不銹鋼生產(chǎn)流程詳解

不銹鋼絲生產(chǎn)流程不銹鋼是20300多個(gè)牌號(hào)的而不銹鋼幾乎能夠涵蓋其它任何一種格外鋼。不銹鋼合金含量高，價(jià)格比較高，但使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他鋼種，維護(hù)費(fèi)用少，是使用成本最低的鋼種。不銹鋼回收利用率高，對(duì)環(huán)境污染少，是改善環(huán)境，美化生活的綠色環(huán)保材料。不銹鋼的生產(chǎn)和使用在肯定程度上反映出一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)進(jìn)展水平和人民生活水平。不銹鋼的進(jìn)展幾乎不受某個(gè)特定行業(yè)進(jìn)展的影響，而與國(guó)家和地區(qū)GDP（國(guó)民生產(chǎn)總值）的增長(zhǎng)密切相關(guān)。我國(guó)是一個(gè)進(jìn)展中國(guó)家，近年來(lái)GDP值以每年7%~8%的速度穩(wěn)步升高，國(guó)內(nèi)不銹鋼表觀消費(fèi)量一直以每年15%左右速度遞增，2001年中國(guó)不銹鋼表觀消費(fèi)量已達(dá)225萬(wàn)噸。估計(jì)將來(lái)幾年這種增長(zhǎng)勢(shì)頭將有增無(wú)減，不銹鋼市場(chǎng)前景一片光明。鋼絲在不銹鋼總量中所占比例大約為4.5%，我國(guó)2001年鋼絲所占比例已達(dá)4.9%，估計(jì)將來(lái)幾年將升高到5.0%~5.52001年調(diào)查資料全國(guó)不銹鋼絲表觀消費(fèi)量為11萬(wàn)噸，品種結(jié)構(gòu)為鉚螺占40.1%，氣閥占22.7%，篩網(wǎng)和焊絲分別占9.1%，精密軸占4.5%，醫(yī)療器械占2.7%，滾動(dòng)體占1.80.9%，其它占8.2%。假若按鋼的組織結(jié)構(gòu)來(lái)劃分，我國(guó)奧氏體不銹鋼絲：鐵素體不銹鋼絲：馬氏體不銹鋼絲消費(fèi)比例為65：10：25，70：18：12，由此看出消費(fèi)水平尚有肯定差距。相對(duì)待其他品種，不銹鋼絲屬于投資少，見(jiàn)效快的產(chǎn)業(yè)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)不銹鋼絲生產(chǎn)企業(yè)如維持在2要而迫切的任務(wù)。不銹鋼的特性、用途及品種不銹鋼是指一些在空氣、水、酸性溶液及其它腐蝕介質(zhì)中具有較高化學(xué)穩(wěn)定性，在高溫下具有抗氧化性的鋼。不銹鋼的耐腐蝕性能和抗氧化性與其化學(xué)成分密切相關(guān)。、化學(xué)成分對(duì)不銹鋼的組織和性能的影響鉻是決定不銹鋼耐腐蝕性能的主要元素為什么鉻能決定不銹鋼的耐腐蝕性能？是不是含鉻的鋼都是不銹鋼？回答這個(gè)問(wèn)題必需從金屬腐蝕說(shuō)起。金屬腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種。在高溫下金屬直接與空氣中的氧反應(yīng)，生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)是金屬在介質(zhì)中離子化。以鐵為例，電化學(xué)腐蝕經(jīng)過(guò)可表示為：Fe-e=Fe++一種金屬耐電化學(xué)腐蝕的能力，決定于本身的電極電位。電極電位越負(fù)，越易失去電子，發(fā)生離子化。電極電位越正，越不易失去電子，不易離子化。常見(jiàn)金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位如表1-1。表1-1 常見(jiàn)金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位金屬AlTiMnZnCrFeCoNiPbCuAgAu電位-1.66-1.63-1.18-0.763-0.74-0.44-0.277-0.25-0.126+0.334+0.799+1.50鉻提升鋼耐腐蝕性能的第一個(gè)原因是鉻使鐵-鉻合金鋼的電極電位提升。當(dāng)鉻含量達(dá)到1/82/83/8n/81-1當(dāng)鐵-鉻固溶體中鉻的原子含量達(dá)到12.5%（1/8）第一個(gè)突變值時(shí)，基體在FeSO4溶液中的電極電位由-0.56V跳增至+0.2V，通常把12.5%的原子含量作為不銹鋼的最低含鉻量，換算成重量百分比則為：12.5%×（鉻原子量/鐵原子量）=12.5%×52/55.8=11.65%含鉻低于11.65%的鋼，一般不叫不銹鋼。鉻提升鋼的耐蝕性能的第二個(gè)原因是鐵-鉻合金鋼在氧化性介質(zhì)中極易形成一層致密的鈍從而有效地防止鋼進(jìn)一步氧化或腐蝕。但在還原性介質(zhì)中，這層膜有破裂的傾向。一般說(shuō)來(lái)，不銹鋼的耐蝕性能和抗氧化性能是隨鉻含量的增加而增加的。從表1-2能夠看出，鐵-鉻合金鋼在海洋大氣中的腐蝕隨鉻含量的增加而削減。