鐵素體不銹鋼鍛件鍛造過程中的主要缺陷與對策
2018-11-02 16:09:02
admin
鐵素體不銹鋼具有良好的耐酸性，常用作制造硝酸、磷酸、次氯酸鈉等的設(shè)備、換熱器、蛇形管、蒸氣過熱器管道以及食品工廠設(shè)備等。
鐵素體不銹耐酸鋼中加入了大量的Cr、Si等合金元素。鋼中加入Cr是為了提高鋼的電極電位，增強鋼的抗腐蝕能力，Si也有和Cr同樣的作用。
不銹鋼中加入約2%Si（質(zhì)量分數(shù)）可提高在硫酸和鹽酸中的抗腐蝕性。但Si最過高將使鋼的塑性急劇降低，Si量大于4%~5%(質(zhì)量分數(shù)）后就不易鍛軋加工，更不易冷變形。
當鋼中Cr＞12.5%(質(zhì)量分數(shù)）時，鋼液結(jié)晶后始終保持α鐵素體組織，加熱和冷卻時不發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，故不能通過熱處理方法來細化組織。該類不銹鋼鍛件加熱至475℃附近或自高溫緩冷至475℃附近時，有a"析出，產(chǎn)生脆化現(xiàn)象，即所謂475℃脆性。該類鋼在820~520℃長期加熱或緩冷將析出δ相，引起鋼的脆化。
鐵素體不銹耐酸鋼的鍛造特點
1.該類鋼的再結(jié)晶溫度低、再結(jié)晶速度快，加熱溫度超過900℃后，晶粒迅速長大。
2.該類鋼的塑性較差，尤其是該類鋼的鋼錠為粗大晶粒的柱狀晶，塑性很低。
3.該類鋼的導(dǎo)熱性差，熱膨脹系數(shù)大。加熱和冷卻過程中的溫度應(yīng)力較大。
4.該類鋼在820~520℃附近長期加熱或緩慢冷卻時有a相和a"相析出，引起脆性。
鍛造過程中的上要缺陷和對策
1.晶粒粗大
鐵素體鋼的晶粒度對性能有很大影響。粗晶使鐵素體鋼的室溫力學(xué)忭能和抗腐蝕性能下降。晶粒很粗大時，鋼的脆性很大，甚至鍛件切邊時，就會出現(xiàn)裂紋。
該類鋼于600℃時晶粒就開始長大，950℃以上發(fā)生晶粒急劇長大的現(xiàn)象，隨著加熱溫度和加熱時間增加，能產(chǎn)生較粗大的晶粒。而且該類鋼是無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的單相鋼，不能用熱處理的方法細化晶粒。防止晶粒粗大的對策是：
鍛造該類鋼時，加熱溫度應(yīng)＜1150℃；900℃以上要快速加熱，盡量縮短髙溫停留時間；
變形程度應(yīng)足夠大，最后一火次的鍛造變形量不應(yīng)小于30%；
終鍛溫度應(yīng)不高于800℃。但是為了避免溫度過低產(chǎn)生加工硬化，終鍛溫度不應(yīng)低于700℃,通常選用750℃。
2.裂紋
該類鋼導(dǎo)熱性差、塑性低，尤其是鋼錠為粗大晶粒的柱狀晶，塑性很低，鍛造過程中很易開裂。防止裂紋的對策是：
鋼錠應(yīng)預(yù)先進行退火處理。鋼錠表面必須經(jīng)過修磨或扒皮，不允許有任何缺陷存在，否則將會在鍛造過程中產(chǎn)生嚴重開裂。
鋼錠入爐溫度應(yīng)小于700℃,熱錠裝爐溫度不限；在760℃以前應(yīng)緩慢升溫，加熱速度一般為0.5~lmm/min,但900℃以上要快速加熱，鋼錠加熱溫度為1100~1150℃，鋼坯加熱溫度為1100~1130℃；鋼錠加熱到規(guī)定的均熱階段時，必須勤翻料，以保證錠料出爐時陰陽面溫差較小。
高鉻鐵素體不銹鋼常易產(chǎn)生σ脆性和475℃脆性。前面已經(jīng)介紹，這兩種脆性分別是在820~520℃和475℃附近長期加熱或緩餿冷卻時由于σ相和a"相的沉淀引起的。當加熱溫度超過上述兩個溫度范圍時，σ相和a"相將迅速溶人基體。而鍛造加熱溫度均超過1100℃，故在鍛造加熱過程中不會引起σ脆性和475℃脆性。因此，為了防止σ脆性和475℃脆性的產(chǎn)生，關(guān)鍵是控制鍛后的冷卻速度。該類鋼鍛后應(yīng)分散空冷，快速通過上述兩個脆化區(qū)。
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