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。衡量鐵素體(ti)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(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼,在選擇用于脹形成形材料時,應予以考慮。
起皺或(huo)皺褶是鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)成形過程中應變(bian)較大(da)(da)時易產生的一(yi)種表面缺陷,發生在(zai)平行于變(bian)形的方向上,表現為具有波峰和(he)(he)波谷的一(yi)束平行條(tiao)紋。這種缺陷嚴重影(ying)響其(qi)外觀和(he)(he)使(shi)用性能,導致大(da)(da)量零件降級或(huo)報廢。
國內外學者對鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)表面產生皺(zhou)(zhou)褶的(de)(de)機理和(he)控制技術進行了(le)大(da)量(liang)的(de)(de)研究(jiu),普(pu)遍認為其產生原(yuan)因(yin)與(yu)微觀(guan)取向(xiang)分布有(you)關,具(ju)有(you)相同取向(xiang)的(de)(de)晶粒聚(ju)集在(zai)一起(qi)而形成的(de)(de)晶粒簇(grain colony)使得(de)微觀(guan)取向(xiang)不(bu)均(jun)勻,當取向(xiang)晶粒簇與(yu)基體(ti)之間的(de)(de)塑性應變不(bu)均(jun)勻性產生差(cha)別時,將導致鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)成形過(guo)程中表面產生皺(zhou)(zhou)褶。
對于(yu)含Ti的(de)(de)鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)銹鋼應盡可能降(jiang)低鋼中(zhong)的(de)(de)碳含量(liang)(liang)(liang)并(bing)保持適當的(de)(de)氮含量(liang)(liang)(liang)水平,wc+N應不(bu)(bu)大(da)于(yu)0.02%。微合金化(hua)元素(su)Ti對抗皺褶的(de)(de)作用優于(yu)Nb,這是由于(yu)Ti與N的(de)(de)化(hua)學親和(he)力強于(yu)Nb,在連鑄(zhu)階段(duan)生成(cheng)少(shao)量(liang)(liang)(liang)較粗(cu)大(da)的(de)(de)TiN沉(chen)淀,細(xi)化(hua)了(le)凝(ning)固(gu)組織,熱軋過程中(zhong)易于(yu)出現再(zai)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。
當鐵素體(ti)不銹鋼的(de)顯微組織中(zhong)形成奧氏(shi)體(ti)或馬氏(shi)體(ti)第二相(xiang)時,在高溫雙相(xiang)區(qu)(a+y)進行退火,可以促進再結晶并(bing)打破(po)取向晶粒簇(cu),冷軋退火后(hou)呈等軸α相(xiang)單相(xiang)組織,對(dui)提高成品(pin)板抗(kang)表面起皺有重要(yao)作(zuo)用(yong)。
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板(ban)在工業部門的廣泛應用。