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    各種不銹鋼穿孔加工性能和工藝性質
    發布者:不銹鋼管廠(www.wuhansk.cn) 發布時間:2020/4/18 閱讀:315

    浙江宏盛特鋼有限公司生產各種不銹鋼材料加工性能如下:


    一、穿孔性能

     1. 馬氏體不銹鋼

      馬氏體不銹鋼(如3Cr13,4Cr13鋼管)在高溫下(一定的溫度范圍內)為單一的奧氏體組織,所以穿孔沒有困難。當存在雙相組織時穿孔性能(加工性能)有所降低。因此要合理地選擇加熱溫度,在該溫度范圍內不存在雙相組織。3Cr13、4Cr13的加熱溫度一般在1130~1160℃(中心溫度),入爐溫度應小于900℃。終軋溫度應高于臨界點轉變溫度,低碳的不低于850℃,高碳的不超過925℃。
      
      2. 鐵素體不銹鋼

      鐵素體不銹鋼管為單一相組織,沒有臨界轉變點(即相變)。因此加熱時間長和溫度高時晶粒長大嚴重,導致鋼的塑性顯著下降。圖示出鐵素鋼和奧氏體鋼晶粒長大的曲線。由圖可以看出,鐵素體不銹鋼在溫度大于600℃時晶粒即開始迅速增長,因此加熱溫度不能過高,一般取1000~1060℃。鐵素體鋼在這個溫度范圍內,具有較好的加工(穿孔)性能。
     
     3.雙相不銹鋼

      這類鋼有雙相組織,穿孔性能主要決定于y相數量,y相愈少,則加工性能愈好。在雙相組織的不銹鋼中(如多余γ相,或多余σ相),鐵素體的屈服極限,個于奧氏體,而且鐵素體和奧氏體變形情況也不同,再加上再結晶速度不同,奧氏體加工硬化要快于鐵素體。不同性質的兩相組織在一起變形時,由于變形抗力不同,必然產生很大的不均勻變形,導致形成很大的內應力,當內應力超過金屬強度時則產生金屬破壞。在穿軋不銹鋼管時常易出現內折缺陷,原因之一就是存在雙相組織,導致金屬塑性降低。因此,對奧氏體鋼要控制口相。對鐵素體鋼要控制y相,這一般要靠調節鋼的化學成分來實現。多余的口或y相對金屬塑性的影響,可用圖表示。如果把單一奧氏體和單一鐵素體的塑性做為100%,那么隨著σ或γ相的增多而塑性降低(以百分數表示)。特別是兩種相成分各占約一半時塑性最低。一般要求殘余口相或),相不超過20%,這時金屬塑性(穿孔性能)還較好。
      
     4. 奧氏體-鐵素體鋼

       在奧氏體不銹鋼中同樣隨著σ相的增多,而塑性降低。但經研究,鋼中σ相含量和加熱溫度有比較復雜的關系。例如,對于1Cr18Ni9不銹鋼在加熱溫度為1100~1200℃時a相的含量較少,當溫度超過1200℃后口相開始增加,到1250℃以上σ相增加更多。這樣對于奧氏體一鐵素體不銹鋼來說最好是在1100~1150℃進行穿孔。這個溫度范圍和某些廠(如大冶廠,上海廠),的實際數據是相符的,但有的工廠溫度取得高達1200℃(中心溫度1150~1170℃),超過1200℃鋼的穿孔性能顯然會降低,容易產生穿孔缺陷。溫度低于980℃和長期保溫有可能出現控三相σ相,σ相也會降低鋼的塑性。因此,奧氏體一鐵素體鋼一般終軋溫度不低于950-925℃。
      
       a相數量主要由冶煉化學成分決定,首先是鉻鎳含量之比。一般為了減少a相。Cr/Ni之比不大于18。另外還決定于形成鐵奈體的合金元素含量,如Ti, Si, Al。析出a相多少還和加熱溫度有關(如上所述),另外口相沿鋼坯斷面可能分布不均勻,這都是應該注意的。從高溫機械性能試驗也證明,雙相組織的lCr18Ni9Ti不銹鋼的塑性比單一奧氏體組織的1Cr18NITi不銹鋼的塑性低。
      
