不锈钢热加工温度对产品性能的影响研究

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1、不锈钢热加工温度对产品性能的影响研究权芳民（酒泉钢铁（集团）有限责任公司，甘肃省嘉峪关市735100）摘要本文针对不锈钢热加工过程的特点，研究了不锈钢温度对变形行为的影响、热变形后组织性能的变化及退火温度对产品性能的影响，并提出了各类不锈钢热加工的温度控制措施，对于提高产品质量具有重要意义。关键词不锈钢热加工温度影响不锈钢与碳钢相比具有合金元素含量较高、导热系数低、物理性能对温度影响较为敏感、热轧中变形抗力较大和塑性变形温度范围较窄等特点。在不锈钢生产中由于温度控制不合理，容易出现各种质量缺陷，严重时会造成产品报废。因此，对不锈钢的热加工温度进行深入研究和精细控制，对于

2、提高产品质量具有重要的意义。1各类不锈钢的热加工特点1.1铁素体不锈钢的热加工特点1）铁素体不锈钢的应用一般以薄带钢为主，使用过程中带钢表面容易产生起皱缺陷。不锈钢表面起皱是一种破坏性缺陷，发生在平行于带钢轧制的方向，表面为狭窄凸起的条纹，一般产生的原因有：一是在热轧和冷轧的加工过程中，带钢的某些结构沿轧制方向分布，由于塑性变形的各向异性而在厚度方向产生应变差引起的。二是铁素体不锈钢在凝固过程中产生成份偏析的柱状晶，并随热加工过程的进行柱状晶呈线性分布，导致材料塑性变形的不均匀而产生皱折。一般降低带钢起皱的方法有：减少连铸坯的柱状晶，增加连铸坯的等轴晶，合理控制连铸机的

3、拉坯速度和冷却强度、热轧的轧制压下率和带钢的退火温度等。2）合理控制铁素体不锈钢的加热温度，可有效地提高钢的塑性应变和加工硬化系数。例如，对于0Cr17不锈钢，为了获得较高的塑性应变系数，热轧钢坯最适宜的加热温度应为1100～1150℃，终轧温度不应高于800℃。当钢坯温度加热到1000℃时，钢的内部组织为铁素体+细小弥散的析出物。在热轧变形后830～860℃温度退火时，钢的内部会产生细小的再结晶晶粒，可获得较好的平均塑性应变系数。因此，为了提高钢的塑性应变系数，钢坯加热温度的选择应适宜，一般应有较低的终轧温度和较高的退火温度。3）铁素体不锈钢以1～4Cr13为代表，其

4、加热温度一般应控制在1100～1150℃。1.2马氏体不锈钢的热加工特点1）马氏体不锈钢的导热性较低，但导热系数稍高于304不锈钢，具有较大的组织应力和热应力，钢在800℃以下加热时应缓慢进行，最高加热温度不应超过1250℃，当加热温度过高时会产生晶粒过分长大和铁素体相大量增加的现象，使钢的性能降低和加工塑性恶化。2）马氏体不锈钢轧制时变形抗力较大，如4Cr13马氏体钢的变形抗力约为碳钢1.6倍，且轧制时不宜采用较大压下量，又因这种钢在900～1200℃时有较好的塑性，终轧温度应控制在850℃左右可以细化晶粒。3）马氏体不锈钢对热应力较为敏感，在冷却过程中速度应缓慢，如

5、3Cr13和4Cr13钢应在850℃以下开始缓冷，直至温度低于150℃。4）马氏体不锈钢中Cr含量一般在13%左右，钢在加热时表面生成的氧化铁皮塑性较差且发粘，并紧贴在金属机体上，轧制时不易脱落，这种钢可通过在加热炉内采取还原性气氛，以减少氧化铁皮的生成。1.3奥氏体不锈钢的热加工特点1）奥氏体不锈钢的特性（1）不锈钢的导热系数较低，在常温时导热系数仅为碳钢的27%，并随加热温度的提高，钢的导热特性差别逐渐减少。因此，不锈钢在低温加热时升温过程应缓慢进行。（2）不锈钢低温热膨胀系数较大，如果钢的加热速度过快，其心表温差就越大，钢坯就容易产生裂纹。因此，不锈钢在600℃以

6、下加热时应严格控制升温速度（一般为300～350℃/h）。（3）不锈钢在高温时的变形抗力较大，若钢坯加热不良，就不能使钢在塑性较好的温度范围内进行轧制。因此，这种钢的加热温度一般应控制在1240～1270℃，当加热温度过高时会使钢中铁素体含量剧增，使热轧或冷轧的带钢表面出现缺陷，影响产品热加工性能。（4）不锈钢在900～1250℃的温度范围轧制时，具有良好的塑性，并随轧制温度的下降，变形抗力急剧增大，一般终轧温度不应低于850℃，最大相对压下量不应超过35%。（5）当奥氏体不锈钢中碳含量超过0.02%时，钢中的铬容易形成复杂的碳化物，影响钢的高温塑性。（6）不锈钢加热时

7、加热炉应有较大的供热和调节能力，以适应不同钢种在不同产量下的加热制度，同时不锈钢加热还应采取还原性气氛，以减少钢坯表面的粘性氧化铁皮生成。2）奥氏体不锈钢加热中组织的变化（1）奥氏体不锈钢为含镍、铬的钢种，其单相区为1270℃以下温度范围，而在此温度以上为两相区，即奥氏体相加少量铁素体相，其中铁素体含量小于5%。钢中铁素体含量虽少，但在合金中起着重要作用，其含量的多少直接决定了钢的热加工性能、表面质量和力学性能。钢中铁素体含量不仅可通过镍、铬当量比来控制，而且还受到加热温度和时间等因素的影响。（2）奥氏体不锈钢在加热过程中，钢中铁素体含量