不銹鋼的鍛造工藝（馬氏體、奧氏體）
奧氏體不銹鋼的鍛造
奧氏體不銹鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.25%，鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)17~19%，鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%~18%，如12Cr18Ni9等。為節(jié)鎳，用錳或氮代替部分鎳而獲得的Cr-Ni-Mn或Cr-Ni-Mn-N不銹鋼。 奧氏體不銹鋼不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，不能用熱處理強(qiáng)化，只能通過熱鍛成形和再結(jié)晶獲得高的強(qiáng)度。奧氏體不銹鋼通常在固溶狀態(tài)下使用，具有的塑性、韌性、良好的加工成型性及良好的耐蝕性和抗氧化性，因此一般用于要求耐腐蝕、抗氧化或在較高溫度下工作，對(duì)強(qiáng)度要求不高，以及在較低溫度下使用的零部件。 奧氏體不銹鋼在高溫下晶粒易長(zhǎng)大，但長(zhǎng)大傾向不如鐵素體不銹鋼強(qiáng)烈。
鍛造溫度選擇及加熱要求
（1） 變形溫度選擇： 奧氏體不銹鋼的鍛造加熱溫度受高溫鐵素體（α-相）形成溫度的限制，加熱溫度過高，α-相鐵素體的量會(huì)顯著增多，使鋼塑性降低，使塑性變形不均勻，在兩相界面產(chǎn)生裂紋。因此奧氏體不銹鋼的始鍛溫度一般控制在1150~1200℃。 為防止組織中因洗出碳化物使變形抗力增加，產(chǎn)生鍛造裂紋。所以終鍛溫度不應(yīng)太低，一般不低于850℃。 對(duì)于普通18-8型不銹鋼始鍛溫度取1200℃，當(dāng)含鉬或含高硅則取低于1150℃，對(duì)于25-12型和25-20型，始鍛溫度不高于1150℃，終端溫度不低于925℃。
（2） 加熱要求： 不銹鋼導(dǎo)熱性差，加熱時(shí)要嚴(yán)格按照溫度和速度進(jìn)行：800℃以下緩慢加熱(0.3~0.5mm/min)，到920℃后可快速加熱。 為確保耐蝕性，加熱時(shí)應(yīng)嚴(yán)格避免滲碳，因此奧氏體不銹鋼不宜在還原性氣氛或過分氧化氣氛中加熱，也不許火焰直接噴射在毛坯上，否則使鋼增碳或使晶界區(qū)貧鉻，提高鋼的晶間腐蝕敏感性。 鍛件在高溫區(qū)停留時(shí)間不宜過長(zhǎng)，否則易造成嚴(yán)重過氧化、元素貧化和晶粒粗化，具體可按鍛壓手冊(cè)P217表2-3-15選擇，一般不少于10~20min。
奧氏體不銹鋼鍛造要點(diǎn)
（1） 鋼錠鍛造時(shí)，開始輕壓，當(dāng)變形量達(dá)到30%后才能重壓。鍛造時(shí)，應(yīng)單向送進(jìn)，避 免在一處重復(fù)壓制，以防止出現(xiàn)中心十字裂紋。
（2） 鋼錠鍛造比采用4~6，鋼坯取2~4，視原材料晶粒度而定。奧氏體不銹鋼晶粒度大小 對(duì)鋼的耐蝕性有很大影響。為獲得細(xì)晶粒并充分焊合中心區(qū)的微裂紋和孔隙，應(yīng)保證最后一火有足夠大的鍛造比，變形量應(yīng)大于再結(jié)晶臨界變形程度，變形量一般應(yīng)大于12%~20%。
（3） 變形過程中要求變形均勻，以得到較均勻的晶粒組織，圓餅鍛件可考慮下列措施： a. 采用光滑的平臺(tái)和砧面，必要時(shí)潤(rùn)滑； b. 平臺(tái)和砧面預(yù)熱到150~450℃； c. 餅坯兩端加低碳鋼墊板； d. 采用疊鍛； e. 變形時(shí)采用間歇壓縮； f. 包套鐓粗。
（4） 奧氏體不銹鋼冷縮率大。鍛件最終成形時(shí)，應(yīng)考慮較大的收縮率（1.5~1.7%），避免 鍛件在冷卻 后因尺寸不足造成廢品。
（5） 鍛件溫度應(yīng)在850℃以上切邊（冷鍛件應(yīng)預(yù)熱到900~950℃再切邊）。
4. 鍛后冷卻 為避免奧氏體
不銹鋼沿晶界析出Cr23C6而增加晶間腐蝕傾向，所以要求鍛后快冷。 尤其在奧氏體敏化溫度范圍 （480~815℃），在此區(qū)間不得停留，必須快冷。 奧氏體不銹鋼鍛后空冷、坑冷、砂冷均可。
5. 變形后續(xù)工序
（1） 為使鍛造和空冷過程中析出的碳化物重新溶入奧氏體，得到均勻單一的常溫奧氏體 組織，減輕晶間腐蝕敏感性，因此鍛后應(yīng)進(jìn)行固溶處理，即在1020~1050℃加熱保溫，然后水冷。為防止晶粒長(zhǎng)大，加熱溫度不宜過高，保溫時(shí)間不宜過長(zhǎng)。
