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1、不锈钢的锻造工艺（马氏体、奥氏体）一、奥氏体不锈钢的锻造1. 概述奥氏体不锈钢的碳质量分数小于 0.25%, 铭的质量分数1719% 镍的质量分数为 8%18%，如 12Cr18Ni9等o为节镍，用锰或氮代替部分镍而获得的T-Ni-Mi或 Cr-Ni-Mn-N不锈钢。奥氏体不锈钢不发生组织转变，不能用热处理强化，只能通过热锻成形和 再结晶获得高的度。奥氏体不锈钢通常在固劄状态下使用,具有最佳的塑性、韧隹 良好的加!成型性及良好的耐蚀性和抗氧化性因此一般用于要求耐腐蚀抗 氧化或在较高温度下工作对强度要求不高，以及在较低温度下使用的零部 件。奥氏体不锈钢在高温下晶粒易长大，但长大倾向不如铁素体不锈
2、钢强烈。2. 锻造温度选择及加热要求（1）变形温度选择：奥氏体不锈钢的锻造加热温度受高温铁素体相)形成温度的限制，加 热温度过高，a-相铁素体的量会显著增多，使钢塑性降低，使塑性变形不 均匀，在两相界面产生裂纹。因此奥氏体不锈钢的始锻温度一般控制在 1150-120。为防止组织中因洗出碳化物使变形抗力增加，产生锻造裂纹。所以终锻温 度不应太低，一般不低于50。对于普通18-8型不锈钢始锻温度取200，当含钼或含高硅则取低于 115，对于25-12型和25-20型，始锻温度不高于150，终端温度不低 于 925。(2) 加热要求：不锈钢导热性差，加热时要严格按照温度和速度进行：800下缓 慢加热
3、(0.30.5mm/min)到920后可快速加热。为确保耐蚀性，加热时应严格避免渗碳因此奥氏体不锈钢不宜在还原性气 氛或过分氧化气氛中加0热也不许火喷射在坯上，否则使钢增碳或使晶界区 贫锋岫钢勺晶间腐蚀敏感性。锻件在高温区停留时间不宜过馅则易造成严重过氧化、素贫化和晶 粒粗化，具体可按锻压手册217表2-3-15选择，一般不少田020min3. 奥氏体不锈钢锻造要点（1）钢锭锻造时，开始轻压，当变形量达3到后才能重压。锻造时， 应单向送进，避免在一处重复压制，以防止出现中心十字裂纹。（2）钢锭锻造比采用6,钢坯取24,视原材料晶粒度而定。奥氏体不锈钢晶粒度大小对钢的耐蚀性有很大影响。为获得细晶
4、粒并充 分焊合中心区的微裂纹和孔隙，应保证最后一火有足够大的锻造比，变 形量应大于再结晶临界变形程度，变形量一般应大田2%20%。（3）变形过程中要求变形均匀，以得到较均匀的晶粒组织，圆饼锻件可 考虑下列措施：a. 采用光滑的平台和砧面，必要时润滑；b. 平台和砧面预热到50450C；c. 饼坯两端加低碳钢垫板；d. 采用叠锻；e. 变形时采用间歇压缩；f.包套镦粗。(4) 奥氏体不锈钢吟缩率大。锻件最终成形时，应考虑较大的收醉(1.51.7%), 避锻件在冷却后因尺寸不足造成废品。(5) 锻件温度应在850C以上切边(冷锻件应预热到00950C再切边)。4. 锻后冷却为避免奥氏体不锈钢沿晶界
5、析出23C6而增加晶间腐蚀倾向，所以要求锻后 快冷。尤其在奥氏体敏化温度围480815C)，在此区间不得停留，必须 快冷。奥氏体不锈钢锻后空冷、坑冷、砂冷均可。5. 变形后续工序(1) 为使锻造和空冷过程中析出的碳化物重新溶入奥氏体，得到均 匀单一的常温奥氏体组织，减轻晶间腐蚀敏感性，因此锻后应进行固溶 处理，即在10201050C加热保温，然后水冷。为防止晶粒长大，加热温 度不宜过高，保温时间不宜过长。(2) 含T、Nb的奥氏体钢，固溶后再进行稳定化处理。艮P将钢加热到850880C保温空冷，此时Cr23C6溶解，TC不完全溶解，且在冷却过程中充分析出， 从而降低Cr23C6的含量，降低晶间
