304薄板加工硬化及退火软化研究
304L不锈钢经大应变冷轧和温轧处理后的退火表现
外文翻译《304L不锈钢经大应变冷轧和温轧处理后的退火表现》摘要将304L型奥氏体不锈钢在环境温度和573K下进行平板轧制以达到完全的三相应变,然后在873K,973K和1073 K的温度下退火。
退火过程中的结构变化与奥氏体逆转(冷轧样品),再结晶和晶粒生长有关,这取决于退火温度。
冷轧和冷轧样品在经过973K / 1073K退火后,得到的晶粒生长指数为4和5,而晶粒粗化非常缓慢却发生在873K下。
奥氏体区退火过程中的组织相变特征为:冷/热轧组织的逐渐细化,尽管主要的结构组织成分如黄铜,{110} <112>和硫,{123} <634>仍保留在退火样品中,与微观组织演化的退火机制无关。
退火期间的晶粒粗化的同时也伴随着晶粒的逐渐软化。
通过冷/暖轧加工退火后的超细晶粒钢的屈服强度可以通过霍尔-彼特的类型关系表示,σ0= 160MPa,ky = 470MPa m0.5。
关键词:奥氏体不锈钢;热机械加工;电子显微镜;相变;再结晶;组织1.简介铬镍奥氏体不锈钢是从厨房用具到宇宙飞船零件的各种工程应用中使用最广泛的结构材料之一。
奥氏体不锈钢经常以冷轧半成品的形式生产。
在冷轧的众多优点中,有一点需要特别强调,那就是关于具有低堆垛层错能(SFE)的面心立(fcc)奥氏体不锈钢,即强化。
此时屈服强度可以提高到2000MPa以上。
然而在另一方面,大变形冷加工也会导致塑性的急剧下降。
在经过相当大的轧制变形之后,拉伸试验中的总伸长率可能降低到几个百分点。
这个缺点限制了冷轧奥氏体不锈钢作为半成品的深加工,例如多种冲压成形工序。
此外,奥氏体不锈钢通常在冷加工过程中的应变诱发的马氏体相变,会使钢的物理性能发生变化,这对它在某些方面的应用可能是非常有害的。
在冷加工的奥氏体不锈钢中回收塑性和奥氏体组织的常用方法是在高于奥氏体反转的温度下进行退火处理。
冷轧和热处理的适当组合可以产生很好的机械性能,包括高强度和足够的延展性。
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究一、研究背景304奥氏体不锈钢是一种具有良好的耐腐蚀性和加工性能的不锈钢材料,被广泛应用于化工、食品加工、建筑等领域。
而其热处理工艺对于其性能的提升至关重要。
本次实验旨在探究304奥氏体不锈钢的热处理工艺,以期为工程实践提供参考。
二、实验目的1. 确定304奥氏体不锈钢的适宜热处理工艺参数;2. 研究不同热处理工艺对304奥氏体不锈钢组织和性能的影响;3. 探讨热处理工艺对304奥氏体不锈钢耐蚀性、机械性能的影响。
三、实验步骤1. 样品的制备:采用拉伸、切割等方法制备304奥氏体不锈钢试样;2. 预处理:对试样进行表面处理,保证试样表面清洁;3. 热处理工艺参数的确定:确定热处理的温度、时间等参数;4. 热处理实验:按照确定的参数进行热处理实验;5. 试验数据的采集和分析:对热处理后的试样进行组织和性能测试,并对实验数据进行统计和分析;6. 结果的总结和分析:总结实验结果并得出结论。
四、实验结果经过一系列的实验操作和数据分析,得到如下实验结果:1. 确定了304奥氏体不锈钢的适宜热处理工艺参数:XX℃下保温XX小时;2. 研究发现,不同热处理工艺对304奥氏体不锈钢的组织和性能有显著影响:在XX条件下,试样的XX性能得到了提升;3. 探讨了热处理工艺对304奥氏体不锈钢耐蚀性、机械性能的影响:在XX条件下,试样的XX性能最优。
五、实验总结304奥氏体不锈钢的热处理工艺实验为我们提供了重要的实验数据和结论。
通过该实验,我们不仅确定了适宜的热处理工艺参数,还深入了解了不同工艺条件下材料性能的变化。
这对于我们在工程实践中选择合适的材料和工艺具有重要的指导意义。
六、个人观点与理解经过本次实验的研究,我对304奥氏体不锈钢的热处理工艺有了更深入的了解。
热处理工艺对材料性能的影响是一个复杂而又重要的问题,需要深入的研究和探讨。
在未来的工程实践中,我会更加注重材料的热处理工艺,以确保材料具有更好的性能和可靠性。
退火工艺对304冷轧带钢组织性能的影响
退火工艺对304冷轧带钢组织性能的影响304奥氏体不锈钢具有优良的耐蚀性、耐热性和良好的机械加工性能,广泛应用于石油、化工、电力以及原子能等工业。
但304奥氏体不锈钢是一种低层错能的材料,在生产加工过程中容易产生加工硬化,使强度增加,塑性降低,成形性能变差。
因此,在冷轧后需要进行退火处理,304奥氏体不锈钢退火处理不仅使其具有较好的强度、恢复塑性、防止晶间腐蚀,而且可以消除因压力加工引起的应力。
在生产SUS304奥氏体不锈钢时,经冷轧退火后对其力学性能中的伸长率不够满意。
为此,对此种钢采用相同的冷轧压下率、不同退火工艺处理,通过对其组织性能进行分析,对退火工艺进行了优化。
实验材料为工业生产,经冶炼、铸造,多道次热轧成厚2.74mm,然后经过热退火酸洗、冷轧成厚1.688mm的SUS304不锈钢薄带,冷轧总压下率为38.4%。
具体的生产工艺流程为:铁水预处理→转炉冶炼→精炼处理→连铸→推进式加热炉→热轧→控冷→卷曲→(冷轧)开卷→热退火酸洗→冷轧。
材料的化学成分(质量分数,%)为:0.041C,0.4Si,1.19Mn,0.029P,0.005S,18.11Cr,8.01Ni。
将冷轧后SUS304不锈钢材料在SRJX-4-9型电阻炉中按不同退火工艺制度进行退火;将热处理后的材料制成标准的单轴拉伸试样,在AG-10TA万能拉伸机上以15mm/min的速度进行拉伸。
冷轧SUS304不锈钢薄板在退火过程中,退火温度和保温时间的轻微变化影响了带钢的退火软化效果,对其显微组织产生重要的影响,导致其具有不同的力学性能。
冷轧SUS304不锈钢薄板在1050℃退火时,屈服强度和抗拉强度随保温时间的延长呈升高趋势,但退火温度高于1050℃时,屈服强度和抗拉强度随保温时间的延长呈下降趋势;在相同的保温时间下,屈服强度和抗拉强度随温度的上升呈下降趋势;但伸长率变化却不相同,在1050℃时,随保温时间延长而升高;在其他退火工艺中,随保温时间延长,伸长率先升后降。
SUS304加工硬化及退火软化
SUS304不锈钢薄板加工硬化及退火软化SUS304是一种18-8系的奥氏体不锈钢,通常用作冲压垫圈类紧固件。
由于其冲压在各部分材料的形变程度各不相同,大约在15%~40%之间,因此材料的加工硬化程度也有差异。
SUS304不锈钢薄板冷加工以后,微观上滑移面及晶界上将产生大量位错,致使点阵产生畸变。
畸变量越大时,位错密度越高,内应力及点阵畸变越严重,使金属变形抗力和强度、硬度等随变形程度而增加,塑性指标伸长率、断面收缩率降低。
当加工硬化达一定程度时,如继续形变,便有开裂或脆断的危险,成形后其残余应力极易引起工件自爆破裂。
在环境气氛作用下,放置一段时间后,工件会自动产生晶间开裂(通常称为“季裂”)。
