鐵素體不銹鋼薄板已得到較多的應用,改善它們的冷沖壓成型性是十分重要的。衡量鐵素體不銹鋼的成型性可用平均塑性應變比F和平均加工硬化指數n,也常用極限拉伸比(LDR)予以判定,一般希望這些參數越高越好。一些典型的鐵素體不銹鋼的F值為1.4~1.5,π為0.20~0.21,LDR值為2.15~2.20。鐵素體鋼的LDR值與普通碳鋼接近,遠優于奧氏體不銹鋼。為了生產出高值的薄板(帶),要求板坯的加熱溫度適宜,低的終軋溫度、高的退火溫度和適宜配比的二次冷軋壓下量口。鐵素體不銹鋼的脹形成形性不如奧氏(shi)體不銹鋼,在選擇用于脹形成形材料時,應予以考慮。
起皺(zhou)或皺(zhou)褶是鐵素體不銹鋼在(zai)成形(xing)過程中應變較大時易產生(sheng)的(de)一(yi)種表面缺(que)陷,發(fa)生(sheng)在(zai)平行于變形(xing)的(de)方向上,表現為具(ju)有波(bo)峰和波(bo)谷的(de)一(yi)束平行條(tiao)紋。這(zhe)種缺(que)陷嚴重(zhong)影響其外觀和使(shi)用性(xing)能,導致大量零件降級(ji)或報廢。
國內外(wai)學者對(dui)鐵素體不(bu)銹鋼表面產(chan)生皺褶的機(ji)理和控制技術(shu)進行了(le)大(da)量的研究,普遍認(ren)為其產(chan)生原因與(yu)微觀(guan)取向分布有(you)關,具有(you)相同取向的晶粒(li)聚集在(zai)一起而形(xing)(xing)成的晶粒(li)簇(cu)(grain colony)使得微觀(guan)取向不(bu)均勻(yun),當取向晶粒(li)簇(cu)與(yu)基體之間的塑性應變不(bu)均勻(yun)性產(chan)生差別時,將(jiang)導致鐵素體不(bu)銹鋼在(zai)成形(xing)(xing)過(guo)程中表面產(chan)生皺褶。
對于(yu)(yu)(yu)含(han)Ti的(de)鐵素體不(bu)銹鋼應盡可(ke)能降低(di)鋼中的(de)碳(tan)含(han)量并保持適(shi)當(dang)的(de)氮(dan)含(han)量水(shui)平,wc+N應不(bu)大(da)于(yu)(yu)(yu)0.02%。微合金化(hua)元素Ti對抗皺褶(zhe)的(de)作用優(you)于(yu)(yu)(yu)Nb,這是(shi)由于(yu)(yu)(yu)Ti與N的(de)化(hua)學(xue)親和(he)力強于(yu)(yu)(yu)Nb,在(zai)連鑄階段生成少量較粗大(da)的(de)TiN沉淀,細(xi)化(hua)了凝固組織,熱軋過程中易于(yu)(yu)(yu)出現(xian)再結晶。
提高鐵素體不銹鋼鑄坯凝固組織的等軸晶的比例可以明顯改善薄板的抗皺性能。等軸晶凝固組織的成品板具有較少的<001>//ND(厚度方向)不利織構組分和較多的<111>//ND,而且各種織構在整個縱截面呈隨機彌散分布。柱狀晶凝固組織的成品板則與之相反,<001>//ND不利織構組分多分布在板材的中心層,且呈聚集狀態,形成了明顯的晶粒簇,在拉伸過程中引起金屬的各向異性流動而導致表面起皺。因此,提高凝固組織等軸晶的比例可以明顯地改善薄板的抗皺性能。
熱軋工藝對鐵素體不銹鋼成品板表面起皺也有重要影響。粗軋時應精確控制終軋溫度、延長粗軋道次間隔時間、提高道次變形量,促進鐵素體的靜態再結晶,使晶粒取向更加彌散化,可以降低成品板的表面起皺。控制精軋的終軋溫度也很重要,低溫軋制可使冷軋退火鋼板明顯細化、晶粒尺寸更為均勻,有利的<111>//NDγ纖維取向晶粒明顯增多,提高了成品板的抗皺性能。
當鐵素體不銹鋼的(de)顯微(wei)組(zu)織(zhi)中形成奧(ao)氏體或(huo)馬氏體第二相時,在高(gao)溫雙(shuang)相區(a+y)進(jin)行(xing)退火,可以促進(jin)再結晶(jing)并打破取(qu)向晶(jing)粒簇,冷軋退火后呈等軸α相單相組(zu)織(zhi),對(dui)提(ti)高(gao)成品板抗表面起(qi)皺有重要作(zuo)用(yong)。
依據上述工藝因素對鐵素體不銹鋼成形性和抗皺褶性的研究結果應用于工業生產中,可使鐵素體不銹鋼的成形性能和抗皺褶性能穩定在比較理想的水平,促進了鐵素體不銹鋼(gang)板在工業部門的廣泛應用。