不锈钢冷镦分类及特点介绍

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：不同种类冷镦不锈钢的特点如下。这种组织具有最佳的冷镦性能，同其他不锈钢类相比，具有最低的屈服强度、最小的冷加工硬化倾向及最低的成本。亚稳型奥氏体不锈钢钢的成分特点是铬含量高、镍含量低，室温下由奥氏体与少量铁素体组成。目前，各国冷镦不锈钢和冷挤压用钢标准中，很少将双相不锈钢列入。

根据使用的不锈钢线材、棒材的组织类别不同，冷镦不锈钢可分为铁素体、马氏体、奥氏体、沉淀硬化、双相五类。这五类冷镦不锈钢中，应用较广的为铁素体和奥氏体。不同种类冷镦不锈钢的特点如下。

1.铁素体冷镦不锈钢

作为冷镦用铁素体不锈钢，主要是指含C≤0.12%（质量分数，下同）、Cr=15%～18%、Mo≤1.25%的低铬级铁素体不锈钢。室温下具有铁素体和少量碳化物组成的组织，而且碳化物以弥散状分布在铁素体基体上。当含碳量（质量分数）控制在小于0.05%，或碳、氮含量（质量分数）达到0.030%水平时，钢的组织几乎全部为铁素体。这种组织具有最佳的冷镦性能，同其他不锈钢类相比，具有最低的屈服强度、最小的冷加工硬化倾向及最低的成本。

铁素体冷镦不锈钢适用制形状复杂、变形量不均的、对强度要求不高、能耐大气腐蚀，以及在含氯离子介质腐蚀的紧固件。另外，由于不含镍和制作工艺简便，具有成本低廉的优势，因而得到广泛的应用。

典型的代表钢号有：0Cr15（429）、0Cr17（430）、0Cr17Mo（434）等。

2.马氏体冷镦不锈钢

冷镦用马氏体不锈钢含C≤0.15%（质量分数，下同）、Cr=11%～17%、Ni≤2.5%。高温下为亚稳型奥氏体，淬火后室温下为马氏体组织。钢的强度和硬度随含碳量的升高而增加，冷镦性能随之下降。

马氏体冷镦不锈钢的冷镦性能，比铁素体不锈钢差，钢的屈服强度高，冷镦变形容易产生裂纹。适合制作高强度、耐蚀性好的紧固件。马氏体不锈钢紧固件通过热处理，可以得到具有很高强度和良好韧性。

典型的代表钢号有：1Cr13（410）、2Cr13（420）。0Cr17Ni2（431）。

3.奥氏体冷镦不锈钢

奥氏体镍铬系冷镦不锈钢，按照奥氏体的稳定性可分为亚稳型和稳定型两类，其冷镦性能各不相同。

（1）亚稳型奥氏体不锈钢钢的成分特点是铬含量高、镍含量低，室温下由奥氏体与少量铁素体组成。亚稳型奥氏体不锈钢在冷变形过程中，容易发生A→α′马氏体转变，而产生马氏体使钢硬化，即冷加工硬化倾向大、冷镦性能差，不适合加工形状复杂的紧固件。代表性钢号为：ML0Cr18Ni9（304）、ML1Cr18Ni9Ti。

（2）稳定型奥氏体不锈钢钢的成分特点是铬含量低、镍含量高，室温下为全奥氏体组织。稳定型奥氏体不锈钢在室温下进行冷变形时，不会发生A→α′马氏体转变，其冷加工硬化效应弱，不会出现马氏体。其硬化起因于晶粒细化、晶格扭曲所引起的硬度升高和塑性下降。但是，由晶粒细化引起的硬化效果，远比马氏体析出产生的硬化效果小。因此，稳定型奥氏体不锈钢的冷镦性能优于亚稳型奥氏体不锈钢。代表性钢号为：ML0Cr18Ni12（305）、ML0Cr16Ni18（384）、ML1Cr18Ni12等。奥氏体镍铬不锈钢中，含Ni≥12.0%（质量分数）的钢号均为稳定型奥氏体不锈钢。

综上所述，奥氏不锈钢具有优良的耐蚀性和一定强度，虽然加工硬化比其他不锈钢显著，但是通过降碳、加铜和提高镍含量等措施之后，其冷镦性能显著改善。主要用于制作要求高耐蚀性、较高强度及韧性的紧固件。

4.沉淀硬化冷镦不锈钢

沉淀硬化冷镦不锈钢列入标准的钢号较少，大多为非标准钢号。主要用于制作高强度、高耐蚀性、高韧性的特殊紧固件。钢的冷镦性能随其组织结构而定。紧固件的力学性能是通过固溶处理后的时效处理以获得所需要的性能的。代表钢号为SUS660、SUS631、SUS630等。

5.奥氏体+铁素体双相冷镦不锈钢

双相不锈钢具有α+γ双相组织结构，它兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特性，是一类高强度与高耐蚀性匹配最佳的不锈钢。

双相不锈钢的冷镦性能比镍铬奥氏体不锈钢差。因为氮的加入使钢的屈服强度很高，变形抗力大、塑性低、各向异性大。通常不适合直接冷变形成形。目前，各国冷镦不锈钢和冷挤压用钢标准中，很少将双相不锈钢列入。德国将X2CrNiMoN22—5—3（近似S39255）纳入标准，主要是用于冷挤压工艺制作紧固件。随着双相不锈钢应用范围的扩大，对紧固件的需求必将得到相应的发展，双相不锈钢作为紧固件用钢只是时间问题。

不锈钢冷镦分类及特点介绍

相关推荐