故在SUS304不锈钢冲压成形过程中,一般都必须进行工序间的软化退火,即中间退火,以消除残余应力,降低硬度,恢复材料塑性,以便能进行下一道加工。
试验材料及分析试验材料:SUS304,厚度0.7±0.05mm,其化学成分(质量分数:W%)≤0.08%C、≤1.00%Si、≤2.00%Mn、≤0.04%P、≤0.030%S、8.00%~10.50%Ni、18%~20%Cr。
表1 不同预形变量对 SUS304 不锈钢力学性能的影响预形变量/%屈服强度Re/MPa 抗拉强度Rm/MPa 伸长率A/%屈强比Re/Rm硬度HVO.20 270 705 63 38.3 17515 585 855 44 68.5 26520 630 860 40 73.3 28025 760 920 39 82.6 30040 980 1025 22 95.6 335由表1可知,随着预形变量的增加, SUS304 不锈钢的屈服强度和抗拉强度增明显提高,硬度值增加,耐塑性下降,产生了明显的加工硬化现象。
同时,也可以清楚看出,随着预形变量的增加,试样的屈强比也随之增加,这说明试样的可成形性也会随着冷变形量的增加而降低。
退火软化工艺经加工硬化的SUS304不锈钢可采用高温和低温退火两种方式来恢复塑性,降低硬化程度,并消除或减少残余应力,为了不使材料产生敏化,退火时应避开500℃~850℃的敏化温度范围。
304不锈钢 锻造硬度和退火硬度
304不锈钢锻造硬度和退火硬度
304不锈钢锻造后的硬度会因材料的原始硬度而异。
一般来说,硬度在HB200左右的304不锈钢可以进行锻造。
锻后硬度会升高,但具体数值还取决于材料的热处理和锻造工艺。
对于304不锈钢的退火硬度,通常需要在专门的热处理设施中进行。
退火硬度会根据304不锈钢的硬度初始值和退火温度而变化。
一般来说,304不锈钢在较低的温度下进行退火处理,以保持其韧性和耐久性。
如果您需要有关304不锈钢锻造或退火的具体信息,建议咨询专业的
金属热处理工程师或联系您的材料供应商。
加工硬化对304不锈钢应力腐蚀裂纹裂尖力学性能的影响
0摇 引言
应力腐蚀开裂( SCC) 是结构材料在应力和腐蚀环境共 同作用下产生裂纹进而失效的一种行为,同时也是奥氏体钢 的主要失效形式之一[1鄄2] ,它的存在将严重威胁压力管道设 备的安全运行及服役寿命。
Effect of Work Hardening on Mechanical Properties of Stress Corrosion Crack Tip
of 304 Stainless Steel
ZHANG Jianlong1,2 , XUE He1, , CUI Yinghao1 , CHEN Hao1
在核电管道的安装及装配过程中,均存在不同程度的冷 加工现象[3] 。 其中压力管道弯头制造时利用冷弯成型技术 对管道进行冷加工,管道壁厚方向不同厚度截面处会产生不 同程度的冷弯变形。 冷加工的存在会造成金属的变形抗力 较高,且变形抗力随着所承受变形程度的增加而持续上升。 金属的塑性则随着变形程度的增加而逐渐下降,表现出明显 的硬化现象[4] 。 相关研究表明冷加工现象也会对焊接接头 裂尖区域的力学场造成很大影响[5鄄6] ,同时冷加工应变诱发 组织相变,使材料的强度提高,塑性降低,大大增加了构件产 生裂纹的可能性[7鄄8] 。
的 304 不锈钢进行不同预冷加工变形下的力学研究,结果表 明冷加工会导致材料屈服强度提高且更易于发生应力腐蚀 开裂。 Arioka[13] 研究了高温水环境下 304 和 316 敏化冷加工 不锈钢的应力腐蚀开裂行为,结果表明应力腐蚀开裂速率随 着冷加工程度及应力强度的升高而增大。 Raquet[14] 研究发 现在轻水堆一回路水环境下奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂 与冷加工具有很强的依赖性,冷加工( 包括疲劳、表面喷丸 等) 强烈影响着应力腐蚀开裂的敏感性。
SUS304_2B不锈钢薄板退火工艺研究
SUS304_2B不锈钢薄板退火工艺研究首先,退火工艺是通过加热和冷却不锈钢薄板来改变其晶粒结构和力学性能。
具体而言,退火可以减少材料的硬度,提高其延展性和韧性。
在退火过程中,晶粒会长大,并且内部的残余应力也会被消除。
目前,通常采用两步退火工艺来处理不锈钢薄板。
第一步是加热至退火温度,通常为500~700摄氏度。
这个温度范围被认为是最适宜的,因为在这个温度下,晶界和晶内析出物的扩散速率达到平衡。
此外,加热时间也非常关键,过长的加热时间可能会导致晶粒长大过多,降低材料的力学性能。
在第一步退火完成后,需要快速冷却不锈钢薄板,以防止晶粒的再长大。
目前,通常采用水冷方法来实现快速冷却。
然而,需要注意的是,冷却速率不能太快,否则可能会导致不锈钢薄板的开裂。
退火工艺的最后一步是自然冷却至室温。
这样可以确保晶粒和材料的性能得到最佳的稳定。
对于SUS304_2B不锈钢薄板的退火工艺研究,我们建议在500~700摄氏度的温度范围内进行加热,并控制加热时间为30分钟。
在加热至退火温度后,采用水冷的方式进行快速冷却,冷却时间为2~3秒钟。
最后,自然冷却至室温,完成整个退火工艺。
根据以上退火工艺,可以有效改善SUS304_2B不锈钢薄板的性能,提高其延展性和韧性。
此外,还可以进一步研究不同退火温度和时间对材料性能的影响,以优化退火工艺的参数。
退火对304不锈钢拉伸坯料力学性能的影响
严慕容,陈美贞
(华南农业大学 工程技术学院,广东 广州 510642)
[摘 要] 研究了不同退火处理工艺对 304 不锈钢板材拉伸坯料的硬度、抗拉强度和延伸率等力学性能的
影响,为拉伸坯料获得较高的可加工性能提供了参考数据。
[关键词] 304 不锈钢;退火处理;力学性能
[中 图 分 类 号] TG156.2 [ 文 献 标 识 码] A [ 文 章 编 号] 1 0 0 3-188X(2002)04-0 1 5 1-03
18.00~ 20.0 8.00~10.50
在 200t 拉 伸 压 力 机 上 , 将 D =252mm 、 厚
S =0.7mm 的 304 不锈钢板材拉成 d =135mm 的圆筒
件。此时拉伸系数 m =135/252=0.536(满足试验要
求的 m =0.5~0.6)。沿拉伸圆筒的轴线,从圆筒侧
抗拉强 σ b (MPa)
原始进口材料
110
45.24
66.43
经拉伸变形后
280
11.91
95
由表 2 可见,材料在经过拉伸变形后,由于冷
作硬化的影响,其硬度、抗拉强度大大提高,延伸
率显著下降,可加工性变坏,必须进行退火处理。
2.2 试样的热处理
热处理设备采用节电型 SX-4-10 型箱式电阻
[3] 郑修麟.材料力学性能[M].西安:西北工业大学出版社,2000.3-39.
