鐵素體不銹鋼就是平常所說的鉻不銹鋼（包含在400系中），碳含量較低（C<0.1%),盡管部分鐵素(su)體不銹鋼含有少量的添加合金鉬和穩定元素鈦,但與碳鋼相比較，鐵素體不銹鋼具有與碳鋼不同的力學性能，它們的冷成型方法與碳鋼有所不同。鐵素體不銹鋼冷成型加工和奧氏體不銹鋼是一樣的，但是變形的情況有差異。與碳鋼比較，鐵素體不銹鋼的屈服強度比較高，這就意味著同樣的、一定量的變形需要更大的變形力，較高的抗拉極限強度意味著在材料破裂之前需要高的負載，低的延伸率意味著斷裂之前只允許有較低的塑性變形。盡管其成型需要較高的起始變形應力，但在變形進行過程中不需要負載／應力的增加，因為鐵素體不銹鋼的加工硬化程度遠達不到奧(ao)氏體不銹鋼的相等程度。鐵素體不銹鋼具有較低的缺口塑性，這就意味著施加負載時的速度應該低于低合金或者普通碳鋼。在振動負載和低溫情況下變形，鐵素體不銹鋼有開裂的傾向。


  在冷加(jia)(jia)工(gong)過(guo)(guo)程中，10Cr17(430)鋼(gang)的(de)屈服強(qiang)度快(kuai)速向抗拉極(ji)(ji)限強(qiang)度靠攏，見(jian)圖(tu)4-4。因為塑性(xing)變形（冷成(cheng)型）的(de)發生，必(bi)須超過(guo)(guo)屈服點。屈服應力和極(ji)(ji)限抗拉應力的(de)會聚和接近，容(rong)易引(yin)起(qi)開裂，典型的(de)鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)就是這樣。隨(sui)著冷加(jia)(jia)工(gong)程度的(de)提高，塑性(xing)快(kuai)速下(xia)降，所以鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)成(cheng)型必(bi)須使用完(wan)全退(tui)火的(de)板材，即使如此，在成(cheng)型加(jia)(jia)工(gong)過(guo)(guo)程中，有時也(ye)需要中間退(tui)火。


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  鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼在旋壓或者(zhe)輥式(shi)彎曲成型時，冷(leng)加工程(cheng)度的不(bu)斷增加，塑性會逐(zhu)漸下降，與普碳(tan)鋼相比(bi)，更加需要中間退火。雖然(ran)如此，像06Cr11Ti(409)和10Cr17(430)鋼還(huan)是經常被用在如落料、折彎、深沖或旋壓等成型加工中。


  圖(tu)4-4和圖(tu)4-5表明，鐵(tie)素體型不銹(xiu)鋼10Cr17(430)的(de)抗拉強(qiang)度與屈服強(qiang)度之(zhi)間的(de)區域(yu)范(fan)圍，隨著冷加工(gong)變形量的(de)增(zeng)加，抗拉強(qiang)度與屈服強(qiang)度之(zhi)間的(de)區域(yu)范(fan)圍明顯變窄。這是鐵(tie)素體型不銹(xiu)鋼的(de)典型性(xing)質(zhi)，它使(shi)其成型加工(gong)受到(dao)限制（與奧氏體合金相比較）。盡管(guan)10Cr17(430)型鋼的(de)成型性(xing)比300型鋼為差(cha)，但仍可對其進(jin)行(xing)沖(chong)切(qie)、彎曲、沖(chong)壓或(huo)旋壓等成型加工(gong)。10Cr17(430)型不銹(xiu)鋼最重要的(de)用途之(zhi)一是用作汽(qi)車裝飾件和嵌(qian)條。


