法兰材质详解

    不锈钢是一种碳含量较低（碳的质量分数一般不超过0.4%）及含有多种合金元素（合金元素的质量分数大于13%)的高合金钢。不锈钢按基体组织分为：铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢等。不锈钢变形抗力大，导热性低，过热敏感性强，可锻性差。

1.铁素体不锈钢的锻造

铁素体不锈钢锻件含有少量碳，铬的质童分数为16%〜30% (如20Crl3、10Crl7等这类钢加热和冷却时不发生组织转变，不能用热处理方法提高强度及细化晶粒，只能用锻造方法细化晶粒。它的再结晶温度低，再结晶速度快，加热时晶粒易于长大，可锻性差。铁素体不锈钢锻件锻造工艺要点如下：

1）铁素体不锈钢在600℃时晶粒开始长大，为避免加热过程中晶粒粗化，加热温度不能太高，保温时间不宜太长。常采用的始锻温度为1100-~1150℃，最后一火的加热温度不要超过1OOO℃。为减少坯料在高温下的停留时间，在缓慢加热至760℃后，应快速加热到始锻温度。

2）由于铁素体不锈钢不能用热处理方法细化晶粒，所以在锻造时必须充分锻打，使晶粒细化并保证有足够的变形量和变形均匀。最后一火的变形量应大于12%-20%。终锻温度应低于800℃以防止细化的晶粒重新聚集粗大。但为了避免终锻温度过低所造成的加工硬化，终锻温度不得低于750℃。

3）锻后应分散空冷，快速通过475℃脆化区。经过550℃以上短时间退火（一般为700-800℃),可使已经脆化的不锈钢恢复到原来的不脆状态。

2.奥氏体不锈钢的锻造

奥氏体不锈钢的碳质量分数小于0.25%，铬的质量分数为17%-19% ,镍的质量分数为8%-18% ,如 12Crl8Ni9、17Crl8Ni9等。奥氏体冷却时不发生组织转变，也不能用热处理方法提高强度和细化晶粒，只能进行热锻变形和再结晶。奥氏体不锈钢在髙温下晶粒易长大，但长大倾向没有铁素体不锈钢那样强烈。

奥氏体不锈钢的加热规范与铁素体钢相似，始锻温度一般为1150-1180℃,终锻温度不应低于850℃否则，组织中因析出碳化物使变形抗力增加，锻造时容易产生裂纹。

奥氏体不锈钢锻造工艺要点如下：

1）加热时严格避免渗碳。碳与铬易在晶界上形成碳化铬化合物，从而使晶界附近基体中的铬含量贫化，提髙钢的晶间腐蚀敏感性。加热应采用弱氧化性气氛。

2）钢锭锻造时，开始轻压。当钢锭变形量达30%后，才能重压。锻造时，应单向送进，避免在一处重复锤击，以防止出现中心十字裂纹。

3）钢锭锻造比采用4-6,钢坯取2-4，视原材料的晶粒度而定。奥氏体不锈钢晶粒度大小对钢的耐蚀性有很大影响。为了获得细晶粒组织，应保证最后一火有足够大的锻造比，其变形量要大于再结晶临界变形程度。

4）变形过程中要求变形均匀，以得到较均匀的晶粒组织。圆饼锻件可考虑下列措施：①采用光滑的平台和砧面，必要时润滑；②平台和砧面预热到150-450℃；③饼坯两端加低碳钢垫板；④采用叠锻；⑤变形时采用间歇压缩；⑥包套镦粗。

5）奥氏体不锈钢冷缩率特别大。锻件在最终成形时，应考虑较大的收缩率（1.5% -1.7%),避免锻件在冷却后因尺寸不足造成废品。

6）锻后空冷。奥氏体不镑钢锻后空冷、坑冷或砂冷均可。

7）为了使锻造和空冷过程中析出的碳化物重新溶人奥氏体，得到均匀单一的常温奥氏体组织，不锈钢应进行固溶处理，即1020-1050℃加热保温，然后水冷。温度不宜过高，保温时间不宜过长，以防晶粒长大。
 

3.马氏体不锈钢的锻造

马氏体不锈钢碳的质量分数为0.1%-4%,铬的质量分数约为12%-14% ,如20Crl3、30Crl3、40Crl3等。这类钢高温时是奥氏体组织，冷却到室温就转变为马氏体组织，它比铁素体和奥氏体不锈钢硬度高，能用热处理方法细化晶粒，提高力学性能。

马氏体不锈钢加热温度不宜太高，过高组织会出现S铁素体，使钢的塑性下降，锻造时始锻温度一般为1100-1150℃。这类钢导热性差，快速加热易产生裂纹。因此，850℃前必须缓慢加热，待塑性提高以后才能快速加热到始锻温度。

这类钢高温时是单相奥氏体组织，锻造时没有特殊困难，但在 900-950℃范围要避免重击，以防碎裂。最后一火的变形量也没有特殊要求，终锻温度一般在900℃左右。这类钢锻后若在空气中冷却，会立即转变为马氏体组织，锻件内存在很大的热应力、锻造残余应力和组织应力，容易导致表面裂纹。因此，锻后需在热砂中或炉中缓慢冷却，并及时退火消除内应力，降低硬度，以便于机械加工。