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上上不锈钢第十五课:成形(一)

文章出处:人气:-发表时间:2016-03-12 10:46【

10.1热成形

双相不锈钢通常表现出优异的热成形性,在高达至少1230℃(2250℉)的温度下具有相对低的成形负荷。但是,如果热成形的温度太低,变形就会聚集在较弱而且塑性较差的铁素体,结果造成变形区铁素体开裂。此外,当热加工温度降得太低时,会析出大量的σ相。

大多数加工者建议最大热成形温度范围在1100~1150℃(2000~2100℉)之间。建议温度上限是由于高温对一个工件的尺寸稳定性的影响以及随着温度升高而提高的氧化皮形成趋势。在高温下,双相不锈钢会变软,被加工的工件如容器封头或管道如果在炉内不加以支撑就会弯曲或凹陷。在这些温度钢也会由于某种热成形操作变得太软。表9汇集了几种双相不锈钢的热成形温度范围和最低均热温度。从该范围内的最高温度开始热加工并不必要或总是合适的。但是,钢在热加工前至少要达到最小均热温度,炉子应该预热以避免通过σ相形成的温度区间时的缓慢加热。

温度的均匀性对于双相不锈钢的成功热成形是重要的。如果工件的形状不规整,则边缘可能比主体温度低得多,这些较冷的区域有发生 ,当局部区域处于冷至低于最小加工温度的危

险时,需要对工件重新加热。只有当工件特别是边缘或较薄部分的温度保持均匀一致,热成形温度范围的下限才能稍加扩展。

对于断面较厚的型材,需要考虑水淬的速度是否足以防止金属间相的析出。对于锻轧2205双相钢板材,板材厚度的界限约为150~200毫米(6~8英寸),对于锻轧超级双相不锈钢板材,厚度界限为75~125毫米(3~5英寸),准确的界限值随双相不锈钢的成分和淬火装置效率的不同而不同。对于简单的圆柱形工件,直径界限在约375毫米(15英寸)。如果成

品部件的内径是完全穿透的,则在最终热处理之前对通孔进行穿孔或机加工,会大大改善工件最后退火后的冷却状况。

10.1.1固溶退火

热成形之后,需要进行完全的固溶退火,然后快速淬火使力学性能和耐腐蚀性能完全恢复。工件应当加热到最低固溶退火温度以上,然后保持足够长的时间使金属间相完全溶解,一个谨慎的原则是,保温时间应当与工件完全退火后在650~980℃(1200~1800℉)范围停留的总时间相当。工件应当从固溶处理温度进行水淬。最终退火后转至淬火位置时,不允许在700~1000℃(1300~1830℉)的温度范围停留几分种。表10总结了双相不锈钢的最低固溶处理温度。

表9. 双相不锈钢的热成形温度范围及最低均热温度(以常见的奥氏体牌号作对比)(来源:生产商数据)

3.4.1.png

双相不锈钢在固溶退火温度下非常软,工件如果没有足够的支撑,可能发生弯曲和变形,这对于管材产品特别是大口径薄壁的管材是一个很大问题。由于双相不锈钢的室温强度高,弯曲的双相不锈钢产品的整形或矫直比奥氏体不锈钢困难。试图通过较短的退火时间、缓慢加热到固溶温度范围或采用低于推荐值的固溶温度减小这种变形,可能无法使金属间相溶解或导致更多数量金属间相的形成,降低耐腐蚀性和韧性。

利用消除应力处理来减少成型或矫直操作的冷加工应力并不可取, 双相不锈钢本身就具有很好的耐氯化物应力腐蚀断裂性能,降低残余的冷加工应力仅在一定程度上改善这一性能。在固溶处理温度以下,没有一个适当的温度,既可在此温度下进行应力消除处理又不会形成使耐腐蚀性和韧性降低的金属间相。

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