铁素体不锈钢锻件锻造过程中的主要缺陷与对策

2018-11-02 16:09:02 admin

       铁素体不锈钢具有良好的耐酸性,常用作制造硝酸、磷酸、次氯酸钠等的设备、换热器、蛇形管、蒸气过热器管道以及食品工厂设备等。

       铁素体不锈耐酸钢中加入了大量的Cr、Si等合金元素。钢中加入Cr是为了提高钢的电极电位,增强钢的抗腐蚀能力,Si也有和Cr同样的作用。
 
       不锈钢中加入约2%Si(质量分数)可提高在硫酸和盐酸中的抗腐蚀性。但Si最过高将使钢的塑性急剧降低,Si量大于4%~5%(质量分数)后就不易锻轧加工,更不易冷变形。
 
       当钢中Cr>12.5%(质量分数)时,钢液结晶后始终保持α铁素体组织,加热和冷却时不发生同素异构转变,故不能通过热处理方法来细化组织。该类不锈钢锻件加热至475℃附近或自高温缓冷至475℃附近时,有a"析出,产生脆化现象,即所谓475℃脆性。该类钢在820~520℃长期加热或缓冷将析出δ相,引起钢的脆化。
 

锻件

       铁素体不锈耐酸钢的锻造特点
 
       1.该类钢的再结晶温度低、再结晶速度快,加热温度超过900℃后,晶粒迅速长大。
 
       2.该类钢的塑性较差,尤其是该类钢的钢锭为粗大晶粒的柱状晶,塑性很低。
 
       3.该类钢的导热性差,热膨胀系数大。加热和冷却过程中的温度应力较大。
 
       4.该类钢在820~520℃附近长期加热或缓慢冷却时有a相和a"相析出,引起脆性。
 
       锻造过程中的上要缺陷和对策
 
       1.晶粒粗大
 
       铁素体钢的晶粒度对性能有很大影响。粗晶使铁素体钢的室温力学忭能和抗腐蚀性能下降。晶粒很粗大时,钢的脆性很大,甚至锻件切边时,就会出现裂纹。
 
       该类钢于600℃时晶粒就开始长大,950℃以上发生晶粒急剧长大的现象,随着加热温度和加热时间增加,能产生较粗大的晶粒。而且该类钢是无同素异构转变的单相钢,不能用热处理的方法细化晶粒。防止晶粒粗大的对策是:
 
       锻造该类钢时,加热温度应<1150℃;900℃以上要快速加热,尽量缩短髙温停留时间;
 
       变形程度应足够大,最后一火次的锻造变形量不应小于30%;
 
       终锻温度应不高于800℃。但是为了避免温度过低产生加工硬化,终锻温度不应低于700℃,通常选用750℃。
 
       2.裂纹
 
       该类钢导热性差、塑性低,尤其是钢锭为粗大晶粒的柱状晶,塑性很低,锻造过程中很易开裂。防止裂纹的对策是:
 
       钢锭应预先进行退火处理。钢锭表面必须经过修磨或扒皮,不允许有任何缺陷存在,否则将会在锻造过程中产生严重开裂。
 

锻件

       钢锭入炉温度应小于700℃,热锭装炉温度不限;在760℃以前应缓慢升温,加热速度一般为0.5~lmm/min,但900℃以上要快速加热,钢锭加热温度为1100~1150℃,钢坯加热温度为1100~1130℃;钢锭加热到规定的均热阶段时,必须勤翻料,以保证锭料出炉时阴阳面温差较小。
 
       锻造过程中要注意轻击快打,尤其是第一火要勤打、勤翻、勤倒角,其目的是提高钢的塑性,避免锻裂;锻造方坯吋不要出棱角。防止因棱角温度低而开裂;锻造中发生龟鳞裂纹时,继续锻打即可消除。
 
       高铬铁素体不锈钢常易产生σ脆性和475℃脆性。前面已经介绍,这两种脆性分别是在820~520℃和475℃附近长期加热或缓馊冷却时由于σ相和a"相的沉淀引起的。当加热温度超过上述两个温度范围时,σ相和a"相将迅速溶人基体。而锻造加热温度均超过1100℃,故在锻造加热过程中不会引起σ脆性和475℃脆性。因此,为了防止σ脆性和475℃脆性的产生,关键是控制锻后的冷却速度。该类钢锻后应分散空冷,快速通过上述两个脆化区。
 

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