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(ti)不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氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼的相等程度。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。


  在冷加工(gong)過(guo)程中,10Cr17(430)鋼(gang)的屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)快(kuai)(kuai)速向抗(kang)(kang)拉極(ji)(ji)限(xian)強(qiang)度(du)(du)靠(kao)攏,見(jian)圖4-4。因為塑性變形(冷成型(xing))的發生,必(bi)須(xu)超過(guo)屈(qu)服(fu)點。屈(qu)服(fu)應(ying)力和極(ji)(ji)限(xian)抗(kang)(kang)拉應(ying)力的會(hui)聚(ju)和接近,容易引(yin)起開裂(lie),典型(xing)的鐵(tie)素體不銹鋼(gang)就(jiu)是這樣。隨著(zhu)冷加工(gong)程度(du)(du)的提高,塑性快(kuai)(kuai)速下降(jiang),所(suo)以鐵(tie)素體不銹鋼(gang)成型(xing)必(bi)須(xu)使用完(wan)全退火的板材,即使如此,在成型(xing)加工(gong)過(guo)程中,有(you)時也需要中間退火。


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  鐵素(su)體不銹鋼(gang)在(zai)(zai)旋壓或者輥式彎曲成(cheng)型(xing)時(shi),冷加(jia)工程度的(de)不斷增加(jia),塑性會(hui)逐漸(jian)下降(jiang),與普碳鋼(gang)相比,更加(jia)需要中(zhong)間退火(huo)。雖然如此,像06Cr11Ti(409)和(he)10Cr17(430)鋼(gang)還是經(jing)常被用在(zai)(zai)如落料、折彎、深沖(chong)或旋壓等成(cheng)型(xing)加(jia)工中(zhong)。


  圖4-4和圖4-5表明,鐵(tie)素體(ti)型(xing)不銹鋼10Cr17(430)的(de)(de)抗(kang)拉強度(du)與屈服(fu)強度(du)之(zhi)間的(de)(de)區(qu)域范圍,隨著冷加工變形量(liang)的(de)(de)增(zeng)加,抗(kang)拉強度(du)與屈服(fu)強度(du)之(zhi)間的(de)(de)區(qu)域范圍明顯變窄。這(zhe)是鐵(tie)素體(ti)型(xing)不銹鋼的(de)(de)典型(xing)性質,它使(shi)其成型(xing)加工受(shou)到限制(與奧氏(shi)體(ti)合金相比較)。盡管10Cr17(430)型(xing)鋼的(de)(de)成型(xing)性比300型(xing)鋼為差,但仍可(ke)對其進行沖切(qie)、彎曲、沖壓或旋壓等(deng)成型(xing)加工。10Cr17(430)型(xing)不銹鋼最重要的(de)(de)用(yong)途(tu)之(zhi)一(yi)是用(yong)作汽車裝飾件和嵌條。


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  對(dui)于鐵(tie)素體不銹鋼(gang)來說,其沖壓成型(xing)性能與延(yan)伸率一般是(shi)隨(sui)著鉻含(han)量的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)而降低的(de)(de)(de)。為了解決(jue)這一問題(ti),當沖壓成型(xing)鉻含(han)量高(gao)的(de)(de)(de)毛坯時,沖壓成型(xing)前可對(dui)其適當進(jin)行(xing)加(jia)熱(re)(re),以(yi)提(ti)高(gao)其沖壓成型(xing)性能和延(yan)伸率。在加(jia)熱(re)(re)的(de)(de)(de)情況下(xia)(xia),金屬(shu)的(de)(de)(de)延(yan)伸率會大大提(ti)高(gao),而且所(suo)需成型(xing)力大大下(xia)(xia)降。對(dui)那些不能冷成型(xing)加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)鋼(gang)種,采用加(jia)熱(re)(re)成型(xing)的(de)(de)(de)方(fang)法就可順利進(jin)行(xing)了。


  鐵素體不(bu)銹鋼(gang)采用121~204℃的熱(re)成(cheng)型,比其(qi)冷成(cheng)型性能大為改善,尤其(qi)是高鉻鐵素體不(bu)銹鋼(gang)。


 鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的凸(tu)緣成型(xing)性能(neng)與n值(加工(gong)硬化指數)有(you)關(guan),深沖加工(gong)性能(neng)與r值(塑性應變化)有(you)關(guan)。其(qi)中r值由不(bu)(bu)同(tong)的生產工(gong)藝(yi)下(xia)的不(bu)(bu)同(tong)的組織集合(he)來決定。采取(qu)一些措(cuo)施來顯(xian)著減少固(gu)溶碳和(he)固(gu)溶氮(dan),可大大改善(shan)r值,并(bing)使(shi)深沖性能(neng)得到大幅(fu)度的提高。鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)成型(xing)方式的適應性,見表4-2。


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大部分鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在加(jia)工(gong)硬化方面的(de)行為與普通碳鋼(gang)相類(lei)似。由于(yu)鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有較高的(de)起始屈服強,它們在起始成(cheng)型(xing)加(jia)工(gong)時就需要(yao)較大的(de)變形力。


 在深沖(chong)成型過程中,鉻-鎳不(bu)銹(xiu)鋼(奧(ao)氏體)的最佳(jia)沖(chong)壓變(bian)(bian)(bian)形(xing)率(lv)(lv)(lv)為40%~60%,而純鉻鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼的最佳(jia)變(bian)(bian)(bian)形(xing)率(lv)(lv)(lv)剛為20%~30%.影響變(bian)(bian)(bian)形(xing)率(lv)(lv)(lv)大(da)小(xiao)的主要因素(su)是模具圓角半徑(jing),其(qi)次則與沖(chong)頭端部半徑(jing)大(da)小(xiao)有(you)關。如果模具圓角半徑(jing)減(jian)小(xiao),則沖(chong)壓性能(neng)變(bian)(bian)(bian)壞。典型沖(chong)頭和沖(chong)模的圓角半徑(jing)一般不(bu)小(xiao)于(yu)金(jin)屬厚度的5~10倍。


 馬氏(shi)體型(xing)不銹鋼(gang)(gang)(gang)就是常說的普通(tong)Cr不銹鋼(gang)(gang)(gang),一般具有(you)相對(dui)較(jiao)高的碳含(han)量(0.15%~1.2%),它們也(ye)屬于(yu)400系(xi)列不銹鋼(gang)(gang)(gang)。在全(quan)退火(huo)狀態(tai)下,12Cr12(403)和12Cr13(410)鋼(gang)(gang)(gang)的成(cheng)型(xing)特(te)性,非常類似(si)于(yu)某些(xie)鐵素(su)體不銹鋼(gang)(gang)(gang)。


含碳量(liang)較(jiao)高的馬氏體(ti)不(bu)銹鋼,如(ru)30Cr13(420)、17Cr16Ni2(431)和108Cr17(440C)就不(bu)推薦用冷成型(xing)方式來加工。