       除上述的σ相外,在奧氏體不銹鋼中還存在其他的殘余相,如各種形式的碳化物、金屬間化合物等。這些多余相對不銹鋼的加工性能(塑性)都有影響,而影響程度決定于它們的數量及狀態。一股多余相含量少的鋼,塑性較高,特別是加熱時多余相呈網狀分布在晶粒邊界上,將顯著惡化金屬的加工性能。碳化物雙奧氏體鋼的加工性能的影響不完全相同。一種情況是碳化物從奧氏體中析出。降低鋼的加工性能;是一種是相反的情況,碳化物溶解在奧氏體中降低鋼的加工性能。這一點從理論上尚未得到充分說明。


    二、變形抗力

      一般來說鉻鎳不銹鋼都具有較高的變形抗力,如1Cr18Ni9Ti在高溫下加工硬化嚴重,而且再結晶速度較慢,從而變形抗力迅速增加,一般變形抗力比低碳鋼大16倍。有的實測資料證明,在軋管時不銹鋼的軋制壓力比低碳鋼高1倍。因此在軋制不銹鋼管時為了保證設備安全,必須要掌握這一特性。同時還應掌握好溫度制度,不應取過大的變形量(如軋管減壁量)。而鐵素體或半鐵索體的低碳耐熱鋼有和碳鋼相同的變形抗力,且有足夠的塑性;所以軋管時沒有多大困難。


    三、寬展

      不銹鋼的寬展(橫變形)較大,馬氏體不銹鋼為低碳鋼的1.3倍;奧氏體不銹鋼為1.35~1.5倍;鐵素體不銹鋼為1.55~1.6倍(參考數據)。因此,在穿孔時要控制橫變形,應取較小的橢圓度(及取小的導板距),這對提高毛管質量是有利的。

       在軋管時孔型橢圓度要大,一股取較小的變形量,以免出耳子,兩道頂頭直徑差多為1毫米(個別2毫米)。

        在無張力減徑時不銹鋼管壁增厚較嚴重(寬展),而且,減徑的孔型橢圓度要大。


    四、對應力的敏感性

     1. 鐵素體不銹鋼

        鐵索體不銹鋼具有低溫脆性。軋后晶粒組織愈粗大,則確性愈嚴重,有些鋼(如Cr25和Cr25Ti)的低溫脆性還可能是因存在仃相引起的。這就給冷加工(如冷矯直等)帶來了困難。

     2. 馬氏體不銹鋼

        馬氏體不銹鋼對裂紋的敏感性較大。裂紋是由于溫度應力(熱應力)、組織應力和其他應力(如殘余應力)造成的。為了克服熱應力和組織應力的影響,軋后冷卻速度不能過快,一般采取堆冷,為了克服變形殘余應力的影響,終軋溫度不應過低。

     3. 奧氏體不銹鋼

        此鋼對裂紋敏感性很小。


    五、導熱性

        不銹鋼的導熱性一般都較低,特別是較低溫度時。圖示出了鉻鋼和鉻鎳鋼的導熱率與20號鋼的比較。由圖可以看出,隨著溫度的提高不銹鋼的導熱率增加,而碳素鋼則正相反。
     
        線膨脹系數如圖所示。不銹鋼的線膨脹系數也比碳鋼大,且隨著溫度的升高而差值減小。不銹鋼的冷熱尺寸變化較顯著。為保證加熱質量(如不產生加熱裂紋等)在加熱不銹鋼管坯時應根據導熱率和線膨脹系數的變化規律,采取低溫(< 800℃)慢速加熱和高溫快速加熱。


    六、抗氧化性

       由于不銹鋼加熱時具有抗氧化性能,氧化鐵皮是較少的。


    七、黏結傾向

       鐵素體、鐵素體一奧氏體和奧氏體不銹鋼容易黏輥,使得鋼管表面質量降低。熱軋成品軋機(如定徑機)用鑄鐵輥可以減少黏輥現象;另外合理地使用冷卻水冷卻軋輥也很重要。


    八、穿孔時的滑移系數和能量消耗

       不銹鋼穿孔時的功率消耗和能量消耗的實際數據如表所示。由表可以看出,穿軋不銹鋼時的功率高于碳素鋼,而穿軋耐熱鋼時的功率較碳素鋼稍低,但能量消耗高,這是由于穿軋這類鋼時滑移系數很。椿坪艽螅。穿軋不銹鋼時的軸向滑移與碳鋼相比約增大10%左右,而穿軋耐熱鋼時由于金屬與軋輥間摩擦系數顯著減小,軸向滑移增加50~80%。穿孔和軋制不銹耐熱鋼時應注意咬入情況和防止軋卡。要設法增加軋輥和金屬間的摩擦系數。

     

     
     

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