Effect of Heat Treatment on Mechanical Properties of 304 Stainless Steel
YAN Mu-rong, CHEN Mei-zheng
机械零件的材料退火与时效硬化技术
机械零件的材料退火与时效硬化技术随着科技的发展和工业的进步,机械零件在我们的日常生活中起着至关重要的作用。
然而,要确保机械零件的质量和性能,在制造过程中对材料进行合适的处理是非常重要的。
在众多的材料处理技术中,退火和时效硬化技术是两种常用而有效的方法,它们可以显著提高材料的强度和硬度。
一、退火技术退火技术是指通过加热和冷却的过程,使金属材料的组织结构发生变化,以达到改变其性能和性质的目的。
退火技术主要有两种类型:全退火和局部退火。
1. 全退火全退火是将整个金属材料加热到一定温度,然后在特定条件下保温一段时间,最后缓慢冷却。
通过全退火,可以使材料中的晶粒细化,消除应力和缺陷,提高材料的韧性和塑性。
全退火适用于各种金属材料,如铜、铝、钢等。
2. 局部退火局部退火是指只对材料的某一部分进行退火处理。
通过局部退火,可以改善材料的硬度和强度,并且能够改善局部的塑性和韧性。
局部退火常使用在需要具有局部硬度或强度的机械零件上,如齿轮、轴承等。
退火是一项非常精细的工艺,需要控制温度、保温时间和冷却速率等因素。
不同的金属材料和零件需要根据其特性和要求来确定退火的工艺参数。
二、时效硬化技术时效硬化技术是指通过合理控制材料的温度和时间,在一定的条件下加热处理,使材料的硬度和强度显著提高。
时效硬化多用于铝合金和钛合金等金属材料的处理。
时效硬化主要包括两个步骤:固溶处理和时效处理。
1. 固溶处理固溶处理是将合金材料加热到特定温度,使溶解在基体中,形成一个固溶体。
这个过程主要是为了使合金材料中的固溶元素和基体材料均匀混合,提高材料的强度和韧性。
2. 时效处理时效处理是在固溶处理完成后,将材料继续加热到一定温度,并保持一段时间。
在时效处理的过程中,固溶体会产生析出相,形成一系列的颗粒,从而提高合金材料的硬度和强度。
时效硬化的关键在于控制合金材料的固溶处理温度、时效处理温度以及时效时间。
不同的合金材料有不同的时效曲线,需要根据具体情况来确定最佳的时效处理参数。
304不锈钢热处理工艺研究
尹 文艳
(兰州资源环境职业技术学 院 冶金工程 系 ,甘肃 兰州 730000)
摘 要 :借 助洛 氏硬度 计 和金 相显微 镜 分别研 究 了 304不锈 钢 中固溶处理 和敏 化 处 理 热
处理 工 艺。试 验表 明 30 4 奥 氏体 不锈钢 加 热至 1000℃后 并 保 温 30min,经 水 冷后 试 样 能
文献 标识 码 :A
30 4 奥 氏体不 锈 钢是一 种 用途较 为 广泛 的不锈 钢 ,它具有 良好的耐腐蚀性、耐热性 、机械性能等优 异特 性 ,被 广 泛应 用 在 实 际生 产 和 生 活 中。根 据 不 同 的生产 工艺 需求 ,奥 氏体不 锈 钢 的热 处 理 方 式 主 要包 括 消除应 力处Байду номын сангаас理 、固溶处 理 和敏 化 处 理 三 种 方 式 。但试 样 在热处 理 工艺 加热 和制备 过 程 中易产 生 滑移 、晶间腐蚀 、应 力 腐 蚀 和 扰 乱 金 属层 等现 象 ,影 响正 常 的金 相组 织 分 析 和 检 验 。因 此 ,需 要 对 奥 氏 体不 锈钢 的 固溶 处 理 、敏 化 处理 等 热 处 理 方 式 进 行 具体 研究 ,解 决热处 理 工艺 常见 问题 ,其 热处理 工 艺 研究对奥 氏体不锈钢热处理工艺奠定理论基础和生 产指导意义【卜 。
[7] 田 华.304不锈 钢渗铬 固溶 渗氮 复合 处理 工艺研 究 [J].热处 理技 术与装备 ,2006,27(4):29—32.
· 20 ·
兰 州 石 化 职 业 技 术 学 院 学 报
20l6阜
金属材料 与冶金工程 ,2013,41(2):39—41. [3] 史勤 益.304奥氏体不 锈钢 的热处 理工 艺研究 [J].科
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究
304奥氏体不锈钢热处理工艺实验研究304不锈钢是一种常用的不锈钢材料,具有良好的耐腐蚀性和高温强度,广泛应用于航空航天、能源、化工、食品加工等工业领域。
在工程应用中,为了获得良好的性能和组织结构,通常需要对不锈钢进行热处理。
热处理是指将材料加热至一定温度区间内,并在适当的条件下保温一段时间后,通过一系列冷却措施,使材料的结构和性能发生改变的工艺过程。
304不锈钢主要由奥氏体和铁素体组成,其中奥氏体是稳定的组织形态,具有良好的塑性和强度,而铁素体则是不稳定的组织形态,具有高硬度和脆性。
在研究中,通过对304不锈钢进行不同的热处理工艺,可以改变其组织结构和性能,从而获得满足工程应用要求的材料。
一种常用的热处理工艺是固溶处理。
固溶处理是将304不锈钢加热至800~1000℃的温度区间内,使奥氏体中的铁素体完全溶解,然后在冷却过程中迅速冷却,从而得到高强度和高塑性的奥氏体。
在固溶处理过程中,加热温度的选择是十分关键的。
过低的温度无法完全溶解铁素体,从而影响材料的性能;而过高的温度会导致奥氏体的粗化,降低材料的强度和耐腐蚀性。
此外,还可以进行还原退火处理。
还原退火是将304不锈钢加热至800~1000℃的温度区间内,使奥氏体中的过渡金属元素(如铬、镍)还原成金属氧化物,从而提高不锈钢的耐腐蚀性能。
在实验研究中,可以通过金相显微镜观察样品的显微组织形貌,通过硬度测试仪测试样品的硬度,以及通过拉伸试验仪测试样品的引伸力和断裂强度等参数,评估不同热处理工艺对304不锈钢性能的影响。
在研究中,发现固溶处理后的304不锈钢具有较高的塑性和强度,适用于强度要求较高的工程应用。
而还原退火处理后的304不锈钢具有良好的耐腐蚀性能,适用于耐腐蚀要求较高的工程应用。
总之,304不锈钢的热处理工艺对于获得满足不同工程应用要求的材料至关重要。
通过合理选择热处理工艺和优化工艺参数,可以改善304不锈钢的性能,并提高其在工程领域的应用价值。
304奥氏体不锈钢冷加工硬化的研究
304奥氏体不锈钢冷加工硬化的研究王斯琦(工程技术大学材料科学与工程学院123000)摘要:室温条件下采用简单拉伸实验研究了304奥氏体不锈钢薄板的加工硬化规律与机理,组织分析结果表明:在室温条件下冷加工,形变过程中发生的组织结构变化产生的强化效应引起加工硬化,在观察到的形变组织结构中,应变诱发α-马氏体、∑-马氏体和形变孪晶对流变应力有明显的影响,是304奥氏体不锈钢这种低层错能面心立方结构合金具有较强的加工硬化能力的根本原因。
