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不锈钢锻件的工艺性能

作者:admin2020-09-07 11:55:06
  对不锈钢工艺的适应性也是选用不锈钢必须考虑的因素。工艺性能是指锻件制造过程中各种冷热加工工艺对材料性能的要求。金属材料的工艺性能对保证产品质量、降低成本和提髙生产率有着重大的作用。
 
  1.不锈钢的焊接性能
对于不锈钢来说,首先要了解其焊接性能,因为大部分不锈钢锻件都是焊接件。各种不锈钢的焊接特点是:
  1)奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性,很好的塑性和韧性,以及良好的焊接性,不会发生任何淬火硬化,很少出现冷裂纹。由于热胀冷缩较大,可能出现热裂纹、焊接变形大。焊接时应防止应力腐蚀破坏现象、475°C脆性、σ相析出脆化以及晶间腐蚀等缺陷的发生。
  2)马氏体不锈钢具有强烈的淬硬倾向,易出现冷裂纹,焊接接头受热超过1150°C区域,钢内晶粒显著长大;焊后冷却速度过快或过慢都可能引起接头脆化,也会造成475°C脆化;晶间腐蚀倾向较小;30Cr13、40Cr13、68Cr17和95Cr18的淬硬倾向更强,焊接性能更差。
  3)铁素体不锈钢无淬火硬化现象,加热温度大于950°C、焊缝及热影响区晶粒严重粗大,而且无法用焊后热处理细化晶粒,会产生冷裂纹,容易出现475°C脆化及σ相析出脆化,接头晶间腐蚀倾向大。
  4)奥氏体-铁素体双相不锈钢有良好的焊接性,不需预热、焊后也不需热处理,均不会出现焊接裂缝。但当铁素体比例很大,也有可能出现475°C脆化现象; 高铬双相不锈钢将会产生σ相脆化现象。
对不锈钢来说,由于焊接区的裂纹、脆化、晶间腐蚀、刀状腐蚀、点腐蚀及应力腐蚀等引起的结构损坏事例时有发生,因此对各类不锈钢的焊接特点要掌握并正确选择,然后严格执行各类钢的焊接参数,避免事故出现。
锻件
  2.不锈钢锻件的热加工性能
  不锈钢锻件在国防工业、化学工业、石油工业及动力部门中应用得较多,而且很多产品不仅要求具有耐蚀性,而且要求具有较高的强度,因此大部分不锈钢锻件都要经过锻造后使用。而不锈钢与碳钢相比不同的特点是:热导率低,锻造温度范围窄,过热敏感性强,高温下抗力大,塑性低等,这些都给锻造生产带来了许多困难,而且不同类型的不锈钢锻造工艺也有差别。下面介绍一下常用不锈钢的类型和锻造工艺特点。
  (1)马氏体不锈钢马氏体不锈钢的锻造工艺特点:
  1)马氏体类(20013、40013、14Crl7Ni2等)不锈钢在加热、冷却过程中, 其组织发生同素异构转变。对于这一类钢,***后一火的变形量无特殊要求。
  2)马氏体不锈钢锻造加热时要避免δ铁素体的形成,因为δ铁素体的出现会使锻件形成裂纹,要避免金属加热速度过快导致过热。锻件的表面脱碳会使铁素体形成过多,因此要将表面脱碳减小到***小程度。
  3)马氏体不锈钢在锻造后容易产生开裂,这是因为锻造后空冷时会出现马氏体和碳化物组织,产生的内应力较大,所以锻后要缓慢冷却,一般在200°C左右的砂坑或炉渣中缓冷,从砂坑取出后要及时进行退火,防止发生断裂。
锻件
  (2)铁素体不锈钢铁素体不锈钢锻造特点:
  1)铁素体不锈钢的再结晶温较低而速度较快,因此在塑性变形过程中晶粒长大的倾向较大。铁素体不锈钢在950°C以上晶粒长大较快。
  2)铁素体不锈钢锻造性能受晶粒长大和组织弱化的限制。例如,对于美国 405钢(类似06Crl3Al),少量奥氏体的出现会导致晶界的弱化,因此终锻温度要严格控制。
  3)为了得到细晶粒组织,***后一次锻打的压缩量不应低于12%~20%,终锻温度不高于800°C。为了避免因温度过低产生冷作硬化,终锻温度不应低于705°C。由于铁素体不锈钢导热性差,其表面缺陷用砂轮清理时,局部过热可能会引起裂纹,***好采用风铲清理或剥皮的方法去除表面缺陷。
 
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