加工硬化方面的(de)行為與普通碳鋼(gang)相類(lei)似。由于(yu)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)起(qi)始屈(qu)服(fu)強,它們在起(qi)始成型加工時就需要(yao)較(jiao)(jiao)大(da)(da)的(de)變形(xing)力。
在(zai)深沖(chong)(chong)(chong)成型過程中,鉻-鎳不銹鋼(奧氏體)的(de)最(zui)佳沖(chong)(chong)(chong)壓(ya)變(bian)形(xing)率為(wei)40%~60%,而純鉻鐵(tie)素(su)體不銹鋼的(de)最(zui)佳變(bian)形(xing)率剛為(wei)20%~30%.影響變(bian)形(xing)率大(da)小的(de)主要因素(su)是(shi)模具(ju)圓(yuan)角(jiao)半徑,其(qi)次(ci)則與沖(chong)(chong)(chong)頭端部半徑大(da)小有關。如(ru)果模具(ju)圓(yuan)角(jiao)半徑減小,則沖(chong)(chong)(chong)壓(ya)性能變(bian)壞。典型沖(chong)(chong)(chong)頭和(he)沖(chong)(chong)(chong)模的(de)圓(yuan)角(jiao)半徑一般不小于金(jin)屬厚度(du)的(de)5~10倍。
馬氏體型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)就是常(chang)說(shuo)的普通Cr不銹(xiu)(xiu)鋼(gang),一(yi)般具有相(xiang)對較高的碳含量(0.15%~1.2%),它(ta)們也屬(shu)于400系列不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。在全退火狀態(tai)下,12Cr12(403)和12Cr13(410)鋼(gang)的成(cheng)型特性,非常(chang)類(lei)似(si)于某些鐵素體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。
含碳量較高的馬氏體不銹鋼,如30Cr13(420)、17Cr16Ni2(431)和108Cr17(440C)就(jiu)不推薦用冷成型方式來加(jia)工。