关键词:冷加工工艺,加工硬化,304奥氏体不锈钢,马氏体0前言304奥氏体不锈钢薄板是常用的冲压材料,该材料在冷加工过程中或冷加工完成以后,因显著的加工硬化和很高的残余应力,冲压制品极易开裂,成为实际生产中普遍存在的技术难题。
从微观角度看,该合金变形时,滑移面及晶界上产生大量位错,致使点阵产生畸变。
脆性的碳化物等被破碎,并沿流变方向分布。
形变量越大时,位错密度越高,应力及点阵畸变越严重,使金属变形抗力和硬度随变形而增加,塑性指标降低,产生明显的加工硬化现象。
当加工硬化达一定程度时,如继续形变,便有开裂或脆断的危险,其残余应力极易引起冲压制品自爆破裂,在环境气氛中,放置一段时间后,合金还会自动产生晶界开裂(通常称为“季裂”)。
加工硬化是研究金属力学性能的重要课题之一。
通过研究304奥氏体不锈钢薄板在外应力作用下的形变过程及机理,了解各种外因素对形变的影响,不仅对制定塑性加工工艺、分析和控制加工件的质量是十分必要的,而且对了解该材料的力学性能、合理使用该材料、提高其性能、挖掘其应用潜力等都具有重要意义。
在实际生产中,不管是消除残余应力还是使材料软化,对于不锈钢多工序冲压必须进行工序间的软化退火(即中间退火),以消除应力、降低硬度、恢复塑工。
因此,研究304奥氏体不锈钢薄板的加工硬化性,方能进行下一道加]21[及退火软化不仅具有明显的实际意义,而且具有十分重要的理论意义。
1304奥氏体不锈钢材料奥氏体不锈钢根据奥氏体的稳定性可分为两类,即稳态和亚稳态奥氏体不锈钢。
304奥氏体不锈钢冷加工硬化及退火软化的研究
304奥氏体不锈钢冷加工硬化及退火软化的研究一、本文概述本文旨在深入研究304奥氏体不锈钢的冷加工硬化现象以及退火软化过程。
作为一种广泛应用的不锈钢材料,304奥氏体不锈钢因其良好的耐腐蚀性和成型性而备受青睐。
在实际生产过程中,冷加工过程往往会导致材料的硬化,影响产品的性能和使用寿命。
理解并掌握304奥氏体不锈钢的冷加工硬化规律及其退火软化机制,对于优化生产工艺、提高产品质量具有重要的理论和实践意义。
本文将首先介绍304奥氏体不锈钢的基本性能和冷加工硬化的基本原理。
随后,通过实验手段,探究不同冷加工条件下304奥氏体不锈钢的硬化程度,并分析硬化机制。
接着,研究退火处理对冷加工硬化后的304奥氏体不锈钢的软化效果,探讨退火温度、时间等参数对材料性能的影响。
结合实验结果和理论分析,提出优化304奥氏体不锈钢冷加工和退火处理工艺的建议,为实际生产提供指导。
本文的研究不仅有助于深入理解304奥氏体不锈钢的冷加工硬化和退火软化行为,也为其他类似材料的研究提供借鉴和参考。
同时,本文的研究成果将为提高304奥氏体不锈钢产品的质量和性能提供理论支持和实践指导,促进相关行业的可持续发展。
二、304奥氏体不锈钢的基本性质304奥氏体不锈钢是一种重要的不锈钢类型,因其优良的耐腐蚀性和加工性能而被广泛应用于各种工业领域。
其化学成分主要包括铁、铬、镍等元素,其中铬的含量至少为18,镍的含量至少为8,这使得304不锈钢具有优异的抗氧化和耐腐蚀性能,尤其是在温和至中等腐蚀环境下。
在微观结构上,304奥氏体不锈钢属于面心立方晶体结构,这使得它在常温下具有良好的塑性和韧性,易于进行各种冷加工操作。
当304不锈钢受到冷加工变形时,如轧制、拉伸等,其内部晶体会发生滑移和扭曲,导致晶体结构的改变和位错密度的增加,从而产生冷加工硬化现象。
这种硬化现象会显著提高材料的强度和硬度,但同时也会降低其塑性和韧性,影响材料的后续加工和使用性能。
为了消除冷加工硬化带来的不利影响,通常需要对304不锈钢进行退火处理。
退火工艺对304冷轧带钢组织性能的影响_飞尚才
2011 年 7 月
退火工艺对 304 冷轧带钢组织性能的影响
飞尚才 , 朱 亮 , 蒋晓霞
(兰州理工大学 甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室 , 甘肃 兰州 730050)
摘 要 : 对 SUS304 冷 轧 带 钢 经 不 同 工 艺 退 火 后 的 组 织 性 能 进 行 了 分 析 。 结 果 表 明 : 退 火 温 度 高 于 1050 ℃ 时
SUS304 不锈钢薄板的屈服强度和抗拉强度随退火温度的升高和保温时间的延长呈下降趋势 , 伸长率呈先升后降的趋
势 ; SUS304 经高温 (1050~1160℃) 短时间 (50~180 s) 退火 , 能得到较好 的 软 化 效 果 , 退 火 工 艺 为 1050 ℃× 180 s 时 , 组 织中的碳化物完全溶入基体中 , 且均匀弥散在晶粒内部 , 晶粒大小较均匀 , 力学性能达到最佳 。 关键词 :SUS304 ; 退火工艺 ; 组织性能 ; 再结晶 中图分类号 :TG156.2 文献标识码 :A 文章编号 :1001-3814(2011)14-0136-03
2.2 退火工艺对组织的影响
由于冷轧 SUS304 不锈钢在塑性变形过程中位 错不易产生攀移和交滑移 , 位错的可动性降低 ; 同时 晶界上的碳化物在金属塑性变形过程中能钉扎位 错 , 使位错的活动性明显减小 , 产生位错塞积 , 使材 料的强度 、 硬度提高 , 塑性下降 , 产生明显加工硬 化 ; 此外 , 由于相界 、 晶界 、 孪晶界的脆性碳化物 、 非 金属夹杂物等割断了基体金属的连续性 , 也使材料 的塑性下降 [3]。 为了恢复塑性 、 降低硬度 , 消除加工 过程中残余应力 。 因此对冷轧 SUS304 进行退火处 理 , 使其软化 。 不同退火工艺后的 SUS304 不锈钢薄 板的显微组织如图 1 所示 。 由图 1 可知 , 不同退火工艺处理后 , 试样中显微 组织都为单一的奥氏体 , 但经 1050 ℃× 120 s 退火时 晶界处碳化物还没有完全溶入基体 ; 在此温度下保
切削304不锈钢管芯零件加工硬化控制概要
粗切不锈钢1Cr13轴, ap=0.35mm, f=0.1m/r, Vc=19m/min, 加工硬化程度 N=1.8, 任务: 请分析原因, 提出形区
3.1 .1 切削变形特点和切屑的形成
切削变形区 第一变形区:形成切屑 第二变形区:形成滞流层 第三变形区:产生加工硬化
H1:已加工表面显微硬度; H:金属材料基体显微硬度 硬化层深度HD
生产中减轻加工硬化程度的措施
提高刀具刃磨质量,减小刃圆弧半径; 增大前角,减小切削变形; 增大后角,减少摩擦; 提高切削速度υ,使表层来不及硬化; 不采用很小的进给量f,以减小挤压作用。 减小背吃刀量,从而减小切削力,减轻硬化程 度。 合理选用切削液 ,减小摩擦。
加工硬化
加工硬化概念: 后面与已加工表面挤压、摩擦导致 晶粒扭曲、拉长、破碎,产生严重的塑 性变形,而使表面层硬度提高的现象。
1. 2. 3.
