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904L耐腐蝕不銹鋼管最佳成形技術

來源:無錫森淼特鋼 發布時間: 2015/1/26 8:42:47 【返回上一步】
本頁關鍵詞:904L耐腐蝕不銹鋼管

904L耐腐蝕不銹鋼管最佳成形技術

      1 前言

  以SUS430(16%Cr)為代表的鐵素體系銹鋼板與SUS304(18%Cr-8%Ni)為代表的奧氏體系904L耐腐蝕不銹鋼管相比,雖然價格便宜,但耐蝕性差,且加工性也低。然而最近,如JFE443CT(21%Cr-0.4%Cu-0.3%Ti)這樣耐蝕性與SUS304相當的鐵素體系鋼板正在不少應用領域持續普及,特別是在鎳價格高漲的情況下,其降低成本的作用是顯著的。但是,若將原來使用奧氏體材料加工的部件,仍以原來的工具和工藝改用JFE443CT這樣的鐵素體材料進行加工,有時是困難的。這是由于兩者本質的結晶結構不同造成加工特性的較大差異,特別是延性的不同。雖然JFE443CT較SUS430有所改善,但仍與SUS304明顯不同。然而,沒有必要因加工方面的問題而放棄鐵素體系材料的低成本特性。只要深入研究材料基本加工特性,選擇合適的加工方法,分情況設計部件,即可對JFE443CT等鐵素體系材料進行復雜的成形加工。

  2 材料的力學性能

  SUS304因產生了加工感應相變而顯示了較高的加工硬化特性,故拉伸強度較高,延伸率高達50%以上,顯示了極高的特性。而由鐵素體組成的JFE443CT與其它SUS430等鐵素體系不銹鋼一樣,加工硬化小,拉伸強度低,延伸率30%左右。

  關于表示材料各向異性的蘭克福特值—即板狀拉力試樣的寬厚變形比,若觀察三個方向的平均r值,則SUS304的r=1.0而JFE443CT的r=1.3,表明后者比前者具有更優良的深沖特性。

  根據上述兩種鋼的單軸拉伸試驗所得的二者的應力——應變曲線可知:JFE443CT初始屈服應力有高的傾向,而且,兩種鋼的應力—應變曲線在應變小于0.1的區間交叉。

  (1)深沖、凸肚特性。進行極限深沖比(LDR)試驗的結果表明,JFE443CT具有比SUS304更高的加工極限。這是由于前者的加工硬化程度小,r值高,凸緣的深沖抗力相對于縱壁強度而言較小的緣故。

  利用杯突試驗進行的球底凸肚試驗結果表明,在這樣單純的凸肚加工中,加工性的優劣基本上由材料的延性值高低來決定。由于JFE443CT的延伸率僅約為SUS304的1/2。故前者的凸肚加工性要差些。

  從上述兩種鋼的圓錐模杯突試驗結果可知,二者的深沖和凸肚的復合成形性基本上是同等的。

  (2)粘合彎曲特性。將兩種鋼的1.5mm厚度的2B級板材進行180°粘合彎曲試驗后,對彎曲部斷面的觀察結果表明,JFE443CT和SUS304均可同樣彎曲180°而沒有問題。但在嚴格的彎曲場合,904L耐腐蝕不銹鋼管材有時會在外表面產生微小的皺折而使表面粗糙(白化),  甚至發生內表面折進去的現象。這是因為其晶粒直徑比SUS304的要大,易在自由表面產生不均勻皺折,且因加工硬化小而應變易于集中之故。但因開發鋼的加工硬化小,故其密合度一般是優良的。

  (3)剪切、沖裁特性。對SUS304和JFE443CT進行沖裁試驗后的斷面和外觀的觀察結果表明,較之SUS304,JFE443CT的剪切斷面比率大,  斷裂面比率小,這是由前述的二者的加工硬化特性有明顯差異造成的。通過沖裁試驗查明毛邊高度與沖裁間隙之間的關系:沖裁SUS304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。這也是由兩種鋼的加工硬化特性的差異引起的;特別是由于在局部延伸率方面,SUS304的小而JFE4443CT的大,從而造成了二者斷裂分離行為的不同。

  (4)擴孔特性。

  通過采用.10mm凸模沖孔求出擴孔率(λ值)的試驗,查明了凸模與凹模間隙與λ值之間的關系而得知:SUS304的λ值約等于50%左右,而JFE443CT的λ值約200%,即后者的擴孔性要優良的多。這是由于前者因加工感應相變而使加工后的組織軟硬二層化,由于不均勻而使剪切斷面不對稱,對裂紋敏感,從而惡化了擴孔性。另外,JFE443CT比同為單相鐵素體組織的SUS430擴孔性優良的原因,是更高的純凈化而提高了鋼材的局部延性之故。

  (5)彈回特性。從將鋼材進行90°模型彎曲并脫模后的彈回量觀察結果可知,由于彎曲部曲率半徑(R)的不同,彈回量呈現相反地情況:R=100的大曲率轉角時,JFE443CT的彈回量較之SUS304的大;而當R=4或10的小曲率轉角時,則是后者的彈回量大些。

 

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