不銹鋼在國防工業、化學工業、石油工業及動力部門中應用得較多,而且很多產品不僅要求具有耐蝕性,而且要求具有較高的強度,因此大部分不銹鋼都要經過鍛造后使用。而不銹鋼與碳鋼相比具有的不同特點是:熱導率低,鍛造溫度范圍窄,過熱敏感性強。
高溫下抗力大、塑性低等,這些都給鍛造生產帶來了許多困難,面且不同類型的不銹鋼鍛造工藝也有差別。
常見不銹鋼鍛件缺陷主要有以下幾點:
1. 加熱不當引起的缺陷
①. 晶粒粗大
鐵素體不銹鋼加熱時有晶粒長大的傾向,晶粒過大會引發較大的脆性,降低鋼的沖擊韌性,所以加熱溫度不宜過高,高溫停留時間不宜過長。
②. 鐵素體增多
奧氏體雙相鋼和馬氏體鋼加熱溫度過高,會出現過多奧氏體,導致合金的工藝塑性降低,從而引起鍛造開裂。
③. 低熔點化合物的形成
當硫(S)滲入不銹鋼中時,S與不銹鋼中的Ni形成低熔點NiS或Ni+Ni3S2共晶體,這些硫化物及共晶體分布在晶界上,鍛造時易產生晶間裂紋。
2. 鍛造引起的缺陷
①. 模具結構設計不當,金屬的劇烈流動區與變形困難區之間產生較大的剪切應力,加之模具潤滑不良造成的缺陷。
②. 金屬流動過快、毛坯表面缺陷引起的鍛造裂紋,金屬流動過快會引起局部過熱,導致局部出現奧氏體過多,如果變形圓角半徑太小,在轉角處成型裂紋。
馬氏體不銹鋼對表面缺陷敏感,若鍛件毛坯表面有劃傷,鍛前應去除。
3. 鍛造后冷卻過程中成型的缺陷
①. 冷卻裂紋
馬氏體不銹鋼若冷卻速度過快,冷熱應力以及組織應力容易使鍛件產生冷卻裂紋。解決辦法是緩冷,即在砂坑或爐渣中冷卻。
②. 碳化物析出及475℃脆性
奧氏體銹鋼鍛后若在480~820℃范圍內停留時間過長,就容易沿晶界析出碳化物Cr23C6,增加晶間腐蝕傾向。
鐵素體不銹鋼在475℃附近停留時間過長會產生脆化現象,因此,鐵素體不銹鋼鍛后應快冷。