圖1-2顯示鐵-鉻合金鋼在1000℃時(shí)，氧化失重與鉻含量的關(guān)系。表1-2 鐵-鉻合金鋼在海洋大氣中腐蝕率與鉻含量關(guān)系鉻含量，%鉻含量，%1235791218.56.795.504.443.02.782.490.200.04碳的雙重作用碳是不銹鋼中僅次于鉻的第二號(hào)常用元素，不銹鋼的組織和性能在很大程度上取決于碳含量及其分布狀態(tài)。碳是穩(wěn)定奧氏體元素，它對(duì)奧氏體的穩(wěn)定作用很劇烈，約為鎳的30倍。圖1-3顯示碳對(duì)不銹鋼奧氏體區(qū)的影響。在高溫下處于α或α+γ相區(qū)的鉻鋼是不能或很難經(jīng)過(guò)淬火得到馬氏體組織的。以含鉻13%的鋼為例，碳含量小于0.08%時(shí)為鐵素體鋼，碳含量0.08%～0.15%0.15%時(shí)為馬氏體鋼。碳能顯著提升不銹鋼的強(qiáng)度，從2Cr13、3Cr13、4Cr13到9Cr18，鋼的強(qiáng)度隨碳含量1-3顯示奧氏體鋼抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度隨碳含量增加而升高。1-3碳對(duì)18-8碳含量，%屈服強(qiáng)度σ0.2，N/mm2抗拉強(qiáng)度σb，N/mm20.0201765890.0652506270.143047060.213337450.305358797不銹鋼奧氏體化時(shí)碳的最大溶解度為0.50%，在冷卻經(jīng)過(guò)中碳的溶解度削減，不斷析出，不同而異。含鉻小于10%的鋼，主要為滲碳體型碳化物（Fe.Cr）3C，高鉻鋼中的碳化物為復(fù)雜碳化物Cr7C3和Cr23C6。碳化物中的鉻能夠被置換，以（Fe.Cr）7C3和（Fe.Cr）23C6的的形式存在。不銹鋼中的碳化物主要以（Fe.Cr）23C6形式存在。碳與鉻形成碳化物時(shí)要占用不銹鋼中的一部分鉻，以Cr23C6為例計(jì)算：Cr23C6:（鉻原子量×23）/（碳原子量×6）=（52×23）/（12×6）≈17不銹鋼中的碳要與17倍的鉻結(jié)合，生成碳化物，固溶體中的鉻含量必定要削減，鋼的耐11.65%，就不能稱(chēng)其為不銹鋼，模具鋼Cr12和Cr12MoV就是一例。0Cr13～4Cr13五個(gè)牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定含鉻量為12.0～14.0%，就是考慮到碳要與鉻形成碳化物確定的。由于碳對(duì)耐腐蝕性能有不利的影響，奧氏體和鐵素體鋼很少采納碳來(lái)強(qiáng)化，其含碳量多0.15%以下。馬氏體鋼的含碳量大多在0.10%～0.40%范圍內(nèi)。鎳是穩(wěn)定奧氏體元素鎳是不銹鋼中第三號(hào)常用元素，它在鋼中起擴(kuò)大奧氏體區(qū)、穩(wěn)定奧氏體組織的作用。鉻不銹鋼中加入肯定量的鎳后，組織和性能都發(fā)生明顯變化。如1Cr17為鐵素體鋼，熱處理后抗拉強(qiáng)度在500N/mm22.01Cr17Ni21100N/mm21-4顯示了含碳0.10的鎳含量。當(dāng)鉻為18%時(shí)，只需要8%的鎳，常溫下就能得到奧氏體組織，這就是18-8型不銹鋼的來(lái)由。鎳能顯著地提升鉻鋼的耐腐蝕性能和高溫抗氧化性能，鉻-鎳奧氏體鋼比鉻含量相同的鐵素體和馬氏體鋼有更好的耐腐蝕性能。鉻含量在20%以下時(shí)，鋼的抗氧化性能隨鎳量的增加不斷改善。對(duì)待高鉻鋼，最佳鎳含量在10%～20%之間，Cr20Ni10和Cr25Ni20就是兩個(gè)典型的耐熱鋼。鎳能有效地降低鐵素體鋼的脆性，改善其焊接性能，但對(duì)抗應(yīng)力腐蝕性能有不利的影響，對(duì)待奧氏體鋼，鎳能降低鋼的冷加工硬化趨勢(shì)，改善冷加工性能，使鋼在常溫柔低溫下均具有很高塑性和韌性。錳和氮能夠代替鎳錳是奧氏體形成元素，它能抑制奧氏體的分解，使高溫形成的奧氏體組織保持到室溫。錳穩(wěn)定奧氏體的作用為鎳的二分之一，21%的鎳。鉻-錳鋼要在常溫下得到徹底奧氏體組織0.2%、鉻大于14%～15%時(shí)，不論向鋼中加入多少錳都不能得到純奧氏體組織。要得到奧氏體組織必需增加碳含量或降低鉻含量，這兩種作法都會(huì)降低鋼的耐蝕性能，所以錳不能代替全部鎳。含錳鋼具有冷加工強(qiáng)化效應(yīng)顯著，耐磨性高的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是對(duì)晶間腐蝕很敏感，并且不能經(jīng)過(guò)加鈦和鈮來(lái)消除晶間腐蝕。氮也是穩(wěn)定奧氏體元素，氮與錳結(jié)合能取代比較貴的鎳。氮穩(wěn)定奧氏體的作用比鎳大，0.02512.5%～6.5%的鎳。在奧氏體中氮也是最有效的固溶強(qiáng)化元素之一。氮與鉻的親和力要比碳與鉻的親和力小，奧氏體鋼很少見(jiàn)到Cr2N的析出。因此氮能在不降低耐蝕性能的基礎(chǔ)上，提升不銹鋼強(qiáng)度，研制含氮不銹鋼是近年來(lái)不銹鋼工業(yè)的趨勢(shì)。