10.1熱成形

雙相不銹鋼通常表現(xiàn)出優(yōu)異的熱成形性，在高達(dá)至少1230℃（2250℉）的溫度下具有相對低的成形負(fù)荷。但是，如果熱成形的溫度太低，變形就會聚集在較弱而且塑性較差的鐵素體，結(jié)果造成變形區(qū)鐵素體開裂。此外，當(dāng)熱加工溫度降得太低時，會析出大量的σ相。

大多數(shù)加工者建議最大熱成形溫度范圍在1100～1150℃（2000～2100℉）之間。建議溫度上限是由于高溫對一個工件的尺寸穩(wěn)定性的影響以及隨著溫度升高而提高的氧化皮形成趨勢。在高溫下，雙相不銹鋼會變軟，被加工的工件如容器封頭或管道如果在爐內(nèi)不加以支撐就會彎曲或凹陷。在這些溫度鋼也會由于某種熱成形操作變得太軟。表9匯集了幾種雙相不銹鋼的熱成形溫度范圍和最低均熱溫度。從該范圍內(nèi)的最高溫度開始熱加工并不必要或總是合適的。但是，鋼在熱加工前至少要達(dá)到最小均熱溫度，爐子應(yīng)該預(yù)熱以避免通過σ相形成的溫度區(qū)間時的緩慢加熱。

溫度的均勻性對于雙相不銹鋼的成功熱成形是重要的。如果工件的形狀不規(guī)整，則邊緣可能比主體溫度低得多，這些較冷的區(qū)域有發(fā)生 ，當(dāng)局部區(qū)域處于冷至低于最小加工溫度的危

險時，需要對工件重新加熱。只有當(dāng)工件特別是邊緣或較薄部分的溫度保持均勻一致，熱成形溫度范圍的下限才能稍加擴(kuò)展。

對于斷面較厚的型材，需要考慮水淬的速度是否足以防止金屬間相的析出。對于鍛軋2205雙相鋼板材，板材厚度的界限約為150～200毫米（6～8英寸），對于鍛軋超級雙相不銹鋼板材，厚度界限為75～125毫米（3～5英寸），準(zhǔn)確的界限值隨雙相不銹鋼的成分和淬火裝置效率的不同而不同。對于簡單的圓柱形工件，直徑界限在約375毫米（15英寸）。如果成

品部件的內(nèi)徑是完全穿透的，則在最終熱處理之前對通孔進(jìn)行穿孔或機(jī)加工，會大大改善工件最后退火后的冷卻狀況。

10.1.1固溶退火

熱成形之后，需要進(jìn)行完全的固溶退火，然后快速淬火使力學(xué)性能和耐腐蝕性能完全恢復(fù)。工件應(yīng)當(dāng)加熱到最低固溶退火溫度以上，然后保持足夠長的時間使金屬間相完全溶解，一個謹(jǐn)慎的原則是，保溫時間應(yīng)當(dāng)與工件完全退火后在650～980℃（1200～1800℉）范圍停留的總時間相當(dāng)。工件應(yīng)當(dāng)從固溶處理溫度進(jìn)行水淬。最終退火后轉(zhuǎn)至淬火位置時，不允許在700～1000℃（1300～1830℉）的溫度范圍停留幾分種。表10總結(jié)了雙相不銹鋼的最低固溶處理溫度。

表9. 雙相不銹鋼的熱成形溫度范圍及最低均熱溫度（以常見的奧氏體牌號作對比）（來源：生產(chǎn)商數(shù)據(jù)）

雙相不銹鋼在固溶退火溫度下非常軟，工件如果沒有足夠的支撐，可能發(fā)生彎曲和變形，這對于管材產(chǎn)品特別是大口徑薄壁的管材是一個很大問題。由于雙相不銹鋼的室溫強(qiáng)度高，彎曲的雙相不銹鋼產(chǎn)品的整形或矯直比奧氏體不銹鋼困難。試圖通過較短的退火時間、緩慢加熱到固溶溫度范圍或采用低于推薦值的固溶溫度減小這種變形，可能無法使金屬間相溶解或?qū)е赂鄶?shù)量金屬間相的形成，降低耐腐蝕性和韌性。

利用消除應(yīng)力處理來減少成型或矯直操作的冷加工應(yīng)力并不可取, 雙相不銹鋼本身就具有很好的耐氯化物應(yīng)力腐蝕斷裂性能，降低殘余的冷加工應(yīng)力僅在一定程度上改善這一性能。在固溶處理溫度以下，沒有一個適當(dāng)?shù)臏囟龋瓤稍诖藴囟认逻M(jìn)行應(yīng)力消除處理又不會形成使耐腐蝕性和韌性降低的金屬間相。

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