（2） 含Ti、Nb的奧氏體鋼，固溶后再進(jìn)行穩(wěn)定化處理。即將鋼加熱到850~880℃保溫空 冷，此時(shí)Cr23C6溶解，TiC不完全溶解，且在冷卻過程中充分析出，從而降低Cr23C6的含量，降低晶間腐蝕傾向。
（3） 對(duì)經(jīng)冷加工和焊接后的鍛件，為消除殘余應(yīng)力，要進(jìn)行去應(yīng)力退火。 ? 不含Ti、Nb的奧氏體不銹鋼：加熱溫度不超過450℃，以防止Cr23C6析出； ? 對(duì)超低碳和含Ti、Nb的奧氏體不銹鋼：加熱溫度不低于850℃，然后緩冷，消除 應(yīng)力，可減輕晶間腐蝕傾向，并提高抗應(yīng)力腐蝕能力。
（4） 奧氏體不銹鋼還往往經(jīng)冷變形后使用，只要按“固溶處理-冷變形-敏化處理”工序 進(jìn)行，就可獲得優(yōu)異的抗應(yīng)力腐蝕和抗晶間腐蝕性能。
（5） 為消除表面氧化皮和缺陷，采用先酸洗再噴砂或滾筒拋光在酸洗。
馬氏體不銹鋼的鍛造
1、馬氏體不銹鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%~0.4%(其中9Cr18為0.9%)，鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%~18%，如1Cr13，2Cr13，3Cr13，4Cr13等。 此類鋼高溫時(shí)為奧氏體組織，冷卻到室溫為馬氏體組織，可通過熱處理強(qiáng)化，提高力學(xué)性能。 馬氏體不銹鋼淬火后的強(qiáng)度、硬度隨含碳量增加而提高，但耐蝕性及塑、韌性隨之降低，其耐蝕性不如奧氏體不銹鋼。但因該類鋼具有很高的熱強(qiáng)性和較好的耐蝕性，特別適合550~600℃以下及濕熱條件工作的承力件。
2. 鍛造溫度選擇及加熱要求
（1） 鍛造溫度選擇 馬氏體不銹鋼加熱溫度不宜太高，過高組織會(huì)出現(xiàn)δ鐵素體，使鋼的塑性下降，且易在兩相界面產(chǎn)生裂紋。因此馬氏體不銹鋼的始鍛溫度一般為1100~1150℃。 終端溫度不宜太低，若溫度過低，鋼的塑性下降較大，易產(chǎn)生鍛造裂紋。因此終鍛溫度因含碳量而異，高碳的取925℃，低碳的取850℃，均應(yīng)高于鋼的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度。
（2） 加熱要求： 馬氏體不銹鋼的導(dǎo)熱性差，為防止坯料開裂，在實(shí)際生產(chǎn)中，坯料的入爐溫度應(yīng)低于400℃。同時(shí)，850℃前應(yīng)緩慢加熱，之后才能快速加熱到始鍛溫度。 鍛件在高溫區(qū)停留時(shí)間不宜過長(zhǎng)，否則易造成嚴(yán)重過氧化、元素貧化和晶粒粗化，具體可按鍛壓手冊(cè)P217表2-3-15選擇，一般不少于10~20min。
3 、馬氏體不銹鋼鍛造要點(diǎn)
（1） 馬氏體不銹鋼高溫組織為單相奧氏體，鍛造沒有特殊困難，但在900~950℃范圍內(nèi) 要避免重?fù)簦苑榔屏选?
（2） 鍛造比一般取2~3；終鍛變形量應(yīng)大于12%~20%
（3） 終鍛變形程度不易過小。若加熱溫度高、終鍛變形程度小時(shí)，可能由于組織遺傳引 起低倍粗晶。
（4） 馬氏體不銹鋼對(duì)表面裂紋敏感，若表面有劃傷，鍛前應(yīng)車去。
4、鍛后冷卻 馬氏體不銹鋼對(duì)冷卻速度特別敏感，空冷即可獲得馬氏體組織，使鍛件內(nèi)存在很大熱應(yīng)力、組織應(yīng)力和殘余應(yīng)力，易導(dǎo)致表面裂紋。所以馬氏體鋼鍛后應(yīng)緩冷方式。 一般是將鍛件放在200℃左右的爐中或石棉保溫箱中冷卻，或是轉(zhuǎn)入600℃爐中保溫并隨爐冷卻。
5. 變形后續(xù)工序
（1） 冷卻后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行軟化退火處理（680℃~780℃保溫2~4h），以消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬 度，便于機(jī)械加工。
（2） 馬氏體不銹鋼使用前需經(jīng)淬火（980℃~1050℃）+回火處理，因各類零件對(duì)性能的要 求不同，回火加熱溫度不完全相同。1Cr13、2Cr13鋼需在高溫（660~790℃）回火后使用；3Cr13、4Cr13及9Cr18鋼需低溫（200~300℃）回火后使用。
（3） 為防止產(chǎn)生龜裂（應(yīng)力腐蝕裂紋），鍛件酸洗必須安排在回火處理之后。