氮在鋼中的溶解度有限（，加入鉻和錳能提升其溶解度，加入鎳和碳能削減其溶解度。在大氣冶煉條件下，氮以Cr-N或Mn-N合金形式加入鋼中，很難準(zhǔn)確控制回收率。一般認(rèn)為氮含量超過(guò)0.2%對(duì)冶煉操作極為不利。氬-氧精煉，加壓電渣熔煉，平衡壓力澆鑄等技術(shù)的進(jìn)展和應(yīng)用，能準(zhǔn)確控制鋼中氮含量，用氮來(lái)控制鋼中的組織成為現(xiàn)實(shí)。近期研究成果表明，適當(dāng)調(diào)整不銹鋼成分，格外是鉻與錳的配比，能將鋼中的氮含量穩(wěn)定在0.4%左右，如205（17Cr-1.25Ni-15Mn-0.15C-0.35N）0.30%～0.40%。鈦和鈮能夠防止晶間腐蝕鉻-鎳奧氏體不銹鋼在450～800一般認(rèn)為，晶間腐蝕是碳從飽和的奧氏體以Cr23C6形態(tài)析出。造成晶界處奧氏體貧鉻所致。防止晶界貧鉻是防止晶間腐蝕的有效方式。如將各種元素按與碳的親和力大小排列，挨次為：Ti、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn。鈦和鈮與碳的親和力都比鉻大，把它們加入鋼中后，碳優(yōu)先與它們結(jié)合生成碳化鈦）和碳化鈮鉻，從而有效防止晶間腐蝕。另外，鈦和鈮與氮可結(jié)合生成氮化鈦和氮化鈮，鈦與氧可結(jié)合生成二氧化鈦，奧氏體中還能溶解一部分鈮（約?？紤]這些因素，實(shí)際生產(chǎn)中為防止晶間腐蝕，鈦和鈮加入量一般按下式計(jì)算：Ti=（C-0.02）×5～0.8%Nb≥10×C%450650℃是Cr23C6形成溫度，900℃是TiC形成溫度，920℃是NbC形成溫度。要防止晶間腐蝕就要削減Cr23C6含量，使碳化物全部以TiC和NbC形態(tài)存在。由于鈦和鈮的碳化物比鉻的碳化物穩(wěn)定，鋼加熱到700℃以上時(shí)，鉻的碳化物就開(kāi)頭向鈦和鈮的碳化物轉(zhuǎn)化850～9301h，此時(shí)鉻的碳化物全部分解，形成穩(wěn)定的TiCNbC，鋼的抗晶間腐蝕性能得到改善。不銹鋼中加入鈦和鈮，在肯定條件下彌散析出Fe2Ti和Fe3Nb2金屬間化合物，鋼的高溫強(qiáng)度有所提升。由于鈮的價(jià)格昂貴（0倍，廣泛采納的是加鈦不銹鋼。含鈦鋼存在一些缺點(diǎn)，如：TiO2和TiN以?shī)A雜物存在，含量高且分布不均，降低鋼的純凈度；鑄錠表面質(zhì)量差，增加工序修磨量，極易造成大批廢品；成品拋光性能不好，很難得到高精度表面等。因此在國(guó)外不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)中，1Cr18Ni9Ti鉬和銅能夠提升耐蝕性能不銹鋼的鈍化作用是在氧化性介質(zhì)中形成的，通常所說(shuō)的耐腐蝕，多指氧化介質(zhì)而言。在非氧化性酸中，如稀硫酸和強(qiáng)有機(jī)酸中，一般鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼均不耐蝕。格外是在含有氯離子（Cl）的介質(zhì)中，由于氯離子能破壞不銹鋼表面的鈍化膜，造成不銹鋼局部地區(qū)的腐蝕，即點(diǎn)腐蝕。在不銹鋼中加入鉬和銅是提升不銹鋼在非氧化性介質(zhì)中抗蝕性能的有效途徑。鉬能促使不銹鋼表面鈍化，具有增強(qiáng)不銹鋼抗點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕的能力，鐵素體不銹鋼一般來(lái)說(shuō),鉻含量越高,鉬提升鋼耐點(diǎn)蝕性能效果越明顯。研究表明，鉬提升耐點(diǎn)蝕性能的能力相當(dāng)于鉻的3倍。1Cr17鋼中加入1%的鉬（1Cr17Mo）可使其在有機(jī)酸和鹽酸中的耐腐蝕性能明顯提升。18-8鉻鎳鋼中加入1.5～4.0%的鉬，能夠提升其在稀硫酸、有機(jī)酸（醋酸、蟻酸、草酸、硫化氫、海水中的耐蝕性能。鉬是形成鐵素體的元素，因此，18-8鉻鎳鋼加鉬后，為保持純奧氏體組織，鎳含量也要相應(yīng)提升。加鉬后，18-8鋼的鎳含量一般提升至12%以上，如0Cr17Ni12Mo2和00Cr17Ni14Mo2。1-4。在馬氏體不銹鋼中加入0.5%～4.0%的鉬能夠增加鋼的回火穩(wěn)定性。鉬在不銹鋼中還能形成沉淀析出相，提升鋼的強(qiáng)度，如沉淀硬化型0Cr17Ni5Mo3。牌號(hào)蠕變極限N/mm牌號(hào)蠕變極限N/mm20Cr18Ni92119171抗拉強(qiáng)N/mm2屈服強(qiáng)N/mm22031653876087120316538760871℃℃℃℃℃℃℃℃℃℃58644411721249769586538455276172262241193138103銅加入不銹鋼中可提升不銹鋼在硫酸中的耐蝕性能。含銅不銹鋼鋼水流淌性較好，簡(jiǎn)單鑄成高質(zhì)量的部件。銅還能提升不銹鋼的冷加工性能，如0Cr18Ni9Cu3多作冷頂鍛鋼使用。其它元素的影響上述9個(gè)元素一般作為合金元素加入鋼中，硅、硫、磷一般作為殘余元素存在于鋼中。