6、腐蚀倾向。(3) 对经冷加工和焊接后的锻件，为消除残余应力，要进行去应力退火。不含T、Nb的奥氏体不锈钢：加热温度不超450C，以防止Cr23C6 析出；对超低碳和创、Nb的奥氏体不锈钢:力喊温度不低于850莒然后冷消应力， 可减轻晶间腐蚀倾向，并提高抗应力腐蚀能力。(4) 奥氏体不锈钢还往往经冷变形后使用，只要按“固溶处理-冷变形-敏化处理”工序进行，就可获得优异的抗应力腐蚀和抗晶 间腐蚀性能。(5) 为消除表面氧化皮和缺陷采用先酸洗再喷砂或滚筒抛光在酸洗。二马氏体不锈钢的锻造1. 概述马氏体不锈钢碳的质量分数为0.1%0.4%(其中 9Cr18为0.9%), 铭的质量分数为 12%18%,
7、如1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13等。此类钢高温时为奥氏体组织冷却到室温为马氏体组织可通过热处理强化， 提高力学性能。马氏体不锈钢淬火后的强度、度随含碳量增加而提高a 耐蚀性及塑、韧性随之圈顿蚀性不如奥氏体不锈钢。但因该类钢具有很高勺 热强性和较好的耐浊性特别适合550600C以下及湿热条件工作的承力件。2. 锻造温度选择及加热要求(1) 锻造温度选择马氏体不锈钢加热温度不宜太高，过高组织会出铁素体，使钢的塑性 下降，且易在两相界面产生裂纹。因此马氏体不锈钢的始锻温度一般为 1100115C。终端温度不宜太低若温度过低，钢的塑性下降较大易产生 锻造裂纹。因此终锻温度因含碳量
8、而异高碳的取925C，低碳的取850C， 均应高于钢的同素异构转变温度。(2) 加热要求：马氏体不锈钢的导热性差为防止坯料开裂在实际生产中，坯料的入炉温 度应低于4000同时，850C前应缓慢加热，之后才能快速加热到始锻温 度。锻件在高温区停留时间不宜过长，则易造成严重过氧化元素贫化和 晶粒粗化，具体可按锻压手册217表2-3-15选择，一般不少于1020min3. 马氏体不锈钢锻造要点(1)马氏体不锈钢高温组织为单相奥氏体，锻造没有特殊困难，但在 900950C围要避免重击，以防破裂。(2)锻造比一般取23；终锻变形量应大于2%20%(3) 终锻变形程度不易过小。若加热温度高、终锻变形程度小
9、时，可 能由于组织遗传引起低倍粗晶。(4) 马氏体不锈钢对表面裂纹敏感，若表面有划伤，锻前应车去。4. 锻后冷却马氏体不锈钢对冷却速度特别敏感冷即可获得马氏体组织使锻件存在 很大热应力、组织应力和残余应力，易导致表面裂纹。所以马氏体钢锻后 应缓冷方式。一般是将锻件放在00C左右的炉中或石棉保温箱中冷却， 是转入600C炉中保温并随炉冷却。5. 变形后续工序(1) 冷却后应及时进行软化退火处理(680C780C保温24h), 以消除应力 降邮，便于机械加工。(2) 马氏体不锈钢使用前需经淬火980C1050C) +回火处理，因 各类零件对性能的要求不同，回火加热温度不完全相同。1Cr13、2Cr13钢需在高温(660790C )回火后使用；3Cr13、4Cr13及 9Cr18钢需低温200300C)回火后使用。(3) 为防止产生龟裂应力腐蚀裂纹)，锻件酸洗必须安排在回火处理之 后。
