304不銹鋼板 316l不銹鋼板 310s不銹鋼板 321不銹鋼板 904l不銹鋼板 2205不銹鋼板 317L不銹鋼板
以430不銹鋼為代表的鐵素體不銹鋼板和以304不銹鋼為代表的奧氏體不銹鋼板相比,盡管價格低廉,但耐腐蝕性能較差,可加工性能也有所不如。但現(xiàn)在類似JFE443CT(21Cr-0.4Cu-0.3Ti)這樣的耐腐蝕性能相當(dāng)于304的鐵素體不銹鋼板正快速普及到很多應(yīng)用領(lǐng)域。尤其是當(dāng)鎳金屬價格高漲時,生產(chǎn)這種不銹鋼有很顯著的降本的作用。
不過如果將原來使用奧氏體材料加工的部件,還用原來的工具和工藝改用JFE443CT這樣的鐵素體材料進(jìn)行加工,肯定是比較困難的。因?yàn)閮蓚€鋼種的結(jié)晶結(jié)構(gòu)不同會導(dǎo)致加工性能有較大的差別,尤其是延展性的不同。盡管JFE443CT比430不銹鋼有所改善,但仍然和304顯著不一樣。不過也無需因加工方面的問題而放棄鐵素體不銹鋼的低成本特性。只要深入了解不銹鋼的基本加工特性,選擇適合的加工方法,分情況設(shè)計(jì)部件,就能對JFE443CT等鐵素體不銹鋼進(jìn)行復(fù)雜的成形加工。
由于304不銹鋼有了加工感應(yīng)相變而顯示了較高的加工硬化特性,所以拉伸強(qiáng)度較高,延伸率更是高達(dá)50%以上,顯示出極高的特性。而因?yàn)殍F素體組成的JFE443CT和其它SUS430等鐵素體系不銹鋼一樣,加工硬化程度小,拉伸強(qiáng)度低,所以材料的延伸率只有30%左右。
根據(jù)極限深沖比試驗(yàn)的結(jié)果顯示,JFE443CT不銹鋼的加工極限比304不銹鋼更高。這因?yàn)榍罢叩募庸び不潭刃?,r值高,凸緣的深沖抗力相對于縱壁強(qiáng)度來說相對較小的緣故。
利用杯突試驗(yàn)進(jìn)行的球底凸肚試驗(yàn)結(jié)果顯示,在純粹的凸肚加工中,材料加工性的好壞通常是受其延性值高低來決定。因?yàn)镴FE443CT的延伸率僅是304不銹鋼的一半左右。所以前者的凸肚加工性要略差。
從上述兩種不銹鋼的圓錐模杯突試驗(yàn)結(jié)果顯示,兩者的深沖和凸肚的復(fù)合成形性基本上是相等的。
將兩種不銹鋼板的1.5mm厚度2B級板材進(jìn)行180°粘合彎曲試驗(yàn)后,對彎曲部斷面的觀察結(jié)果顯示,JFE443CT和SUS304都能同樣彎曲180°而不會出現(xiàn)問題。但在嚴(yán)格的彎曲場合,JFE443CT不銹鋼板有時會在外表面產(chǎn)生微小的皺折而使表面粗糙(白化),有時會出現(xiàn)內(nèi)表面折進(jìn)去的現(xiàn)象。這是由于該鋼種的晶粒直徑較304不銹鋼來的大,所以容易在自由表面產(chǎn)生不均勻皺折。
對304不銹鋼板和JFE443CT不銹鋼板進(jìn)行沖裁試驗(yàn)后的斷面和外觀的觀察結(jié)果顯示,相比304,JFE443CT的剪切斷面比率大,斷裂面比率小,這是由前面所講的兩者的加工硬化特性有明顯差異導(dǎo)致的。通過沖裁試驗(yàn)查明毛邊高度與沖裁間隙之間的關(guān)系:沖裁304不銹鋼時,在間隙為10%附近有毛邊高度成為零的條件;而在沖裁JFE443CT時的毛邊高度整體較高,為消除毛邊須將沖裁間隙降至最低限度。這也是由于兩個鋼種的加工硬化特性的不同造成的;尤其是在局部延伸率方面,304比JFE4443CT小,所以導(dǎo)致兩者斷裂分離表現(xiàn)有差異。