加工硬化的影响 在表面上会出现残余应力与细微裂纹; 影响了材料的疲劳强度和加工质量; 硬度增大,加速刀具磨损。
衡量加工硬化程度的指标
加工硬化程度N N=[(H1-H)/H]100%
304不锈钢热处理方法
304不锈钢热处理方法304不锈钢热处理方法去应力退火的加热温度低于相变温度A1,因此,在整个热处理过程中不发生组织转变。
内应力主要是通过工件在保温和缓冷过程中消除的。
为了使工件内应力消除得更彻底,在加热时应控制加热温度。
一般是低温进炉,然后以100℃/h左右得加热速度加热到规定温度。
焊接件得加热温度应略高于600℃。
保温时间视情况而定,通常为2~4h。
铸件去应力退火的保温时间取上限,冷却速度控制在(20~50)℃/h,冷至300℃以下才能出炉空冷。
去应力退火去应力退火是为了消除由于塑性形变加工、焊接等而造成的以及铸件记忆体在的残余应力而进行的退火工艺。
锻造、铸造、焊接以及切削加工后的工件内部存在内应力,如不及时消除,将使工件在加工和使用过程中发生变形,影响工件精度。
采用去应力退火消除加工过程中产生的内应力十分重要。
304不锈钢热处理HRC能有多高不能通过热处理提高奥氏体不锈钢的硬度,包括304不锈钢,因为奥氏体不锈钢不具备生成淬火马氏体的条件,而且也没有弥散分布的碳化物。
提高奥氏体不锈钢的方式一般只能是加工硬化,如果进行表面硬化处理,可以通过低温离子渗氮处理,304不锈钢中的Cr和N有较好的亲和力,可以在氮化过程中生成弥散分布的氮化物起到硬化作用。
青岛丰东可以达到韦氏硬度1000HV,但基体硬度不会那么高,同时能保持不锈钢的耐腐蚀。
不锈钢热处理不锈钢分为奥氏体不锈钢,马氏体不锈钢,铁素体不锈钢。
奥氏体不锈钢是冷作加工硬度弹性增加的,如果是这类就不需要热处理马氏体不锈钢是可以通过调质处理达到高强度高弹性。
铁素体不锈钢也是冷作加工硬度增加,但是防锈能力差。
楼主估计选用的是奥氏体不锈钢,就不需要热处理了,做弹片的话,如果是变形元件可以回火处理降低硬度。
飞凡紧固系统对于铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢来说,由于含碳量低,只能是固熔处理。
对于马氏体不锈钢来说,由于含碳量高,可以进行淬火热处理。
304不锈钢可以热处理吗?定货前应该要求做固溶处理,不处理防腐效能欠佳。
SUS304-2B不锈钢薄板退火工艺研究
!"!#$%&’(不锈钢薄板退火工艺研究韩飞)林高用)彭小敏)余均武)彭大暑*中南大学材料科学与工程学院)湖南长沙+,--./0摘要1采用单向拉伸实验研究了232/-+456不锈钢薄板的加工硬化规律7采用退火实验研究了该合金硬化后的退火软化规律和机理)确定了其最佳的退火工艺参数8实验表明)冷加工后该合金强度明显增加)塑性降低7并且随着形变量的增加)组织中形变孪晶数目增多)加工硬化的程度增加7对不同加工硬化程度的试样)在低温*,--9+:-;0下退火/<=>?*空冷0后再拉伸)其力学性能基本不变)退火软化效果不明显7在高温*:--9,-<-;0下退火/9,-=>?*快冷0)该合金组织发生完全再结晶)且晶粒大小较均匀)退火软化效果明显8由此确定)232/-+456不锈钢最佳退火工艺为1在,-5-9,,<-;下退火/=>?*快冷08关键词1奥氏体不锈钢7加工硬化7退火软化7再结晶7快冷中图分类号1@A ,+5B C ,7@A ,,/B 5<文献标识码1D文章编号1,--,4/.,+*5--+0-+4--5<4-/!E F G H I JK J J L M N O J PQ R I S L T T O J PI U !"!#$%&’(K F T E L J O E O S !E M O J N L T T !E L L NV W XY Z [)\]X^_‘4a ‘b c )d e X ^f [_‘4g [b )h ij k b 4l k )d e X ^m _4n o k*p q r s s t s uvw x y z {w t p q {y |q y w |}~|!{|y y z {|!)"y |x z w t p s #x r $|{%y z &{x ’)"r w |!&r w +,--./)"r {|w0K (T E R M S E 1@)*+,-.)/-0*?>?12*)/3>,-,4232/-+456/567*?>7>867/>?9*6667**9+/66750>*02:7*?6>9*7*67>?1)/?07)*9/+/?0=*8)/?>86,47)*6,47*?>?1+/6>?3*67>1/7*02:/??*/9>?17*67>?1B 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08所以232/-+456不锈钢在冲压成形过程中)一般都必须进行工序间的软化退火*即中间退火0)以降低硬度)恢复塑性)以便能进行下一道加工8232/-+456不锈钢通常用做冲压板材)其冲压件上各部分材料的变形程度各不相同)大致在,<I 9+-I 之间)因此各部分材料的硬化程度也不一样8为了选择其最佳的中间退火工艺)必须对其加工硬化和退火软化的规律和机理进行深入的研究8本文通过单向拉伸对232/-+456不锈钢施加不同的室温预变形)以研究其加工硬化规律7再对具有不同硬化程度的232/-+456不锈钢材料进行退火处理)研究其软化规律与机理)为实际生产工艺的制定提供依据8,试验J B J 试验材料及样品制备实验材料为日本进口的奥氏体不锈钢232/-+456薄板*厚度为-B .==0)其化学成分*质量分数)I 0为1K L -B -.)2>L ,B --)M ?L 5B --)N L -B -+-)2L -B -/-).B --9,-B <-O >),.B --95-B --K -8采用线切割加工成如图,所示的标准拉伸试样8图,232/-+456钢薄板标准拉伸试样J B ’实验过程在P Q 4<---D 型机械式拉力试验机上将试样拉伸R’S 热加工工艺T ’$$%年第%期工艺技术F收稿日期15--/4-:45:基金项目1中南大学材料科学与工程学院创新实验室资助*-54-,0作者简介1韩飞*,:C C 40)男)陕西兴平人)硕士研究生8万方数据至不同预变形量!"#$%&#$%’($)后卸载*然后经过不同热处理制度!低温%高温)退火后*分别取样+用,-./"(-型低负荷维氏硬度计进行硬度测试!加载’01*时间&(2)+用344/’’"((电子万能试验机进行拉伸试验*将试样拉至断裂*比较其力学性能!伸长率5%屈服强度6(7&%抗拉强度68)+用9:;<.-=>?@A A 型金相显微镜观察显微组织B&实验结果与分析C 7DEF EGHIJ CK 不锈钢的加工硬化分析对试样施加了不同的拉伸预变形量后*重新标定标距*对试样重新进行拉伸试验*结果如表"所示B 可知*随着预变形量的增加*其6(7&%68均明显提高*硬度值增加*而塑性下降*产生了明显的加工硬化现象B 同时也可清楚看出L 随着变形量的增加*试样的屈强比也随之增加*这说明试样的可成形性也会随着冷变形量的增加而降低B表D 不同预变形量对E F E G H I J C K 钢力学性能的影响预变形量!$)6(7&M >9N 68M >9N 5!$)!6(7&M 68)O"((,.’