不銹鋼應用廣泛,既是耐蝕材料,又可作耐熱材料,還可以作低溫材料及無磁材料。大部分不銹鋼都要經過鍛造后使用。不銹鋼與一般碳鋼相比有許多不同的特點:導熱率低;鍛造溫度范圍窄;過熱敏感性強;高溫下抗力大;塑性低等,這些都給鍛造生產帶來了許多困難。某些不銹鋼由于屈服強度高,表面潤滑困難以及存在急劇的加工硬化等特點很難用冷鍛來進行成形。
不同類型不銹鋼鍛件原材料的加熱規范和鍛造工藝也有差別。今天我們來了解一下奧氏體型、馬氏體型、鐵素體型和沉淀硬化型不誘鋼的特性。
奧氏體型不銹鋼的特性
在鉻的質量分數為18%不銹鋼中加入鎳、錳、氮等奧氏體形成元素而獲得的鋼種系列,其中18%Cr-8%Ni型是最基本的一類,用錳或錳和氮代替部分鎳而獲得Cr-Ni-Mn或Cr-Ni-Mn-N型不銹鋼屬于鎳型鋼種。美國AISI300系列屬于奧氏體不銹鋼。該鋼種無論在室溫或高溫始終保持奧氏體組織,無法熱處理強化,通常在固溶狀態下使用,具有最佳的塑性、韌性及良好的加工成形性,還具有良好的耐腐蝕及抗氧化性能,通過冷變形還可以獲得高的強度。所以,奧氏體型不銹鋼一般用于要求耐腐蝕、抗氣化或在較高溫度下工作對強度要求不高以及在較低溫度下使用的零部件。
對這類不銹鋼應該加以注意的問題是經600℃~860℃敏化處理后存在品間腐蝕傾向。另外,如加工處理和使用環境不當,還存在應力腐蝕及氧脆敏感性。
鐵素體不銹鋼的特性
鉻的質最分數在13%~30%,—般為體心立方結構,鉻固溶于體心立方的α-Fe固溶體中,其耐蝕性就總體而言不及奧氏體不銹鋼,但在抗應力腐蝕性能方面卻優于奧氏體不銹鋼。然而,由于間隙元素控制不當,可呈現475℃脆性、δ相脆性和高溫脆性(加熱至950℃以上)。但是,對空氣冶煉鐵素體不銹鋼,在選擇熱變形參數時,對上述“三脆”和晶粒長大的特性必須加以注意。
馬氏體不銹鋼的特性
鉻的質量分數一般在12%~18%,當加熱到高溫時組織為奧氏體;冷卻到室溫時為馬氏體,可熱處理強化。它是一種理想的耐蝕、耐熱型結構材料。常用的Crl3型鋼,淬火后的強度、硬度隨含碳最增加而提高,但耐腐蝕及塑、韌性卻隨之降低。該類型鋼,具有很髙的熱強性和較好的抗蝕性,特別適合制作在550℃~600℃以下及濕熱條件下工作的承力件。這類型鋼的耐蝕性不如鐵素體型不銹鋼和奧氏體不銹鋼。因此,在制定熱工藝參數時,必須綜合考慮對其抗腐蝕性能,特別是抗應力腐蝕性能的影響,以及對耐熱性和工藝塑性的影響。
沉淀硬化型不誘鋼的特性
它是兼有奧氏體坻和馬氏體型不銹鋼優點的過渡性不銹鋼。它本身又可分為奧氏體型、半奧氏體型和馬氏體型。其成分特點是鉻的質量分數在12%以上,碳的質量分數大多在0.1%以下,還含有鋁、鈦、鎢、鉬等,以形成化合物和進行強化,它通過固溶(淬火)得到奧氏體(含少量鐵素體),然后可分別采用冷處理、調質處理或冷變形來得到馬氏體,最后進行時效產生沉淀硬化。
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