為了某些特定目的，不銹鋼有時(shí)也加入硅、硫、磷、鋁和稀土等元素。硅是形成鐵素體元素，在提升不銹鋼的抗氧化和熱強(qiáng)性能方面有良好的作用。含硅的不銹鋼鋼水流淌性好，能鑄成高質(zhì)量的耐熱不銹鋼鑄件。硅對(duì)18-8型奧氏體的耐硝酸腐蝕性能有不利影響，當(dāng)硅含量處于0.8%～1.0%時(shí)影響最顯著，但硅能提升奧氏體不銹鋼的抗應(yīng)力腐蝕能力。一般認(rèn)為，硅使不銹鋼的冷加工性能下降。硫在一般不銹鋼中是殘余元素。硫?qū)︿摰膹?qiáng)度影響不大，但降低不銹鋼的韌性，使鋼的延0.15%～0.4%的硫。偏高一些（≤，磷是作為合金元素加入的。鋁是穩(wěn)定鐵素體的元素，可提升鋼的耐高溫氧化性能，改善焊接性能，鋁含量達(dá)1%左右時(shí)，有顯著的沉淀硬化效果，但鋁會(huì)降低鋼抗硝酸腐蝕能力。稀土元素應(yīng)用于不銹鋼，主要是改善工藝性能，保證熱加工順利進(jìn)行。雙相鋼常用稀土改善熱加工性能。不銹鋼組織取決于各元素作用的總和依據(jù)各元素對(duì)組織成分影響，可將不銹鋼中的合金元素分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是擴(kuò)大奧氏體區(qū)，穩(wěn)定奧氏體組織的元素，包括碳、鎳、錳、氮和銅，以碳和氮的作用程度最大；另一類(lèi)是縮小奧氏體區(qū)，形成鐵素體組織的元素，包括鉻、硅、鉬、鈦、鈮、鉭、釩和鋁等。這兩類(lèi)元作用，不銹鋼組織就以?shī)W氏體為主，鐵素體很少以至于沒(méi)有。假若它們作用程度還不能使鋼的奧氏體保持到室溫，在冷卻經(jīng)過(guò)中奧氏體發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，鋼的組織則為馬氏體。假若形成鐵素體元素起主要作用，鋼的組織則以鐵素體為主。不銹鋼的組織可經(jīng)過(guò)組織圖進(jìn)行猜測(cè)，如圖。其橫坐標(biāo)表示鉻當(dāng)量，縱坐標(biāo)表示鎳當(dāng)量。﹝ [Cr]=Cr%+Mo%+1.5（Si+Ti）%+0.5Nb%+3Al%+5V%﹝ [Ni]=Ni%+30（C+N）%+0.5Mn%+0.33Cu%不銹鋼的組織、性能和用途不銹鋼的牌號(hào)許多，我國(guó)常用不銹鋼牌號(hào)就有50多個(gè)。如把不同牌號(hào)的不銹鋼加熱到高溫0℃℃，然后在空氣中冷卻，得到的金相組織各不相同。依據(jù)金相組織類(lèi)型可將不銹鋼分為：⑴馬氏體鋼，包括馬氏體一碳化物鋼；⑵鐵素體鋼；⑶奧氏體鋼；⑷奧氏體—鐵素體雙相鋼;(5)沉淀硬化鋼。各類(lèi)鋼的常用牌號(hào)、用途和特點(diǎn)如下。馬氏體鋼馬氏體鋼是一種可硬化不銹鋼，依據(jù)化學(xué)成分可分為鉻不銹馬氏體鋼和鉻鎳不銹馬氏體1Cr13、2Cr13、3Cr13(Mo)、4Cr13、1Cr17Ni2、2Cr13Ni2、Y1Cr13和9Cr18(Mo)。馬氏體鋼有良好的淬透性，可經(jīng)過(guò)淬、回火轉(zhuǎn)變其強(qiáng)度和韌性，常溫下有良好的耐腐蝕和耐磨性能，耐高溫性能優(yōu)良，直到500℃強(qiáng)度也不降低，在高達(dá)700℃大氣中仍能抗氧化。1Cr13、2Cr13和3Cr13(Mo)用于制作刀具、精密軸、滾動(dòng)體、噴咀、彈簧、閥門(mén)和手術(shù)器材等。1Cr17Ni2Y1Cr13和2Cr13Ni2屬于易切削不銹鋼，用于制作表面光潔度高、又承受較大應(yīng)力的耐蝕零9Cr18(Mo)是不銹鋼中硬度最高的一種鋼，多用作要求高硬度及耐磨的零件，如切削工具、軸承，彈簧及醫(yī)療器械等。馬氏體不銹鋼作結(jié)構(gòu)件和刀具用需進(jìn)行淬火—回火處理。其耐蝕性能在淬火狀態(tài)最好，淬回火狀態(tài)次之，退火狀態(tài)下最差。馬氏體鋼經(jīng)過(guò)退火實(shí)現(xiàn)軟化，由于具有自硬性，退火后的冷卻速度至關(guān)重要。退火方式有徹底退火、再結(jié)晶退火和消除應(yīng)力退火3馬氏體鋼屬于易裂鋼，熱加工和熱處理時(shí)的熱應(yīng)力，冷加工時(shí)的殘余應(yīng)力，都能導(dǎo)致鋼的開(kāi)裂。所以熱加工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制升溫、降溫速度，熱加工后及時(shí)退火。冷加工后用及時(shí)進(jìn)行消除應(yīng)力處理。鐵素體鋼鐵素體鋼在常溫下以鐵素體組織為主，具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)，鋼中含鉻11—30%，一般不含鎳，有時(shí)含有少量的Mo、Ti和Nb。鐵素體鋼的耐腐蝕性能優(yōu)于馬氏體鋼，具有導(dǎo)熱系數(shù)大、膨脹系數(shù)小、抗氧化性能好和抗應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)異等特點(diǎn)。