圖 5.jpg


  對于(yu)鐵(tie)素體(ti)不銹鋼來說，其沖(chong)壓成(cheng)(cheng)型(xing)性能(neng)(neng)與(yu)延(yan)伸率(lv)(lv)一般是(shi)隨著鉻含量的增加而降低的。為了解決這一問題，當(dang)沖(chong)壓成(cheng)(cheng)型(xing)鉻含量高(gao)的毛坯(pi)時，沖(chong)壓成(cheng)(cheng)型(xing)前可(ke)(ke)對其適當(dang)進行(xing)加熱，以提高(gao)其沖(chong)壓成(cheng)(cheng)型(xing)性能(neng)(neng)和延(yan)伸率(lv)(lv)。在(zai)加熱的情況下，金(jin)屬的延(yan)伸率(lv)(lv)會(hui)大(da)大(da)提高(gao)，而且所需成(cheng)(cheng)型(xing)力大(da)大(da)下降。對那些不能(neng)(neng)冷成(cheng)(cheng)型(xing)加工的鋼種，采用加熱成(cheng)(cheng)型(xing)的方法就(jiu)可(ke)(ke)順利進行(xing)了。


  鐵素(su)體不銹鋼采用(yong)121~204℃的熱成型，比其冷(leng)成型性能大(da)為改善，尤其是高鉻鐵素(su)體不銹鋼。


 鐵素體不(bu)銹鋼的(de)凸緣成型性能與(yu)n值(zhi)（加工硬化指(zhi)數）有(you)關，深沖(chong)(chong)加工性能與(yu)r值(zhi)（塑(su)性應變化）有(you)關。其中r值(zhi)由不(bu)同(tong)的(de)生(sheng)產工藝下的(de)不(bu)同(tong)的(de)組織集(ji)合來決定。采取一些措施來顯(xian)著減(jian)少固溶(rong)碳和(he)固溶(rong)氮，可大(da)大(da)改(gai)善r值(zhi)，并使深沖(chong)(chong)性能得到(dao)大(da)幅度的(de)提高。鐵素體不(bu)銹鋼成型方(fang)式的(de)適(shi)應性，見表4-2。


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大(da)部分鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)鋼在加工硬化方(fang)面的(de)行為與普(pu)通碳鋼相(xiang)類似。由于鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)鋼具有(you)較(jiao)高的(de)起(qi)始屈服強(qiang)，它們(men)在起(qi)始成型加工時就需要(yao)較(jiao)大(da)的(de)變形力(li)。


 在深沖(chong)成型過程(cheng)中，鉻(ge)-鎳不銹鋼（奧氏體(ti)）的最(zui)佳(jia)沖(chong)壓(ya)變形(xing)率(lv)為40%~60%,而純(chun)鉻(ge)鐵素(su)體(ti)不銹鋼的最(zui)佳(jia)變形(xing)率(lv)剛(gang)為20%~30%.影響(xiang)變形(xing)率(lv)大小(xiao)的主(zhu)要因素(su)是模具圓(yuan)角半(ban)徑(jing)，其(qi)次(ci)則(ze)與沖(chong)頭(tou)(tou)端部半(ban)徑(jing)大小(xiao)有(you)關。如果模具圓(yuan)角半(ban)徑(jing)減小(xiao)，則(ze)沖(chong)壓(ya)性能(neng)變壞。典(dian)型沖(chong)頭(tou)(tou)和沖(chong)模的圓(yuan)角半(ban)徑(jing)一(yi)般不小(xiao)于金屬厚(hou)度的5~10倍。


 馬氏(shi)體型不銹鋼(gang)就是常說的(de)普(pu)通Cr不銹鋼(gang)，一般具有相對較高(gao)的(de)碳含(han)量（0.15%~1.2%),它們也屬于(yu)400系(xi)列(lie)不銹鋼(gang)。在全退火狀態下，12Cr12(403)和(he)12Cr13(410)鋼(gang)的(de)成(cheng)型特性，非常類似于(yu)某些(xie)鐵素體不銹鋼(gang)。


含碳量較高的馬(ma)氏體不銹鋼(gang)，如(ru)30Cr13(420)、17Cr16Ni2（431)和108Cr17(440C)就(jiu)不推薦用(yong)冷成型方式來加(jia)工。