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)體不銹鋼的相等程度。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(jia)工過程中(zhong),10Cr17(430)鋼的(de)屈服(fu)(fu)強度(du)快(kuai)速(su)向抗(kang)拉(la)(la)極(ji)限強度(du)靠攏(long),見(jian)圖4-4。因為塑性變形(冷成(cheng)型(xing))的(de)發生,必(bi)須(xu)超過屈服(fu)(fu)點。屈服(fu)(fu)應力(li)和極(ji)限抗(kang)拉(la)(la)應力(li)的(de)會(hui)聚和接近,容易引(yin)起開裂(lie),典型(xing)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼就是這樣(yang)。隨著冷加(jia)工程度(du)的(de)提高,塑性快(kuai)速(su)下降,所以(yi)鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼成(cheng)型(xing)必(bi)須(xu)使用完全退火(huo)的(de)板材,即使如(ru)此,在成(cheng)型(xing)加(jia)工過程中(zhong),有(you)時也需要中(zhong)間退火(huo)。


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  鐵素體不(bu)銹鋼(gang)在旋(xuan)壓(ya)(ya)或者(zhe)輥式彎曲成(cheng)型(xing)時,冷加(jia)工程度的不(bu)斷增加(jia),塑(su)性會逐漸下(xia)降(jiang),與普碳鋼(gang)相比,更加(jia)需要中(zhong)間退火。雖然(ran)如此,像06Cr11Ti(409)和10Cr17(430)鋼(gang)還是經常(chang)被用在如落料、折(zhe)彎、深沖或旋(xuan)壓(ya)(ya)等成(cheng)型(xing)加(jia)工中(zhong)。


  圖4-4和(he)(he)圖4-5表(biao)明(ming),鐵素體(ti)型(xing)(xing)(xing)不銹鋼(gang)(gang)10Cr17(430)的(de)(de)(de)抗拉(la)強度與(yu)(yu)屈(qu)服強度之(zhi)間的(de)(de)(de)區(qu)域(yu)(yu)范(fan)圍,隨(sui)著冷加工(gong)變(bian)形量的(de)(de)(de)增(zeng)加,抗拉(la)強度與(yu)(yu)屈(qu)服強度之(zhi)間的(de)(de)(de)區(qu)域(yu)(yu)范(fan)圍明(ming)顯變(bian)窄。這是鐵素體(ti)型(xing)(xing)(xing)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)典型(xing)(xing)(xing)性質,它(ta)使(shi)其成(cheng)型(xing)(xing)(xing)加工(gong)受到(dao)限(xian)制(與(yu)(yu)奧氏體(ti)合金相比較)。盡管10Cr17(430)型(xing)(xing)(xing)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)性比300型(xing)(xing)(xing)鋼(gang)(gang)為差(cha),但仍可(ke)對(dui)其進行沖切、彎曲、沖壓或旋壓等成(cheng)型(xing)(xing)(xing)加工(gong)。10Cr17(430)型(xing)(xing)(xing)不銹鋼(gang)(gang)最(zui)重要的(de)(de)(de)用途之(zhi)一是用作汽車裝(zhuang)飾(shi)件和(he)(he)嵌條。


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  對(dui)于鐵素體不銹鋼來說,其(qi)(qi)沖(chong)(chong)壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)性能(neng)(neng)與延伸率(lv)一(yi)般(ban)是隨著鉻(ge)含(han)量(liang)的(de)增加(jia)而降低的(de)。為了(le)解決這(zhe)一(yi)問題,當沖(chong)(chong)壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)鉻(ge)含(han)量(liang)高(gao)(gao)的(de)毛坯時(shi),沖(chong)(chong)壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)前可對(dui)其(qi)(qi)適當進(jin)行加(jia)熱,以(yi)提高(gao)(gao)其(qi)(qi)沖(chong)(chong)壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)性能(neng)(neng)和延伸率(lv)。在(zai)加(jia)熱的(de)情況下,金屬(shu)的(de)延伸率(lv)會大大提高(gao)(gao),而且所需(xu)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)力大大下降。對(dui)那些不能(neng)(neng)冷成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)加(jia)工(gong)的(de)鋼種(zhong),采(cai)用加(jia)熱成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)方法就可順利進(jin)行了(le)。


  鐵(tie)(tie)素體不銹鋼(gang)采用121~204℃的熱成型(xing),比(bi)其冷成型(xing)性能大為改善,尤其是高鉻鐵(tie)(tie)素體不銹鋼(gang)。


 鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)凸(tu)緣成型性(xing)能與n值(zhi)(加工硬化(hua)指數)有關(guan),深沖(chong)加工性(xing)能與r值(zhi)(塑性(xing)應(ying)變化(hua))有關(guan)。其(qi)中r值(zhi)由(you)不(bu)同(tong)的(de)生產工藝下(xia)的(de)不(bu)同(tong)的(de)組(zu)織集合來(lai)決定。采取一(yi)些措施來(lai)顯(xian)著減少固溶(rong)碳和固溶(rong)氮,可大(da)(da)大(da)(da)改(gai)善r值(zhi),并使深沖(chong)性(xing)能得到大(da)(da)幅度的(de)提高。鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)成型方式的(de)適應(ying)性(xing),見表4-2。


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大部分鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)加(jia)工硬化方面的行為與(yu)普通碳鋼(gang)相(xiang)類似。由于鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有(you)較高的起始屈服強,它們(men)在(zai)起始成型(xing)加(jia)工時(shi)就(jiu)需要較大的變(bian)形力(li)。


 在(zai)深沖成型過(guo)程中,鉻(ge)-鎳不(bu)銹鋼(奧氏體)的(de)最佳(jia)沖壓變(bian)(bian)形率(lv)為40%~60%,而純鉻(ge)鐵素體不(bu)銹鋼的(de)最佳(jia)變(bian)(bian)形率(lv)剛為20%~30%.影(ying)響變(bian)(bian)形率(lv)大小的(de)主要因素是模具圓角半(ban)徑(jing)(jing)(jing)(jing),其次(ci)則與(yu)沖頭端部(bu)半(ban)徑(jing)(jing)(jing)(jing)大小有關。如果模具圓角半(ban)徑(jing)(jing)(jing)(jing)減(jian)小,則沖壓性能變(bian)(bian)壞。典型沖頭和沖模的(de)圓角半(ban)徑(jing)(jing)(jing)(jing)一(yi)般(ban)不(bu)小于金屬厚度的(de)5~10倍。


 馬(ma)氏體型不銹(xiu)鋼(gang)就是常說(shuo)的(de)普通Cr不銹(xiu)鋼(gang),一般(ban)具(ju)有相對較(jiao)高的(de)碳含(han)量(0.15%~1.2%),它們也屬于400系列(lie)不銹(xiu)鋼(gang)。在全退火狀態下,12Cr12(403)和12Cr13(410)鋼(gang)的(de)成型特性(xing),非常類似于某些(xie)鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)。


含碳量較高的馬氏體不(bu)銹鋼,如30Cr13(420)、17Cr16Ni2(431)和108Cr17(440C)就不(bu)推(tui)薦(jian)用冷成型方(fang)式來(lai)加工(gong)。