常用牌號(hào)有0Cr13、0Cr17(Mo)、0Cr28。0Cr130Cr17(Mo)用作家0Cr28用于制作濃硝酸、磷酸和次氯酸鈉等化工設(shè)備零件和管道等。一般說(shuō)來(lái)，鐵素體不銹鋼的工藝性能較差，脆性?xún)A向比較大。鐵素體鋼的脆性與下列幾個(gè)因素有關(guān)：高溫脆性間隙元素（C、N）含量中等以上的（C+N＞400PPM）鐵素體鋼，加熱到1000℃以上，快速冷卻到室溫，其韌性和塑性比較低。近期研究表明高溫脆性和晶間腐蝕一樣，是由富鉻碳增加，冷卻速度加快，向高溫區(qū)移動(dòng)。含鉻25%的鋼，當(dāng)碳氮總量從0.035%提升到0.045%時(shí)，脆性轉(zhuǎn)變溫度從室溫以下提升到室溫以上。伴隨著脆化，鋼的耐蝕性能也急劇下降。已經(jīng)750℃—850℃能夠恢復(fù)其塑性和耐蝕性能。晶粒粗化鐵素體鋼的晶粒極易粗化，加熱時(shí)其晶粒長(zhǎng)大速度和粗化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于奧氏體不銹鋼。這種晶粒粗化是不行逆轉(zhuǎn)的。在熱加工和熱處理經(jīng)過(guò)中，如工藝控制不當(dāng)，晶粒一旦長(zhǎng)大，往往造成整批鋼脆化報(bào)廢。因此為防止晶粒粗化，鐵素體不銹鋼往往采納較低的始鍛（軋）溫度（℃）和終鍛（軋）溫度℃。冷加工中，采納℃短時(shí)間保溫，快速冷卻的退火工藝，使其軟化。σ相析出鐵素體鋼在550—800℃下長(zhǎng)久加熱，會(huì)析出一種鐵與鉻的金屬間化合物相）其成分相近似于FeCr。σ相硬而脆，沿晶界呈網(wǎng)狀分布。σ相的出現(xiàn)使鋼的性質(zhì)變脆，并且降低鋼的耐蝕和抗氧化性能。一般認(rèn)為，含鉻低于20%的鋼不易產(chǎn)生σ相，隨著鉻含量的增加，產(chǎn)生σ相的傾向增大。向鋼中添加形成鐵素體元素，如硅、鈮、鈦。鉬等，產(chǎn)生σ相傾向增大，添加銅、錳、鎳等穩(wěn)定奧氏體元素有相反的作用。已形成σ相的鋼，經(jīng)過(guò)850℃加熱，保溫半個(gè)小時(shí)，即可使σ相溶解，恢復(fù)鋼的韌性。1.2.2.4475℃脆性高鉻鋼在370—540℃溫度下長(zhǎng)久加熱后，會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度升高、韌性大幅度降低的現(xiàn)象。這475475℃脆性。475℃脆性在含鉻13.7%以上的鋼中就有可能出現(xiàn)，在含鉻較高的馬氏體—鐵素體鋼、18—8型奧氏體鋼及沉淀硬化鋼中亦曾發(fā)覺(jué)，但遠(yuǎn)不及高鉻鐵素體鋼明顯。鐵素體鋼的475℃脆性，隨含鉻量的增加，脆性轉(zhuǎn)變溫度提升，轉(zhuǎn)變所需的加熱時(shí)間縮短。Cr13400℃℃，Cr17500℃。Cr1714Cr28短期加熱就可能變脆。近期研究表明：475475600℃以上加熱，然后快冷予以消除。奧氏體鋼奧氏體鋼在常溫下為奧氏體組織，具有面心立方晶格結(jié)構(gòu)。奧氏體鋼是以18—8型鉻鎳鋼為基礎(chǔ)進(jìn)展起來(lái)的鋼。常用牌號(hào)有1Cr18Ni91Cr18Ni9Ti0Cr18Ni9Cu30Cr17Ni12Mo2、0Cr25Ni20。1Cr18Ni9因冷加工強(qiáng)化效應(yīng)顯著，主要用作不銹彈簧和制繩材料。1Cr18Ni9Ti具有良好的抗晶間腐蝕性能，0Cr18Ni9Cu3冷加工性能優(yōu)良，磁性較弱，用于制造螺栓、篩網(wǎng)和編織鋼絲，0Cr17Ni12No2（316）在海水和其它含氯離子和硫化氫介質(zhì)中有很好的耐點(diǎn)腐蝕性能，用于制作化工、石油、食品用設(shè)備的零部件、銷(xiāo)、軸、網(wǎng)、傳送帶、螺栓等。0Cr25Ni20（310）兼有較高的耐蝕和耐熱性能，作為耐蝕鋼，用于制作食品工爐膛部件，馬氟爐管，輻射管等。奧氏體鋼具有高的耐蝕性能，良好的焊接性能，常溫柔低溫下有很高的塑性和韌性，加形成碳化物的元素和采納穩(wěn)定化處理的方式來(lái)消除這種敏感性。奧氏體—鐵素體雙相鋼奧氏體—鐵素體雙相鋼常用牌號(hào)有00Cr25Ni5Mo3Si2,這種鋼耐應(yīng)力腐蝕和點(diǎn)腐蝕性能好，可用于含氯離子環(huán)境中，主要用在化工、石油、造紙的工業(yè)熱交換器和冷凝器上。奧氏體—鐵素體雙相鋼中的鐵素體含量隨化學(xué)成分和加熱溫度的不同而有較大的變化，與奧氏體鋼相比，這類(lèi)鋼具有屈服強(qiáng)度較高，抗晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕能力較強(qiáng)，焊接時(shí)產(chǎn)生熱裂紋傾向小，鑄造流淌性好等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是熱加工性能稍差，易產(chǎn)生σ沉淀硬化鋼沉淀硬化鋼常用牌號(hào)有0Cr17Ni7Al和0Cr17Ni4Cu4Nb。