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304不锈钢焊管薄板加工硬化及退火软化

    SUS304是一种18-8系的奥氏体不锈钢,通常用作冲压垫圈类紧固件。由于其冲压在各部分材料的形变程度各不相同,大约在15%~40%之间,因此材料的加工硬化程度也有差异。
SUS304不锈钢焊管薄板冷加工以后,微观上滑移面及晶界上将产生大量位错,致使点阵产生畸变。畸变量越大时,位错密度越高,内应力及点阵畸变越严重,使金属变形抗力和强度、硬度等随变形程度而增加,塑性指标伸长率、断面收缩率降低。
当加工硬化达一定程度时,如继续形变,便有开裂或脆断的危险,成形后其残余应力极易引起工件自爆破裂。在环境气氛作用下,放置一段时间后,工件会自动产生晶间开裂(通常称为“季裂”)。故在SUS304不锈钢冲压成形过程中,一般都必须进行工序间的软化退火,不锈钢焊管即中间退火,以消除残余应力,降低硬度,恢复材料塑性,以便能进行下一道加工。

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试验材料及分析
试验材料:SUS304,厚度0.7±0.05mm,其化学成分(质量分数:W%)≤0.08%C、≤1.00%Si、≤2.00%Mn、≤0.04%P、≤0.030%S、8.00%~10.50%Ni、18%~20%Cr。
随着预形变量的增加,SUS304不锈钢焊管的屈服强度和抗拉强度增明显提高,硬度值增加,耐塑性下降,产生了明显的加工硬化现象。同时,也可以清楚看出,随着预形变量的增加,试样的屈强比也随之增加,这说明试样的可成形性也会随着冷变形量的增加而降低。
退火软化工艺
经加工硬化的SUS304不锈钢可采用高温和低温退火两种方式来恢复塑性,降低硬化程度,并消除或减少残余应力,为了不使材料产生敏化,退火时应避开500℃~850℃的敏化温度范围。
低温退火对SUS304不锈钢的屈服强度影响较小,在500℃以下退火,退火后屈服强度值变化较小,高温退火对试样屈服强度的影响较大,预形变量为15%时在1050℃下退火后Re降到260MPa,Rm几乎随退火温度成线性下降,但是变化的幅度比Re小得多。同时,试样的维氏硬度值随退火温度的升高而下降。
随着退火温度的升高,试样伸长率明显提高,特别是高温退火状态下,Re下降最为明显,达到了完全软化状态。在1050℃退火(保温5min,快冷)伸长率A、硬度HV达到软化的最佳组合。
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