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304不銹鋼是一種鉻鎳奧氏體系不銹鋼,比較常用的是作為沖壓墊圈類的緊固件。因為這種材料沖壓件在各部分的形變程度都不一樣,大概在15%~40%之間,所以304不銹鋼材料的加工硬化程度也有差別。
對304不銹鋼薄板進(jìn)行冷加工之后,微觀上滑移面和晶界上會形成大量位錯,導(dǎo)致點(diǎn)陣發(fā)生畸變。當(dāng)畸變量越大時,其位錯密度也越高,內(nèi)應(yīng)力和點(diǎn)陣畸變就越嚴(yán)重,使不銹鋼的變形抗力和強(qiáng)度、硬度等隨變形程度而增加,塑性指標(biāo)伸長率、斷面收縮率降低。
當(dāng)304不銹鋼板加工硬化達(dá)一定程度時,如果繼續(xù)形變,就會有開裂或脆斷的風(fēng)險,成形后其殘余應(yīng)力極易引起工件自爆破裂。在環(huán)境氣氛作用下,放置一段時間后,不銹鋼工件會自動產(chǎn)生晶間開裂,也叫季裂。所以在304不銹鋼板沖壓成形過程中,通常都要進(jìn)行工序間的軟化退火,也就是中間退火,來除去殘余應(yīng)力,降低硬度,恢復(fù)材料塑性,方便能進(jìn)行下一道加工。
試驗304不銹鋼薄板并分析
試驗材料是304不銹鋼,厚度0.7±0.05mm,其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù):W%)≤0.08%C、≤1.00%Si、≤2.00%Mn、≤0.04%P、≤0.030%S、8.00%~10.50%Ni、18%~20%Cr。
隨著預(yù)形變量的增大,304不銹鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度增明顯提高,硬度值增加,耐塑性下降,產(chǎn)生了明顯的加工硬化現(xiàn)象。另外也能明顯看到,隨著預(yù)形變量的增加,試樣的屈強(qiáng)比也隨之增加,這說明試樣的可成形性也會隨著冷變形量的增加而降低。
退火軟化工藝
經(jīng)加工硬化的304不銹鋼可以使用高溫和低溫退火兩種方式來恢復(fù)塑性,從而減少其硬化程度,及消除或減少殘余應(yīng)力,為了不使材料產(chǎn)生敏化,退火時應(yīng)避開500℃~850℃的敏化溫度范圍。
低溫退火對304不銹鋼板的屈服強(qiáng)度影響比較小,在500℃以下退火,退火后屈服強(qiáng)度值變化較小,高溫退火對試樣屈服強(qiáng)度的影響較大,預(yù)形變量為15%時在1050℃下退火后Re降到260MPa,Rm幾乎隨退火溫度成線性下降,但是變化的幅度比Re小得多。另外試樣的維氏硬度值隨退火溫度的升高而下降。
隨著退火溫度的升高,試樣伸長率明顯提高,尤其是高溫退火狀態(tài)下,Re下降為明顯,達(dá)到了完全軟化狀態(tài)。在1050℃退火(保溫5分鐘,快冷)伸長率A、硬度HV達(dá)到軟化的佳組合。
經(jīng)不同預(yù)形變量的304不銹鋼薄板高溫(1040℃ ~1080℃)短時(5~10分鐘)并快速冷卻的退火工藝,組織發(fā)生完全再結(jié)晶,且晶粒大小較均勻,適宜緊固件用的墊圈類產(chǎn)品制造,退火軟化效果是的。
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