鐵素體不銹鋼薄板已得到較多的應用,改善它們的冷沖壓成型性是十分重要的。衡量鐵(tie)素體不銹鋼的成型性可用平均塑性應變比F和平均加工硬化指數n,也常用極限拉伸比(LDR)予以判定,一般希望這些參數越高越好。一些典型的鐵素體不銹鋼的F值為1.4~1.5,π為0.20~0.21,LDR值為2.15~2.20。鐵素體鋼的LDR值與普通碳鋼接近,遠優于奧氏體不銹鋼。為了生產出高值的薄板(帶),要求板坯的加熱溫度適宜,低的終軋溫度、高的退火溫度和適宜配比的二次冷軋壓下量口。鐵素體不銹鋼的脹形成形性不如奧氏體不銹鋼,在選擇用于脹形成形材料時,應予以考慮。
起皺或(huo)(huo)皺褶是鐵素體不銹鋼在成形過程中(zhong)應(ying)變較大時易產生的一(yi)種表面缺(que)陷,發生在平行于變形的方向上(shang),表現為(wei)具有波(bo)峰和波(bo)谷的一(yi)束平行條(tiao)紋(wen)。這種缺(que)陷嚴重影響其外(wai)觀和使用性能,導致大量零件降級(ji)或(huo)(huo)報廢。
國內外(wai)學者對鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang)表(biao)面(mian)產生(sheng)皺褶(zhe)(zhe)的(de)(de)機理和控制技術進行(xing)了大(da)量(liang)的(de)(de)研究,普遍認為其產生(sheng)原因與(yu)微(wei)(wei)觀取(qu)向分布有關,具(ju)有相同取(qu)向的(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)聚集(ji)在一(yi)起而形成的(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)簇(cu)(grain colony)使得微(wei)(wei)觀取(qu)向不(bu)均勻(yun),當取(qu)向晶(jing)(jing)粒(li)簇(cu)與(yu)基(ji)體之(zhi)間的(de)(de)塑性應(ying)變(bian)不(bu)均勻(yun)性產生(sheng)差別時,將導致鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang)在成形過(guo)程中表(biao)面(mian)產生(sheng)皺褶(zhe)(zhe)。
對于含Ti的鐵素(su)體不銹鋼應盡可能(neng)降(jiang)低鋼中的碳(tan)含量(liang)并(bing)保持適當的氮含量(liang)水平,wc+N應不大(da)于0.02%。微合金化(hua)元素(su)Ti對抗皺褶的作用優(you)于Nb,這是(shi)由于Ti與N的化(hua)學親和力強于Nb,在連(lian)鑄階段生成少量(liang)較(jiao)粗大(da)的TiN沉淀(dian),細化(hua)了凝固組(zu)織,熱軋過程中易(yi)于出現再結晶。
提高鐵素體不銹鋼鑄坯凝固組織的等軸晶的比例可以明顯改善薄板的抗皺性能。等軸晶凝固組織的成品板具有較少的<001>//ND(厚度方向)不利織構組分和較多的<111>//ND,而且各種織構在整個縱截面呈隨機彌散分布。柱狀晶凝固組織的成品板則與之相反,<001>//ND不利織構組分多分布在板材的中心層,且呈聚集狀態,形成了明顯的晶粒簇,在拉伸過程中引起金屬的各向異性流動而導致表面起皺。因此,提高凝固組織等軸晶的比例可以明顯地改善薄板的抗皺性能。
熱軋工藝對鐵素體不銹鋼成品板表面起皺也有重要影響。粗軋時應精確控制終軋溫度、延長粗軋道次間隔時間、提高道次變形量,促進鐵素體的靜態再結晶,使晶粒取向更加彌散化,可以降低成品板的表面起皺。控制精軋的終軋溫度也很重要,低溫軋制可使冷軋退火鋼板明顯細化、晶粒尺寸更為均勻,有利的<111>//NDγ纖維取向晶粒明顯增多,提高了成品板的抗皺性能。
當鐵素(su)體(ti)不銹鋼的顯微(wei)組織中(zhong)形成奧氏體(ti)或馬氏體(ti)第二相時,在高溫雙相區(qu)(a+y)進(jin)行退(tui)火,可以促進(jin)再結晶并打(da)破取向(xiang)晶粒簇,冷軋(ya)退(tui)火后呈等軸α相單相組織,對提高成品板抗表面(mian)起皺有重要作用。
依據上述工藝因素對鐵素體不銹鋼成形性和抗皺褶性的研究結果應用于工業生產中,可使鐵素體不銹鋼的成形性能和抗皺褶性能穩定在比較理想的水平,促進了鐵素體不銹鋼(gang)板在工業部門的廣泛應用。