(&P Q 7R Q P S (#7&&#P R R T 7&"S P 7S &("##T #7T R R T #P 7S P (’’P T 7’&P #7"’#&(P R R 7"(R T #T 7#R (’(S R 7S &T (7R S T &#S P (7R (’Q "Q 7(R (R Q T &7S R ((7R ’&’(Q T "7’R ’"(&&7Q #(&&T Q 7QR R ’7((S经不同变形量后的金相组织如图&所示B 变形前的组织为单相奥氏体*基本上为均匀细小的等轴晶*部分为退火孪晶B 随着形变量的增加*晶粒的变形程度%图&4U 4R (’/&V 钢在不同形变量下的金相组织!N /原始组织+W /形变量"#$+X /形变量&#$+Y/形变量’($)O&((组织缺陷也随着增加B 而在低应变条件下*组织中没有出现金相上明显可见的形变迹象+随着形变量增大*晶粒沿流动方向被拉长*形变孪晶数量增加B 4U 4R (’/&V 钢是一种低层错能材料*在塑性变形过程中位错不易产生攀移和交滑移*位错的可动性降低+同时晶界上的碳化物在金属塑性变形过程中能钉扎位错*使位错的活动性明显减小*产生位错塞积*使材料的强度%硬度提高*塑性下降*产生明显加工硬化B 此外由于相界%晶界%孪晶界的脆性碳化物%非金属夹杂物等割断了基体金属的连续性*也使材料的塑性下降Z "[BC 7C E F E G H I J C K 不锈钢退火软化分析经加工硬化的4U 4R (’/&V 不锈钢可采用高温和低温两种退火方式来恢复塑性*降低硬化程度*并消除或减少残余应力B 为了不使材料产生敏化*退火时应避开#((\T #(]的敏化温度范围B不同退火工艺对具有各种预形变量的4U 4R (’/&V 钢试样的力学性能的影响见表&B 可看出*低温退火对其6(7&的影响较小*在’((]以下退火后6(7&几乎没变*而高温退火影响较大*预形变量为"#$的试样在"(#(]下退火后6(7&迅速下降到&#S >9N +试样的68几乎随退火温度升高呈线性下降*但变化的幅度比6(7&小得多B 同时可知L 试样的维氏硬度随退火温度的升高而下降*并且在低温退火处理后*硬度变化不大B 而随表C 各种预形变量的试样经不同工艺退火后的力学性能预形变量!$)退火工艺6(7&M >9N 68M >9N 5!$),.’"#室温#T #7T T #P 7S ’’&P #7"R R (]OR #^_‘#Q ’7R T "S 7Q #"&P S 7(’Q (]OR #^_‘#S "7’S Q R 7S #&&P P 7(Q ((]O"(^_‘&’Q 7P S R "7’P T "S P 7Q "(#(]OR ^_‘&#S 7Q P Q R 7"S R "P Q 7P &#室温S P (7R Q "Q 7(R Q R ((7R Q ((]O"(^_‘#Q ’7R T "S 7Q #"&P S 7(Q #(]OT ^_‘&’(7(S &’7&S ""P "7R "(#(]O"^_‘&#Q 7&S &(7’S R "T &7’"(#(]OR ^_‘&&R 7Q P S "7S T ("P ’7S "(#(]OR ^_‘!缓冷)&’"7#S &’7R P T "P R 7""(#(]O#^_‘&R "7"S (’7&T ("P P 7R ’(室温Q T "7’"((&7Q &&R R ’7("((]OR #^_‘Q #(7P Q T ’7Q &"R ’’7Q &((]OR #^_‘Q #’7’Q T (7#&P R ’#7T R ((]OR #^_‘Q T #7("("&7P "’R #"7R ’((]OR #^_‘"((S 7’"("R 7#"#R "Q 7R Q ((]O"(^_‘&Q (7T T (R 7"P P "T S 7R "(#(]O#^_‘&R #7’P S R 7’S P "P Q 7’着退火温度升高试样的5明显提高*特别是高温退火状态下5最为明显*达到了完全软化状态B 在"(#(]下退火!保温时间R ^_‘*快冷)5%,.达到最佳组合+在该温度下保温#^_‘退火的软化效果基本不变+在"(#(]退火!保温时间R ^_‘)后随炉缓慢冷却*试样的硬度与快冷条件下的基本相同*但5降低比较明显*aC b c d e f g h g i j k l m nl o p q r st u v w r l x l s y CH H I z l 7I 万方数据这是由于在冷却过程中碳化物从晶界析出所致!预形变量为"#$的试样退火后的金相组织如图%所示!可见&在’()*低温退火&其组织没有太大变化&保留了冷加工组织状态&存在大量的变形孪晶+而在")#)*退火,水冷-&材料已完全再结晶&碳化物弥散均匀地分布在晶粒内&并且形成了退火孪晶!,.-’()*/%#012&空冷,3-")#)*/%012&水冷图%形变量为"#$的试样退火后的金相组织/4))预形变量为4#$的试样退火后的金相组织如图’所示!可看出&经())*/")012退火后水冷&由于退火温度较低&晶界处碳化物还没有完全溶入基体&见图’,.-+经")#)*/%012退火后水冷&材料发生完全再结晶&碳化物几乎完全固溶&且均匀弥散分布在晶粒内&晶粒大小较均匀&见图’,3-+经")#)*/#012退火后水冷&晶粒尺寸差别显著增大&少数晶粒异常长大&可能发生了二次再结晶&见图’,5-+经")#)*/% 012退火后随炉缓冷&溶入基体的碳化物在冷却过程中重新在晶界析出&见图’,6-+且缓冷过程中经过敏化温度区,#))78#)*-&在短时间内便发生敏化&碳化物,9:4%9;-沿晶界连续析出!这些区域在腐蚀环境下极易发生电化学腐蚀&促使<=<%)’>4?不锈钢晶粒间结合力严重丧失@4A!形变量为’)$的试样退火后的金相组织见图#!可见&试样经’))*/%#012退火后,空冷-&组织形貌变化不大&基体内仍存在大量的形变孪晶&见图#,.-+经")#)*/%012退火后,水冷-&材料已发生了完全再结晶&碳化物均匀弥散的分布在基体内&并且在晶粒长大过程中在晶界处形成了退火孪晶&见图#,3-!图’形变量为4#$的试样退火后的金相组织/4)),.>())*/")012&水冷+3>")#)*/%012&水冷+5>")#)*/#012&水冷+6>")#)*/%012&缓冷-,.-’))*/%#012&空冷,3-")#)*/%012&水冷图#形变量为’)$的试样退火后的金相组织/4))综上所述&具有不同硬化程度的<=<%)’>4?不锈钢板材&采用高温,")4)*7""#)*-短时,%012-快速冷却的退火工艺&通过使其发生完全再结晶&并抑制晶粒的长大&从而使金属中的位错密度降低&残余应力得到完全消除&材料塑性恢复&获得最佳的软化效果!’结论,"-<=<%)’>4?不锈钢板材经过一定量的冷变形后产生了明显的加工硬化现象&并且随着形变量的增加&组织中形变孪晶数目增多&加工硬化的程度增加!,4-经不同变形量的<=<%)’>4?不锈钢试样&在低温状态,"))7#))*-下退火&其B C D)E4C D F随退火温度的变化而基本不变&组织没有明显的变化&退火软化效果不明显+在高温,")4)7""#)*-下退火%012&然后快冷&组织发生完全再结晶&且晶粒大小较均匀&退火软化效果最为明显!参考文献G@"A H I J K LM&916N&O P1Q Q.R1N&S T U V E W J J R15.X1I2I Y6I P3R KR I I J K R K5X:I5Z K015.R J I X K2X1.R6[2.015:K.5X1\.X1I2X K]XX I.P]X K21X15 .266P J R K^]X.12R K]]]X K K R]@_A E N.X K:1.R]<51K25K.26‘2Q12K K:> 12Q&"((a&W44(,"-G"4%>"48E@4A陆世英&张廷凯&张长强&等E不锈钢@N A E北京G原子能出版社& "((#Ebcd热加工工艺e c f f g年第g期工艺技术万方数据SUS304-2B不锈钢薄板退火工艺研究作者:韩飞, 林高用, 彭小敏, 余均武, 彭大暑作者单位:中南大学,材料科学与工程学院,湖南,长沙,410083刊名:热加工工艺英文刊名:HOT WORKING TECHNOLOGY年,卷(期):2004(4)1.陆世英;张廷凯;张长强不锈钢 19952.Lopez N;Cid M;Puiggali M Application of double loop electrochemical potential dynamic reactivation test to austenitic and duplex stainless steels 1997(01)本文链接:/Periodical_rjggy200404011.aspx。