沉淀硬化鋼具有良好的耐蝕性能和較高的強(qiáng)度。0Cr17Ni7Al多用作飛機(jī)外殼、結(jié)構(gòu)件、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)零件、彈簧、天線(xiàn)、0Cr17Ni4Cu4Nb用于有肯定耐蝕要求的高強(qiáng)度容器、高強(qiáng)度螺栓和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)零件等。奧氏體不銹鋼加工性能好，但強(qiáng)度低，不能經(jīng)過(guò)熱處理強(qiáng)化。馬氏體鋼淬火—回火能獲得高強(qiáng)度，但加工性能不太好。沉淀硬化不銹鋼兼有兩者的優(yōu)點(diǎn)，退火（固溶）狀態(tài)較軟，簡(jiǎn)單加工成形，經(jīng)過(guò)熱處理可獲得高強(qiáng)度；具有與奧氏體不銹鋼相當(dāng)?shù)哪臀g性能。此外，這類(lèi)鋼經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臅r(shí)效處理，會(huì)析出沉淀相，使強(qiáng)度進(jìn)一步提升。不銹鋼的品種不銹鋼的品種許多，除產(chǎn)量最大的不銹鋼板材外，還有絲、管、棒、帶等品種，其中不銹鋼絲是進(jìn)展的比較快的一個(gè)品種。在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，有用不銹鋼絲取代碳素鋼絲的趨勢(shì)，致使不銹鋼絲的需求量飛快增長(zhǎng)。不銹鋼絲按用途可分為不銹耐熱鋼絲、不銹彈簧鋼絲、不銹焊絲、不銹冷頂鍛鋼絲、不銹軸承鋼絲、不銹易切削鋼絲等。不銹鋼絲是一種生產(chǎn)難度比較大的格外鋼絲。這類(lèi)鋼絲的熱處理、表面處理和拉拔工藝和一般鋼絲不一樣，下列分類(lèi)介紹不銹鋼絲生產(chǎn)技術(shù)。2、不銹鋼絲生產(chǎn)工藝技術(shù)不銹耐熱鋼絲不銹耐熱鋼絲現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T4240-9323氏體鋼14個(gè)，鐵素體鋼2個(gè)，馬氏體鋼7個(gè)。成品鋼絲主要考核尺寸偏差、表面質(zhì)量和力學(xué)性能334Cr131Cr17Ni2和9Cr18以退火狀態(tài)交貨外均以輕拉狀態(tài)交貨。家用電器和微型電機(jī)用精密軸、篩網(wǎng)和編織用鋼絲、生產(chǎn)細(xì)絲用原料，捆綁線(xiàn)等均可按此標(biāo)準(zhǔn)定貨。生產(chǎn)工藝流程奧氏體不銹鋼絲生產(chǎn)流程如下：熱軋盤(pán)圓固溶處理堿浸熱軋盤(pán)圓固溶處理堿浸沖洗三酸洗涂層拉 絲去涂層中和成品檢驗(yàn)包裝奧氏體—鐵素體不銹鋼絲，以及部分電熱合金、高溫合金、耐蝕合金和精密合金絲材，因組織、成分與奧氏體不銹鋼絲有相似之處，可按此工藝流程生產(chǎn)。馬氏體、鐵素體不銹鋼絲生產(chǎn)流程如下：熱軋盤(pán)圓熱軋盤(pán)圓退火堿浸沖洗酸 洗涂層拉涂層拉絲去涂層成品檢驗(yàn)包裝熱處理不銹鋼絲冷加工經(jīng)過(guò)中的熱處理與其它制品熱處理的目的和方式不徹底相同。固溶處理奧氏體不銹鋼絲經(jīng)過(guò)固溶處理來(lái)軟化，一般將鋼絲加熱到950～1150℃左右，保溫一段時(shí)間，使碳化物和各種合金元素充分均勻地溶解于奧氏體中，然后快速淬水冷卻，碳及其它合金元素來(lái)不及析出，獲得純奧氏體組織，稱(chēng)之為固溶處理。固溶處理的作用有3⑴使鋼絲組織和成分均勻全都，這對(duì)原料尤其重要，由于熱軋線(xiàn)材各段的軋制溫度和冷卻速度不一樣，造成組織結(jié)構(gòu)不全都。在高溫下原子活動(dòng)加劇，σ相溶解，化學(xué)成分趨于均勻，快速冷卻后就獲得均勻的單相組織。⑵消除加工硬化，以利于繼續(xù)冷加工。經(jīng)過(guò)固溶處理，歪扭的晶格恢復(fù)，伸長(zhǎng)和破裂的晶粒重新結(jié)晶，內(nèi)應(yīng)力消除，鋼絲抗拉強(qiáng)度下降，伸長(zhǎng)率升高。⑶恢復(fù)不銹鋼固有的耐蝕性能。由于冷加工造成碳化物析出，晶格缺陷，使不銹鋼耐蝕性能下降。固溶處理后鋼絲耐蝕性能恢復(fù)到最佳狀態(tài)。對(duì)待鋼絲而言，固溶處理的3個(gè)要素是溫度、保溫時(shí)間和冷卻速度。固溶溫度主要依據(jù)化學(xué)成分確定。一般說(shuō)來(lái)，合金元素種類(lèi)多、含量高的牌號(hào)，固溶溫度要相應(yīng)提升。格外是錳、鉬、鎳、硅含量高的鋼，只有提升固溶溫度，使其充分溶解，才能達(dá)到軟化效果。但穩(wěn)定化鋼，如1Cr18Ni9Ti，固溶溫度高時(shí)穩(wěn)定化元素的碳化物充分溶解于奧氏體中，在隨后的冷卻中會(huì)以Cr23C6的形態(tài)在晶界析出，造成晶間腐蝕。為使穩(wěn)定化元素的碳化物（TiCNbC）不分解、不固溶，一般采納下限固溶溫度。