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不 锈 钢 冷 成 型 性 ----cold forming stainless steel 内容概要 不锈钢冷成型性特点(组织别区分) 不锈钢冷成型注意要素? 力? 润滑剂? 回弹? 弯曲半径 不锈钢冷成型工艺? 压弯成型? 旋压加工? 三辊成型? 拉伸-卷缩成型? 爆炸成型? 管弯曲成型 结论 一、不锈钢冷成型特点 ? 成型性决定因素 一、不锈钢冷成型特点 ? 成型性决定因素 在材料冷加工时其成型性很大程度上取决于屈服强度以多大的速率接近最终的抗拉极限.在屈服强度曲线与抗拉强度曲线之间的窄带表明成型性是被限制的.窄带显示了可以变化的最大的屈服,任何更进一步的形变都会导致材料的破坏.换言之,屈服强度曲线与抗拉曲线的不收敛显示了材料加工性能的增加,这种材料在相同的冷加工条件下有较高的延展性,因而它允许在成型过程中有较大的形变; ? 因此,加工硬化的反映以及对机械性能的影响,在钢的成型性方面扮演了一个很重要的角色; 一、不锈钢冷成型特点 ? 奥氏体不锈钢成型性 奥氏体不锈钢即Cr-Ni不锈钢.Ni合金元素的添加有利于提高成型性,稳定性,有利于奥氏体晶体结构的形成.Ni/Cr比越高,奥氏体越稳定; 301钢种在奥氏体不锈钢中有最低的Ni含量(6.5%),因此它有最快的的加工硬化速率.尽管301钢种在退火状态下有完全的奥氏体微观结构,但是由于其较低的Ni含量,在塑性变形中也有较快的形成马氏体的比例.这将帮助材料抵抗缩颈使其有更多的均匀变形; 一、不锈钢冷成型特点 ? 奥氏体不锈钢成型性 304Cu钢种包含0.02%或是更低的C,以及9%左右的Ni,3%左右的Cu.该钢种是普通奥氏体不锈钢中加工硬化最低的.冷加工中的抗拉强度曲线与屈服强度曲线的明显的收敛表明在断裂前总的变形量比高加工硬化钢种301要少.该钢种屈服强度低故在加工该钢种时需要的初始力也较低; 奥氏体不锈钢比铁素体的变形量大主要是因为奥氏体高的延展性(允许单次操作中的大的变形量). 在奥氏体不锈钢中,加工硬化越快的钢种如301或304都能够承受单次的大的变形量.进行过冷加工操作的奥氏体不锈钢允许不退火进行冷成型,但是中间退火可能是需要的在一个连续进行的操作中恢复钢的初始延展性. 一、不锈钢冷成型特点 ? 奥氏体不锈钢成型性 通常,奥氏体不锈钢由于Ni含量的降低而成型变得困难.奥氏体稳定化元素Ti、Nb 、Ta包括高的C含量的存在对钢种的成型性有有利的影响.这是因为在微观结构中TiC等二次强化相的形成. 快削钢(free machining steel)象303钢种由于延展性很差甚至连很轻的成型操作能不能承受.200系列奥氏体不锈钢由于其较大的初始强度和大的加工硬化所以需要大的力.成型操作中他们比相当的300系列有更大程度的回弹. 一、不锈钢冷成型特点 ? 铁素体不锈钢成型性 铁素体不锈钢的机械性能决定了其需要用与普通碳素钢不同的冷成型方法.铁素体不锈钢冷成型操作与奥氏体的基本相同,但成型条件不同. 铁素体不锈钢与碳素钢相比有高的屈服强度,高的抗拉强度,低的延伸率.尽管较高的起始应力是需要的,但力/负荷在形变过程中不需要较大增加.这是因为铁素体不锈钢的加工硬化程度远不及奥氏体. 一、不锈钢冷成型特点 ? 铁素体不锈钢成型性 ? 冷加工中430钢种屈服强度曲线快速向抗拉强度曲线靠拢,由于必须超过屈服点后变形才能进行,所以屈服曲线与抗拉曲线的收敛显示了冷成型过程中材料破坏的几率大大增加.这是铁素体不锈钢非常典型的.这种影响的存在,在加上冷加工导致的延展性的迅速减弱,在工艺过程中进行中间退火就显的非常重要. 一、不锈钢冷成型特点 ? 马氏体和双相不锈钢成型性 马氏体不锈钢也包括在400系不锈钢中,其有相对高的C含量(通常在0.15~1.2%之间). 403、410和414等马氏体钢种在完全退火状态下与铁素体不锈钢的成型性相似.剩余的其他马氏体钢种由于其较高的碳含量一般不推荐进行冷成型操作. 双相不锈钢有非常优秀的抵抗应力腐蚀开裂的性能.在微观构成中大约有相同比例的奥氏体和铁素体。最常见的钢种是2205(UNS S31803, Cr22%, Ni5.5%, Mo3.0%, N0.14%).双相不锈钢与奥氏体不锈钢相比有更高的弹性强度,因此需要更大的力. 一、不锈钢冷成型特点 ? 马氏体和双相不锈钢成型性 由于双相不锈钢的高的弹性强度,因此大的回弹可以预测.在90°的弯曲工艺中大约要超过10%左右的弯曲量才能补偿回弹造成的影响. 双相不锈钢,如2205要求有大的弯曲半径—通常是板厚的3~4倍; 大的冷变形发生后,应该仔细考虑是否需要进行再退火,尤其是对抗腐蚀性能要求较高时. 二、不锈钢冷成型注意因