通過采用.10mm凸模沖孔求出擴(kuò)孔率(λ值)的試驗(yàn),可以查到凸模與凹模間隙與λ值之間的關(guān)系而得知:304不銹鋼的λ值約等于50%左右,而JFE443CT的λ值約200%,也就是說后者擴(kuò)孔性相比要更加優(yōu)秀。這是由于前者因加工感應(yīng)相變而使加工后的組織軟硬二層化,因?yàn)椴痪鶆蚨辜羟袛嗝娌粚ΨQ,對裂紋敏感,從而惡化了擴(kuò)孔性。并且JFE443CT比同為單相鐵素體組織的430不銹鋼擴(kuò)孔性優(yōu)良的原因,是由于純凈化更高而提高了鋼材的局部延性之故。
從將不銹鋼板進(jìn)行90°模型彎曲并脫模后的彈回量觀察結(jié)果可知,因?yàn)閺澢壳拾霃剑≧)的不同,彈回量呈現(xiàn)相反地情況:當(dāng)R=100的大曲率轉(zhuǎn)角時,JFE443CT的彈回量比304的大;而當(dāng)R=4或10的小曲率轉(zhuǎn)角時,則是后者的彈回量大些。
彈回量與加工結(jié)束后的不銹鋼強(qiáng)度和楊氏彈性模量之比成正比例。轉(zhuǎn)角曲率半徑大則應(yīng)變量小,而應(yīng)變量小的區(qū)域正是JFE443CT的高屈服應(yīng)力范圍,故其彈回量就增大了。此外在轉(zhuǎn)角曲率小時,304不銹鋼的屈服應(yīng)力變高,所以該鋼種的彈回量也增大了。
從將兩種不銹鋼板的2B材以8道工序圓筒深沖進(jìn)行深沖比達(dá)5.6的高應(yīng)變加工結(jié)果得知:兩者都能進(jìn)行最終階段加工,但在304不銹鋼板上加工幾小時后容易發(fā)生自生裂紋,這是奧氏體不銹鋼獨(dú)有的現(xiàn)象;而鐵素體系的JFE443CT上卻無此問題。此外影響這種加工的主要因素有在大應(yīng)變區(qū)域的延性和二次加工脆性。盡管這些方面,304不銹鋼也不差,但在多極成形加工時,為避免自生裂紋,最好還是采用高純凈化的鐵素體不銹鋼更合適。
依據(jù)前述的兩種不銹鋼加工特性好壞的比較,可以總結(jié)出JFE443CT要注意的幾點(diǎn)加工性。首先是深沖特性優(yōu)良而凸肚特性差;其次加工硬化(量)??;另外應(yīng)變?nèi)菀拙植考?;在彎曲等變形中表面易產(chǎn)生折皺(白化);剪切、沖裁加工時毛邊高;擴(kuò)孔(沖孔)特性極為優(yōu)良;在大R轉(zhuǎn)角彎曲中彈回大,而在小R轉(zhuǎn)角彎曲中的彈回??;即使進(jìn)行大應(yīng)變加工也不產(chǎn)生自裂。
作為能替代304不銹鋼的鋼種,有效降本的JFE443CT競爭力明顯較強(qiáng),但由于這是鐵素體不銹鋼,所以成形性和奧氏體不銹鋼相比差異仍較大。經(jīng)過不斷試驗(yàn)研究,可以看出該鋼種的優(yōu)缺點(diǎn),尤其是在加工性和加工技術(shù)方面與奧氏體鋼的區(qū)別,從而表明該鋼種的最佳加工工藝。如此可以促進(jìn)JFE443CT的應(yīng)用擴(kuò)大,一定程度上更好的替代304不銹鋼。
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