不銹鋼在國防工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、石油工業(yè)及動(dòng)力部門中應(yīng)用得較多,而且很多產(chǎn)品不僅要求具有耐蝕性,而且要求具有較高的強(qiáng)度,因此大部分不銹鋼都要經(jīng)過鍛造后使用。而不銹鋼與碳鋼相比具有的不同特點(diǎn)是:熱導(dǎo)率低,鍛造溫度范圍窄,過熱敏感性強(qiáng)。
高溫下抗力大、塑性低等,這些都給鍛造生產(chǎn)帶來了許多困難,面且不同類型的不銹鋼鍛造工藝也有差別。
常見不銹鋼鍛件缺陷主要有以下幾點(diǎn):
1. 加熱不當(dāng)引起的缺陷
①. 晶粒粗大
鐵素體不銹鋼加熱時(shí)有晶粒長(zhǎng)大的傾向,晶粒過大會(huì)引發(fā)較大的脆性,降低鋼的沖擊韌性,所以加熱溫度不宜過高,高溫停留時(shí)間不宜過長(zhǎng)。
②. 鐵素體增多
奧氏體雙相鋼和馬氏體鋼加熱溫度過高,會(huì)出現(xiàn)過多奧氏體,導(dǎo)致合金的工藝塑性降低,從而引起鍛造開裂。
③. 低熔點(diǎn)化合物的形成
當(dāng)硫(S)滲入不銹鋼中時(shí),S與不銹鋼中的Ni形成低熔點(diǎn)NiS或Ni+Ni3S2共晶體,這些硫化物及共晶體分布在晶界上,鍛造時(shí)易產(chǎn)生晶間裂紋。
2. 鍛造引起的缺陷
①. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng),金屬的劇烈流動(dòng)區(qū)與變形困難區(qū)之間產(chǎn)生較大的剪切應(yīng)力,加之模具潤(rùn)滑不良造成的缺陷。
②. 金屬流動(dòng)過快、毛坯表面缺陷引起的鍛造裂紋,金屬流動(dòng)過快會(huì)引起局部過熱,導(dǎo)致局部出現(xiàn)奧氏體過多,如果變形圓角半徑太小,在轉(zhuǎn)角處成型裂紋。
馬氏體不銹鋼對(duì)表面缺陷敏感,若鍛件毛坯表面有劃傷,鍛前應(yīng)去除。
3. 鍛造后冷卻過程中成型的缺陷
①. 冷卻裂紋
馬氏體不銹鋼若冷卻速度過快,冷熱應(yīng)力以及組織應(yīng)力容易使鍛件產(chǎn)生冷卻裂紋。解決辦法是緩冷,即在砂坑或爐渣中冷卻。
②. 碳化物析出及475℃脆性
奧氏體銹鋼鍛后若在480~820℃范圍內(nèi)停留時(shí)間過長(zhǎng),就容易沿晶界析出碳化物Cr23C6,增加晶間腐蝕傾向。
鐵素體不銹鋼在475℃附近停留時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生脆化現(xiàn)象,因此,鐵素體不銹鋼鍛后應(yīng)快冷。