裝爐，保溫后快速出爐淬水。從裝爐到出爐熱處理周期一般為0.5-2h?！?00℃為σ相析出區(qū)，還有475℃脆性區(qū)，因此，固溶后的鋼絲應(yīng)采納快速冷卻的方式防止碳化物析出，避開(kāi)上述溫度區(qū)，獲得最佳熱處理效果。直徑φ3.0mm以上的鋼絲一般用水冷，直徑φ3.0mm以下能夠用風(fēng)冷。美國(guó)304(0Cr19Ni9)和316(0Cr17Ni12Mo2)鋼現(xiàn)場(chǎng)冷卻作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為，超過(guò)3min鋼仍為紅色就說(shuō)明冷卻速度不夠。一般說(shuō)來(lái)，固溶處理后鋼絲抗拉強(qiáng)度主要取決于固溶溫度，溫度升高，抗拉強(qiáng)度偏低。伸長(zhǎng)率似乎更多取決于冷卻速度，冷卻加快，伸長(zhǎng)率偏高。近年來(lái)，新興不銹鋼絲生產(chǎn)企業(yè)幾乎全部選用氨分解氣體保護(hù)連續(xù)爐，自由放線(xiàn)、倒立式收線(xiàn)或線(xiàn)軸收線(xiàn)的方式進(jìn)行鋼絲熱處理。選用氨分解氣體（25%N2+75%H2的體積比）作為保護(hù)氣的原因是液氨資源豐富，儲(chǔ)運(yùn)便利，制氣裝備簡(jiǎn)單，制出的氣體純度比較高，稍作凈化即可使用。由于不銹鋼中鉻含量高，保護(hù)氣體中的氧和水份的含量必需降到相當(dāng)?shù)偷乃讲拍?45～-552-1氫氣露點(diǎn)與0Cr17Ni7Al表面色澤關(guān)系露點(diǎn)，℃-66-49 -40.5 -37.6 -34表面光澤光亮光亮 乳白色 微藍(lán) 較深藍(lán)色有穩(wěn)定化元素Ti、Nb或Mn、Al含量較高的鋼，由于這些元素與氧的親和力比鉻大，即使保護(hù)氣體的露點(diǎn)低于-55℃，鋼的表面也會(huì)變成淡灰色和亮灰色。以氫氣保護(hù)連續(xù)爐熱處理0Cr17Ni7Al2-1氫氣露點(diǎn)與0Cr17Ni7Al表面色澤關(guān)系露點(diǎn)，℃-66-49 -40.5 -37.6 -34表面光澤光亮光亮 乳白色 微藍(lán) 較深藍(lán)色不銹鋼絲氣體保護(hù)連續(xù)爐設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)保護(hù)氣體要求一般為氧含量≤ 10ppm,露點(diǎn)低于-60℃。另外一個(gè)重要參數(shù)是氣體流量，不同企業(yè)熱處理實(shí)際使用流量往往有很大差別，造成差別的原因有兩方面：①系統(tǒng)的氣密性，②鋼絲的潔凈度。法蘭盤(pán)及閥門(mén)的泄漏，系統(tǒng)泄漏不僅造成氣體流失，還嚴(yán)峻降低氣體純度，造成不銹鋼絲氧化變色。爐管兩端的封堵，格外是進(jìn)氣端的封堵，能夠有效地削減氣體流量。鋼絲表面潔凈度是一個(gè)簡(jiǎn)單忽視的因素，表面潮氣、殘留油脂和潤(rùn)滑劑帶入爐管，惡化爐管內(nèi)氣氛，往往造成鋼絲氧化。此時(shí)為使鋼絲恢復(fù)光亮，必需用大量高純氣體稀釋水氣，改善爐清洗裝置和干燥爐，成品鋼絲表面質(zhì)量確實(shí)有根本性提升。保護(hù)氣體流量能夠用換氣系數(shù)來(lái)確定，每小時(shí)通氣量等于爐管總?cè)莘e時(shí)換氣系數(shù)為1。不銹鋼絲光亮熱處理爐的實(shí)際換氣系數(shù)為15～45。退火處理馬氏體不銹鋼絲采納退火處理。退火的目的是消除內(nèi)應(yīng)力，防止裂紋；消除加工硬化，以利于繼續(xù)加工。從軟化效果來(lái)看，徹底退火最好，但退火溫度較高，鋼絲表面氧化相對(duì)比較重。所以鋼絲800℃左右退火，爐冷到650℃以下出爐，熱處理周期6-7h；半成品通常在750～800℃之間退火，保溫后空冷，熱處理周期約5～6h。馬氏體鋼冷加工的殘余應(yīng)力如不及時(shí)消除往往導(dǎo)致鋼的開(kāi)裂。對(duì)1-4Cr13，工藝規(guī)定拉拔后的半成品鋼絲，必需在12h內(nèi)裝爐熱處理，一些含鎳的馬氏體鋼，等于如1Cr17Ni2，由于鎳的作用，奧氏體徹底分解成珠光體所需時(shí)間格外長(zhǎng)，很難經(jīng)過(guò)退火達(dá)到軟化的目的，通常采納高溫回火的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)軟化。日本JIS標(biāo)準(zhǔn)推舉采納二段退火法來(lái)軟化1Cr17Ni2，第一次750650℃、空冷。盡管如此，還是不能軟化到HB230750-850℃，保溫后空冷。高650-750475℃素體鋼絲，因在爐內(nèi)時(shí)間很短，爐溫可提升到830～850℃。表面處理不銹鋼的變形抗力很大，拉拔時(shí)極易粘在模具上，造成表面劃傷。為保證拉拔順利進(jìn)行，潤(rùn)滑涂層兩項(xiàng)內(nèi)容。