304薄板加工硬化及退火软化研究

0Cr18Ni9TiTi0Cr18Ni9TiTi 钢板加工硬化及消除应力退火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 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 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 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 焊接接头的 相脆化 相是一种脆硬的金属间化合物 主要析集于柱状晶的晶界 相和 相都可发生 相转变 比如对于 Cr25Ni20 型焊缝在 800 900 加热时 就会发 生强烈的 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 相 转变 这主要是由于铬 钼元素具有明显的 化作用 当焊缝中 铁素体含量超过 12 时 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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新不锈钢国家标准介绍 4 4 日期 2008 1 31 16 12 26 4 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 宽度 10001000 宽度 1300 普通精度较高精度普通精度较高精度 公称 厚度 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 04 1 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 09 1 5 0 08 0 12 0 055 0 11 0 09 0 12 0 06 0 11 2 0 0 09 0 15 0 13 0 10 0 15 0 13 切边 EC 宽度允许偏差 600mm 宽度 1000mm 宽度 1000mm GB T 3280 2007 GB T3280 1992GB T 3280 2007GB T3280 1