不锈钢的锻造工艺.doc

............不锈钢的锻造工艺（马氏体、奥氏体）一奥氏体不锈钢的锻造概述奥氏体不锈钢的碳质量分数小于0.25%，铬的质量分数17~19%，镍的质量分数为8%~18%，如12Cr18Ni9等。为节镍，用锰或氮代替部分镍而获得的Cr-Ni-Mn或Cr-Ni-Mn-N不锈钢。奥氏体不锈钢不发生组织转变，不能用热处理强化，只能通过热锻成形和再结晶获得高的强度。奥氏体不锈钢通常在固溶状态下使用，具有最佳的塑性、韧性、良好的加工成型性及良好的耐蚀性和抗氧化性，因此一般用于要求耐腐蚀、抗氧化或在较高温度下工作，对强度要求不高，以及在较低温度下使用的零部件。奥氏体不锈钢在高温下晶粒易长大，但长大倾向不如铁素体不锈钢强烈。锻造温度选择及加热要求变形温度选择：奥氏体不锈钢的锻造加热温度受高温铁素体（α-相）形成温度的限制，加热温度过高，α-相铁素体的量会显著增多，使钢塑性降低，使塑性变形不均匀，在两相界面产生裂纹。因此奥氏体不锈钢的始锻温度一般控制在1150~1200℃。为防止组织中因洗出碳化物使变形抗力增加，产生锻造裂纹。所以终锻温度不应太低，一般不低于850℃。对于普通18-8型不锈钢始锻温度取1200℃，当含钼或含高硅则取低于1150℃，对于25-12型和25-20型，始锻温度不高于1150℃，终端温度不低于925℃。加热要求：不锈钢导热性差，加热时要严格按照温度和速度进行：800℃以下缓慢加热(0.3~0.5mm/min)，到920℃后可快速加热。为确保耐蚀性，加热时应严格避免渗碳，因此奥氏体不锈钢不宜在还原性气氛或过分氧化气氛中加热，也不许火焰直接喷射在毛坯上，否则使钢增碳或使晶界区贫铬，提高钢的晶间腐蚀敏感性。锻件在高温区停留时间不宜过长，否则易造成严重过氧化、元素贫化和晶粒粗化，具体可按锻压手册P217表2-3-15选择，一般不少于10~20min。奥氏体不锈钢锻造要点钢锭锻造时，开始轻压，当变形量达到30%后才能重压。锻造时，应单向送进，避免在一处重复压制，以防止出现中心十字裂纹。钢锭锻造比采用4~6，钢坯取2~4，视原材料晶粒度而定。奥氏体不锈钢晶粒度大小对钢的耐蚀性有很大影响。为获得细晶粒并充分焊合中心区的微裂纹和孔隙，应保证最后一火有足够大的锻造比，变形量应大于再结晶临界变形程度，变形量一般应大于12%~20%。变形过程中要求变形均匀，以得到较均匀的晶粒组织，圆饼锻件可考虑下列措施：采用光滑的平台和砧面，必要时润滑；平台和砧面预热到150~450℃；饼坯两端加低碳钢垫板；采用叠锻；变形时采用间歇压缩；包套镦粗。奥氏体不锈钢冷缩率大。锻件最终成形时，应考虑较大的收缩率（1.5~1.7%），避免锻件在冷却后因尺寸不足造成废品。锻件温度应在850℃以上切边（冷锻件应预热到900~950℃再切边）。锻后冷却为避免奥氏体不锈钢沿晶界析出Cr23C6而增加晶间腐蚀倾向，所以要求锻后快冷。尤其在奥氏体敏化温度范围（480~815℃），在此区间不得停留，必须快冷。奥氏体不锈钢锻后空冷、坑冷、砂冷均可。变形后续工序为使锻造和空冷过程中析出的碳化物重新溶入奥氏体，得到均匀单一的常温奥氏体组织，减轻晶间腐蚀敏感性，因此锻后应进行固溶处理，即在1020~1050℃加热保温，然后水冷。为防止晶粒长大，加热温度不宜过高，保温时间不宜过长。含Ti、Nb的奥氏体钢，固溶后再进行稳定化处理。即将钢加热到850~880℃保温空冷，此时Cr23C6溶解，TiC不完全溶解，且在冷却过程中充分析出，从而降低Cr23C6的含量，降低晶间腐蚀倾向。对经冷加工和焊接后的锻件，为消除残余应力，要进行去应力退火。不含Ti、Nb的奥氏体不锈钢：加热温度不超过450℃，以防止Cr23C6析出；对超低碳和含Ti、Nb的奥氏体不锈钢：加热温度不低于850℃，然后缓冷，消除应力，可减轻晶间腐蚀倾向，并提高抗应力腐蚀能力。奥氏体不锈钢还往往经冷变形后使用，只要按“固溶处理-冷变形-敏化处理”工序进行，就可获得优异的抗应力腐蚀和抗晶间腐蚀性能。为消除表面氧化皮和缺陷，采用先酸洗再喷砂或滚筒抛光在酸洗。二马氏体不锈钢的锻造概述马氏体不锈钢碳的质量分数为0.1%~0.4%(其中9Cr18为0.9%)，铬的质量分数为12%~18%，如1Cr13，2Cr13，3Cr13，4Cr13等。此类钢高温时为奥氏体组织，冷却到室温为马氏体组织，可通过热处理强化，提高力学性能。马氏体不锈钢淬火后的强度、硬度随含碳量增加而提高，但耐蚀性及塑、韧性随之降低，其耐蚀性不如奥氏体不锈钢。但因该类钢具有很高的热强性和较好的耐蚀性，特别适合550~600℃以下及湿热条件工作的承力件。锻造温度选择及加热要求锻造温度选择马氏体不锈钢加热温度不宜太高，过高组织会出现δ铁素体，使钢的塑性下降，且易在两相界面产生裂纹。因