304不锈钢可以热处理加硬吗
304不锈钢可以热处理加硬吗304不锈钢,是美国的标准叫法。
SUS304则是日本的叫法。
也就是我国的0Cr18Ni9,常温下为奥氏体,淬火工艺无法实现硬化,可采用渗氮处理表面强硬化,但深度是很有限的。
304一类的奥氏体不锈钢,不能通过高温热处理提高硬度,一般采用固溶处理,提高耐蚀性与降低硬度。
奥氏体提高硬度有以下方法:一、QPQ处理,硬度高,但表面呈黑色,无本色,耐蚀性较好二、对于变形大的产品,可以采用时效处理,基本上在基体的基础上提高200(Hv)视变形程度而定三、形变硬化410一类的马氏体不锈钢:采用高温热处理可以提高硬度,也可采用退火工艺降低硬度17-4一类的沉淀硬化型不锈钢:先固溶,再时效可提高硬度316不锈钢可以热处理调质吗?要求抗拉强度大于800N/mm2。
不锈钢热处理知识淬火将金属或其制品加热到给定温度,并保温一定时间,然后快速冷却(常在水、油中冷却),称为淬火。
一般经淬火处理后硬度大大增加,但塑性降低。
回火将经过淬火的金属重新加热到给定温度,并保温一定时间后进行冷却的工艺叫回火。
其目的是消除淬火所产生的内应力,降低硬度和脆性,获得所需要的机械性能(高温回火也叫调质)。
正火将金属加热到一定的温度,并保温一定时间,然后在空气中冷却,这种工艺叫正火。
正火可以细化组织,消除内应力,改善机械性能和切削加工性能。
退火将金属加热到一定的温度,并保温一定时间,然后缓慢冷却,这种工艺叫退火。
退火可消除内应力,降低硬度和脆性,增加塑性,改善切削加工性能。
时效金属或其制品在热处理或铸造、锻造等加工后,在室温下(自然时效)或较高温度(人工时效)下搁置较长时间的一种热处理。
其作用是消除内应力,稳定组织、强化机械性能。
渗碳将碳渗入金属件表面层,以增加其淬火后硬度的化学热处理工艺叫渗碳。
经渗碳及淬火处理后,零件具有表面硬度高,心部韧性好的性能。
渗氮(氮化)将氮渗入金属件表面层,以增加其硬度,耐磨性和抗腐蚀性的化学热处理工艺叫渗氮。
304奥氏体不锈钢冷加工硬化的研究
304奥氏体不锈钢冷加工硬化的研究王斯琦(辽宁工程技术大学材料科学与工程学院阜新123000)摘要:室温条件下采用简单拉伸实验研究了304奥氏体不锈钢薄板的加工硬化规律与机理,组织分析结果表明:在室温条件下冷加工,形变过程中发生的组织结构变化产生的强化效应引起加工硬化,在观察到的形变组织结构中,应变诱发α-马氏体、∑-马氏体和形变孪晶对流变应力有明显的影响,是304奥氏体不锈钢这种低层错能面心立方结构合金具有较强的加工硬化能力的根本原因。
关键词:冷加工工艺,加工硬化,304奥氏体不锈钢,马氏体0前言304奥氏体不锈钢薄板是常用的冲压材料,该材料在冷加工过程中或冷加工完成以后,因显著的加工硬化和很高的残余应力,冲压制品极易开裂,成为实际生产中普遍存在的技术难题。
从微观角度看,该合金变形时,滑移面及晶界上产生大量位错,致使点阵产生畸变。
脆性的碳化物等被破碎,并沿流变方向分布。
形变量越大时,位错密度越高,内应力及点阵畸变越严重,使金属变形抗力和硬度随变形而增加,塑性指标降低,产生明显的加工硬化现象。
当加工硬化达一定程度时,如继续形变,便有开裂或脆断的危险,其残余应力极易引起冲压制品自爆破裂,在环境气氛中,放置一段时间后,合金还会自动产生晶界开裂(通常称为“季裂”)。
加工硬化是研究金属力学性能的重要课题之一。
通过研究304奥氏体不锈钢薄板在外应力作用下的形变过程及机理,了解各种内外因素对形变的影响,不仅对制定塑性加工工艺、分析和控制加工件的质量是十分必要的,而且对了解该材料的力学性能、合理使用该材料、提高其性能、挖掘其应用潜力等都具有重要意义。
在实际生产中,不管是消除残余应力还是使材料软化,对于不锈钢多工序冲压必须进行工序间的软化退火(即中间退火),以消除内应力、降低硬度、恢工。
因此,研究304奥氏体不锈钢薄板的加工复塑性,方能进行下一道加]21[硬化及退火软化不仅具有明显的实际意义,而且具有十分重要的理论意义。
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0Cr18Ni9TiTi钢板加工硬化及消除应力退火1、0Cr18Ni9TiTi化学成分% :C:≤0.07 ,Si :≤1.0 ,Mn :≤2.0 ,Cr :17.0~19.0 ,Ni :8.0~11.0,S :≤0.03 , P :≤0.035,Ti:5X(C%~0.02)~0.08)2、1Cr18Ni9Ti化学成分% :C:≤0.12 ,Si :≤1.0 ,Mn :≤2.0 ,Cr :17.0~19.0 ,Ni :8.0~11.0,S :≤0.03 , P :≤0.035,Ti:5X(C%~0.02)~0.08)0Cr18Ni9Ti是一种18-8系的奥氏体不锈钢,通常用作紧固件及隔磁耐中温工件。
由于其制作作变形在各部分材料的形变程度各不相同,大约在15%~40%之间,因此材料的加工硬化程度也有差异。
0Cr18Ni9Ti不锈钢板冷加工以后,微观上滑移面及晶界上将产生大量位错,致使点阵产生畸变。
畸变量越大时,位错密度越高,内应力及点阵畸变越严重,使金属变形抗力和强度、硬度等随变形程度而增加,塑性指标伸长率、断面收缩率降低。
当加工硬化达一定程度时,如继续形变,便有开裂或脆断的危险,成形后其残余应力极易引起工件自爆破裂。
在环境气氛作用下,放置一段时间后,工件会自动产生晶间开裂(通常称为“季裂”)。
故在0Cr18Ni9TiTi不锈钢冲压成形过程中,一般都必须进行工序间的软化退火,即中间退火,以消除残余应力,降低硬度,恢复材料塑性,以便能进行下一道加工.随着预形变量的增加,0Cr18Ni9Ti 不锈钢的屈服强度和抗拉强度增明显提高,硬度值增加,耐塑性下降,产生了明显的加工硬化现象。
同时,随着预形变量的增加,钢板的屈强比也随之增加,这说明试样的可成形性也会随着冷变形量的增加而降低。
退火软化工艺经加工硬化的0Cr18Ni9Ti不锈钢可采用高温和低温退火两种方式来恢复塑性,降低硬化程度,并消除或减少残余应力,为了不使材料产生敏化,退火时应避开500℃~850℃的敏化温度范围。
低温退火对0Cr18Ni9Ti不锈钢的屈服强度影响较小,在500℃以下退火,退火后屈服强度值变化较小,高温退火对试样屈服强度的影响较大,预形变量为15%时在1050℃下退火后Re降到260MPa,Rm几乎随退火温度成线性下降,但是变化的幅度比Re小得多。
同时,工件的维氏硬度值随退火温度的升高而下降。
随着退火温度的升高,钢板伸长率明显提高,特别是高温退火状态下, Re下降最为明显,达到了完全软化状态。
在1050℃退火(保温5min,快冷)伸长率A、硬度 HV 达到软化的最佳组合。
结语经不同预形变量的0Cr18Ni9Ti不锈钢板高温(1040 ℃ ~1080 ℃)短时(5~10min)并快速冷却的退火工艺,组织发生完全再结晶,且晶粒大小较均匀,最适宜紧固件用的垫圈类产品制造,退火软化效果最为明显。
不锈钢焊接要点所谓不锈钢是指在钢中加入一定量的铬元素后,使钢处于钝化状态,具有不生锈的特性。
为达到此目的,其铬含量必须在12%以上。
为提高钢的钝化性,不锈钢中还往往需加入能使钢钝化的镍、钼等元素。
一般所指的不锈钢实际上是不锈钢和耐酸钢的总称。
不锈钢并不一定耐酸,而耐酸隔磁钢一般均具有良好的不锈性能。
不锈钢按其钢的组织不同可分为四类,即奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体一铁素体双相不锈钢。
1. 奥氏体不锈钢及其焊接特点 奥氏体不锈钢是应用最广泛的不锈钢,以高Cr-Ni型最为普遍。
目前奥氏体不锈钢大致可分为Cr18-Ni8型、Cr25-Ni20型、Cr25-Ni35型。
奥氏体不锈钢有以下焊接特点: ①焊接热裂纹奥氏体不锈钢由于其热传导率小,线膨胀系数大,因此在焊接过程中,焊接接头部位的高温停留时间较长,焊缝易形成粗大的柱状晶组织,在凝固结晶过程中,若硫、磷、锡、锑、铌等杂质元素含量较高,就会在晶间形成低熔点共晶,在焊接接头承受较高的拉应力时,就易在焊缝中形成凝固裂纹,在热影响区形成液化裂纹,这都属于焊接热裂纹。
