馬氏體不銹鋼具有較高的淬透性,即可空冷硬化。因此,冷鍛馬氏體鋼尤其是那些高碳鋼時,必須采取保護(hù)措施,防止開裂現(xiàn)象的發(fā)生。通常應(yīng)將馬氏體鋼用絕熱材料覆蓋,或者在爐內(nèi)均勻降溫,使之緩慢冷卻到593℃.如果像冷卻鍛模那樣直接用水噴射冷卻鍛件,就會引起鍛裂現(xiàn)象。
一般情況下,馬氏體不銹鋼鍛件在鍛造后都要進(jìn)行回火,以降低鋼的硬度使其能夠進(jìn)行機(jī)械加工。機(jī)加工以后再淬火硬化,然后回火。
馬氏體不銹鋼的最高鍛造溫度要選在低于δ-相產(chǎn)生的溫度,否則很容易產(chǎn)生裂紋。δ-相通常在1093~1260℃的溫度形成。在鍛造過程中要特別注意不要超過這個溫度,并且要避免使金屬快速移動而出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。再則表面脫碳會促使鐵素體的形成,所以也要加以限制。
隨著鉻含量的增加,δ-鐵素體的形成溫度會降低,而少量的δ-鐵素體就會明顯地降低其可鍛性。當(dāng)δ-鐵素體增加到15%以上,可鍛性又會逐漸增高,到結(jié)構(gòu)完全變成鐵素體為止。終鍛溫度要受同素異晶轉(zhuǎn)變的限制(異晶轉(zhuǎn)變在816℃左右開始),而這種鋼通常在927℃停鍛,因?yàn)闇囟忍推涑尚途蜁щy。
在Y12Cr13(416)型鋼中加入硫或硒,可以提高其機(jī)械加工性能,但這些元素又能引起鍛造問題,特別是當(dāng)它們形成表面板狀組織時,就很容易產(chǎn)生裂紋。不過可以通過調(diào)整鍛造溫度和工藝方法加以消除。如果加硫,就不可能消除這類開裂,從這個角度來說,加硒比較好。
馬氏體不銹鋼在鍛造加熱時要避免8-鐵素體的形成,因?yàn)?-鐵素體的出現(xiàn),會使鍛件形成裂紋。要避免不銹鋼鍛件加熱過快導(dǎo)致過熱。鍛件在加熱過程中的脫碳主要是促使鐵素體形成,因此要將鍛件表面脫碳減少到最小程度。馬氏體不銹鋼最后一火的變形量無特殊要求。這類鋼在鍛造后容易產(chǎn)生開裂現(xiàn)象,其原因是鍛造后空冷時出現(xiàn)馬氏體和碳化物組織,內(nèi)應(yīng)力較大,因此鍛后冷卻時,必須緩慢進(jìn)行,一般在200℃的砂坑或爐渣中緩冷,取出砂坑后必須及時進(jìn)行等溫退火,防止發(fā)生開裂。
馬氏體不銹鋼,特別是Cr13型馬氏體不銹鋼的價格低,故在腐蝕性較弱的介質(zhì)中(如水蒸氣)且又要求高的力學(xué)性能的條件下得到廣泛的應(yīng)用。12Cr13 鋼為半馬氏體不銹鋼,鋼中除馬氏體組織外,還有鐵素體組織。
1. 鍛造工藝特點(diǎn)
①. 馬氏體類(20Cr13、40Cr13、14Cr17N12等)不銹鋼在加熱、冷卻過程中,其組織發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。對于這一類鋼,最后一火的變形量無特殊要求。
②. 馬氏體不銹鋼鍛造加熱時要避免δ-鐵素體的形成,因?yàn)棣?鐵素體的出現(xiàn)會使鍛件形成裂紋,要避免金屬加熱速度過快導(dǎo)致過熱。鍛件的表面脫碳會使鐵素體形成過多,因此要將表面脫碳減小到最小程度。
③. 馬氏體不銹鋼在鍛造后容易產(chǎn)生開裂,這是因?yàn)殄懺旌罂绽鋾r會出現(xiàn)馬氏體和碳化物組織,產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力較大,所以鍛后要緩慢冷卻,一般在200℃左右的砂坑或爐渣中緩冷,從砂坑取出后要及時進(jìn)行退火,防止發(fā)生斷裂。
各種不銹鋼的鍛造溫度,見表3-1。
2. 鍛造溫度范圍
馬氏體不銹鋼的始鍛溫度,受高溫鐵素體形成溫度和鐵素體態(tài)的影響,如鐵素體為帶狀時,則容易產(chǎn)生裂紋,如鐵素體為細(xì)小球狀時,塑性明顯提高(見表3-1)。
馬氏體不銹鋼的始鍛溫度,一般為1150℃;終鍛溫度隨含碳量不同而不同,含碳量高時一般取925℃,含碳量低時一般取850℃,均應(yīng)高于鋼的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度。