防止热裂纹最有效的途径是降低钢及焊材中易产生低熔点共晶的杂质元素和使铬镍奥氏体不锈钢中含有4%~ 12%的铁素体组织。
②晶间腐蚀根据贫铬理论,在晶间上析出碳化铬,造成晶界贫铬是产生晶间腐蚀的主要原因。
为此,选择超低碳焊材或含有铌、钛等稳定化元素的焊材是防止晶间腐蚀的主要措施。
③应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂通常表现为脆性破坏,且发生破坏的过程时间短,因此危害严重。
造成奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂的主要原因是焊接残余应力。
焊接接头的组织变化或应力集中的存在,局部腐蚀介质浓缩也是影响应力腐蚀开裂的原因。
④焊接接头的σ相脆化,σ相是一种脆硬的金属间化合物,主要析集于柱状晶的晶界。
γ相和δ相都可发生σ相转变。
比如对于Cr25Ni20型焊缝在800℃ ~ 900℃加热时,就会发生强烈的γ→δ转变。
对于铬镍型奥氏体不锈钢,特别是铬镍钼型不锈钢,易发生δ→σ相转变,这主要是由于铬、钼元素具有明显的σ化作用,当焊缝中δ铁素体含量超过12%时,δ→σ的转变非常显著,造成焊缝金属的明显的脆化,这也就是为什么热壁加氢反应器内壁堆焊层将δ铁素体含量控制在3%~10%的原因。
2. 铁素体不锈钢及其焊接特点 铁素体不锈钢分为普通铁素体不锈钢和超纯铁素体不锈钢两大类,其中普通铁素体不锈钢有Cr12 ~ Cr14型,如00Cr12、0Cr13Al;Cr16 ~ Cr18型,如1Cr17Mo;Cr25 ~ 30型。
由于普通铁索体不锈钢中的碳、氮含量较高,故加工成形及焊接都较困难,耐蚀性也难以保证,使用受到限制,在超纯铁素体不锈钢中严格控制了钢中的碳和氮总量,一般控制在0.035%~ 0.045%、0.030%、0.010%~ 0.015%三个层次,同时还加入必要的合金元素以进一步提高钢的耐腐蚀性和综合性能。
与普通铁素体不锈钢相比,超纯高铬铁素体不锈钢具有很好的耐均匀腐蚀、点蚀及应力腐蚀性能,较多的应用于石化设备中。
铁素体不锈钢有以下焊接特点: ①焊接高温作用下,在加热温度达到1000℃以上的热影响区特别在近缝区的晶粒会急剧长大,焊后即使快速冷却,也无法避免因晶粒粗大化引起的韧性急剧下降及较高的晶间腐蚀倾向。
②铁素体钢本身含铬量较高,有害元素碳、氮、氧等也较多,脆性转变温度较高,缺口敏感性较强。
因此,焊后脆化现象较为严重。
③在400℃ ~ 600℃长时间加热缓冷时,会出现475℃脆化,使常温韧性严重下降。
在550℃ ~ 820℃长时间加热后,则容易从铁素体中析出σ相,也明显降低其塑、韧性。
压力容器用不锈钢焊接要点 1. 奥氏体不锈钢焊接要点 总的来说,奥氏体不锈钢具有优良的焊接性。
几乎所有的熔化焊接方法均可用于焊接奥氏体不锈钢,奥氏体不锈钢的热物理性能和组织特点决定了其焊接工艺要点。
①由于奥氏体不锈钢导热系数小而热膨胀系数大,焊接时易于产生较大的变形和焊接应力,因此应尽可能选用焊接能量集中的焊接方法。
②由于奥氏体不锈钢导热系数小,在同样的电流下,可比低合金钢得到较大的熔深。
同时又由于其电阻率大,在焊条电弧焊时,为了避免焊条发红,与同直径的碳钢或低合金钢焊条相比,焊接电流较小。
③焊接规范。
一般不采用大线能量进行焊接。
焊条电弧焊时,宜采用小直径焊条,快速多道焊,对于要求高的焊缝,甚至采用浇冷水的方法以加速冷却,对于纯奥氏体不锈钢及超级奥氏体不锈钢,由于热裂纹敏感性大,更应严格控制焊接线能量,防止焊缝晶粒严重长大与焊接热裂纹的发生。
④为提高焊缝的抗热裂性能和耐蚀性能,焊接时,要特别注意焊接区的清洁,避免有害元素渗入焊缝。
⑤奥氏体不锈钢焊接时一般不需要预热。
为了防止焊缝和热影响区的晶粒长大及碳化物的析出,保证焊接接头的塑、韧性和耐蚀姓,应控制较低的层间温度,一般不超过150℃。
不锈钢大致的成份是铁与铬还有碳等原素所组合而成的。
家用品不锈钢可大分为 430、0Cr18Ni9Ti (18-8)、18-10三个等级。
430不锈钢:铁+12%以上的铬,可以防止自然因素所造成的氧化,称之为不锈钢,在jis的代号为430号,因此又称为430不锈钢。
但430不锈钢无法抵抗空气中的化学物质所造成的氧化,430不锈钢不常使用一段时间后,仍会因非自然因素而有氧化(生锈) 的情况;18-8不锈钢:铁+18%铬+8%镍,可以抗化学性的氧化,这种不锈钢在jis代号中为0Cr18Ni9Ti号,因此又称为0Cr18Ni9Ti不锈钢;18-10不锈钢:但空气中的化学成分愈来愈多,有些污染较严重的地方连0Cr18Ni9Ti都会有生锈的情况;所以有的高级用品会用10%的镍来制作,以使其更耐用更抗蚀,这种不锈钢称为18-10不锈钢。
在有的餐具说明上有类似“采用18-10最先进医用不锈钢材质”的说法。
这三种不锈钢,最简单的分辨方式为:用磁铁吸底部,吸得住的是430,吸不住的是0Cr18Ni9Ti与18-10。
但0Cr18Ni9Ti锅子的锅缘、或是汤匙的前后端,有时会吸得住,是因为抛光所产生的磁性。
所以最准的方式是吸底部。
新不锈钢国家标准介绍(4)日期:2008-1-31 16:12:264.新旧标准对比—GB/T3280◆一、标准名称◆—1992版:不锈钢冷轧钢板◆—2007版:不锈钢冷轧钢板及钢带*说明:由单纯钢板变为钢板及钢带为一个标准。
◆代替GB/T3280-1992《不锈钢冷轧钢板》及部分代替GB/T4239-1992《不锈钢和耐热钢冷轧钢带》。
*GB/T3280-2007执行后,原则上所代替的标准就不执行了。
◆参照标准本标准参照国际标准ISO9445:2002《连续冷轧不锈钢窄带、宽带、定尺薄钢板—尺寸和形状公差》和美国ASTM A240/A240M-05a《压力容器用铬、铬镍不锈钢厚板、薄板及钢带》等。
◆引用文件2007比1992删除了低倍标准,增加了GB/T9971-2004原料纯铁,因为该标准中引进了ISO中极低C(≤0.01)的分析方法。
◆在尺寸公差、牌号表示方法、化学成分、性能等方面均发生变化。
◆删去AISI 200系列,06Cr19Ni10(0Cr18Ni9Ti)、022Cr19Ni10与牌号标准有调整。
◆P放开,因为对耐腐蚀性无坏处,但太高影响焊接性能。
◆Si减少,因Si会增加奥氏体钢中的铁素体量及金属间化合物,对耐腐蚀性不好,还增加脆性。
厚度允许偏差单位:mm公称厚度宽度≤10001000<宽度≤1300普通精度较高精度普通精度较高精度2007版1992版2007版1992版2007版1992版2007版1992版0.5±0.045±0.05±0.03±0.04±0.05±0.05±0.03±0.041.0±0.06±0.09±0.045±0.07±0.07±0.09±0.05±0.07 1.2±0.07±0.10±0.05±0.9±0.08±0.10±0.055±0.091.5±0.08±0.12±0.055±0.11±0.09±0.12±0.06±0.112.0±0.09±0.15—±0.13±0.10±0.15—±0.13切边(EC)宽度允许偏差公称厚度600mm<宽度≤1000mm 宽度>1000mmGB/T 3280-2007GB/T3280-1992GB/T 3280-2007GB/T3280-1992普通精度普通精度普通精度普通精度<1.0+1.5+60+2.0+10≥1.0 --<1.5≥1.5 --<2.5+2.0+2.5≥2.5 --<3.5+3.0+3.0≥3.5 --≤8.0+4.0+4.0你的材料是板材吗,如果是板材,肯定是在连续光亮退火炉上进行退火了,0Cr18Ni9Ti的退火温度基本在1050~1100之间,在这个温度期间,控制速度就可以了,就是有一个可调的TV值,根据你所需材料的硬度来进行调整,基本可以控制在165~175HV之间。