氧化物的性質(zhì):鉻及其氧化物：金屬鉻在堿、硝酸、碳酸鹽的溶液和有機(jī)酸中格外穩(wěn)定，但易溶于鹽酸和熱濃硫酸中。鉻生成三種氧化物：CrO、Cr2O3、CrO3、CrOCr2O3。Cr2O3是一種綠色的難溶物質(zhì)，幾乎不溶于酸堿溶液中。CrO3是鉻酐，能溶于硫酸和硝酸溶液中。鎳及其氧化物：金屬鎳幾乎不溶于硫酸和鹽酸，僅溶于硝酸中。鎳的氧化物有NiO和Ni2O3兩種。NiO溶于鹽酸和硫酸，Ni2O3堅(jiān)韌致密，不溶于硫酸。MnOMn2O3MnO2Mn3O4、Mn2O7。低價(jià)氧化物呈堿性，MnO2呈兩價(jià)，高價(jià)氧化物是酸酐。鋼絲表面氧化皮是低價(jià)錳，能溶于酸中。硅及其氧化物：氧化物為SiO2，僅能和酸中的氫氟酸作用。SiO2溶于熱堿溶液中生成相應(yīng)的硅酸鹽。鉬及其氧化物：金屬鉬不與鹽酸和稀硫酸起作用，只能溶于硝酸和熱硫酸中。氧化物為MoO3，溶于酸、堿中。鈦及其氧化物：金屬鈦在常溫下很穩(wěn)定，耐腐蝕，高溫時(shí)易和氧、氮生成化合物（TiO2、、2溶于硫酸和堿中。O不溶于水和酸，能與堿起作用。不銹鋼的氧化皮主要成分是 Cr2O3和NiO，以鉻尖晶石（Fe0·Cr2O3）和鎳尖晶石（NiO·Fe2O3）形態(tài)存在。這層皮致密、堅(jiān)韌，與基體結(jié)合堅(jiān)固，很難酸洗去除，一般用堿浸和混合酸洗的方式去除。堿浸堿浸兩種。熔鹽一般由堿金屬或堿土金屬的氫氧化物或碳酸鹽和氧化劑組成。常用氧化劑有硝酸鹽、重鉻酸鹽、過(guò)氧化鈉、高錳酸鉀及硼砂等，詳細(xì)配方如表2-2。表2-2 堿性熔鹽常用配方成 分，%編號(hào) NaOH NaNO3 Na2B7O4 NaH 使用溫度，℃180～7520～25450～600275～82153～10480～550395～985～2370～400熔鹽堿浸操作經(jīng)過(guò)是將鋼絲置于熔融的堿性溶液中（℃，浸泡一段時(shí)間，然后飛快淬水，其作用原理分兩方面：一方面是鋼絲氧化皮和基體金屬的膨脹系數(shù)不一樣，氧化皮SiO2MoO3、TiO2和Al2O3溶于堿性溶液中，Cr2O3也能與熔鹽作用，形成高價(jià)鉻酸鹽，其反應(yīng)方程式為：Cr2O3+3NaNO3+4NaOH=2Na2CrO4+3NaNO2+2H2O隨著部分成分的溶解和高價(jià)鉻鹽的生成，氧化皮變得疏松，在隨后的酸洗中易剝離。熔鹽去除氧化皮的優(yōu)點(diǎn)是不浸蝕基體金屬，不產(chǎn)生酸洗氫脆。由于堿性熔鹽有很強(qiáng)的氧化性，堿浸能夠脫脂和消除鋼絲表面黑灰，其反應(yīng)方程式如下：C+2NaNO3=2NaNO2+CO2↑MoS2+6NaOH+9NaNO3=NaMoO4+2Na2SO4+9NaNO2+3H2O反應(yīng)生成的NaNO2能自動(dòng)汲取空氣中的氧，還原成NaNo3。2NaNO2+O2=2NaNO3所以氧化劑NaNO3實(shí)際上起觸煤作用。堿浸時(shí)如熔鹽保持無(wú)淤渣（堿泥）狀態(tài)，只要按比例補(bǔ)充被帶走的熔鹽，就足以使堿浸處理連續(xù)進(jìn)行。堿浸操作時(shí)進(jìn)入堿槽的鋼絲必需干燥，不能帶水，否則將引起爆炸，鋼絲必需全部浸入熔鹽中，堿浸后快速淬水。淬水后應(yīng)及時(shí)清洗，去除表面殘堿，防止鋼絲堿蝕。熔堿槽使用一段時(shí)間后，底部沉積一層堿泥，落入堿泥中的鋼絲未受堿作用，在隨后的酸洗中會(huì)產(chǎn)生局部氧化皮洗不掉的缺陷，因此要定期去除沉淀的堿泥。不銹鋼絲熔鹽堿浸工藝如表2-3。格外應(yīng)著重部分不銹鋼絲，如沉淀硬化鋼絲和高鉻鐵素體鋼絲，450～600（最好＜420℃和下限時(shí)間。但氧化性熔鹽熔點(diǎn)較高，420℃以下粘度增大，無(wú)法使用。國(guó)外也有采納還原性熔鹽的，其成2-23380～4003701～20min。熔鹽堿浸的最大缺點(diǎn)是需設(shè)特意的堿槽，堿槽升溫周期長(zhǎng)，能源消耗大。一些產(chǎn)量不大、不能連續(xù)生產(chǎn)的廠(chǎng)家多選用溶液堿浸工藝。表2-3 不銹鋼絲堿浸工藝鋼 種鋼 種奧氏體鋼馬氏體鋼溫度，℃時(shí)間，min500～600 450～55030～60 20～50鐵素體、奧氏體—鐵素體、硅含量1.0%以上的鋼450～5005～10溶液堿浸的工作原理與熔鹽堿浸相同，但使用溫度低于溶液沸點(diǎn)，堿浸時(shí)間相應(yīng)要加長(zhǎng)。2-4。2-4堿性高錳酸鉀堿浸工藝溶液濃度，g/l編號(hào)NaOHKMnO4KOH溫度，℃時(shí)間，h150～10050～10080～1001.5～4.02608080～951.5～4.01#配方在加拿大和美國(guó)已使用30多年，主要用于疏松高合金鋼氧化皮，也可用來(lái)去除鋼氫氧化鈉（或氫氧化鉀）的作用是促進(jìn)高錳酸鉀分解，放出原子氧，隨著NaOH含量的增加，分解加快，假若KMnO4分解速度太快，原子氧不能充分利用，生產(chǎn)氧氣跑掉，KMnO4消耗量增大，堿浸速度并不能加快，反應(yīng)方程式為：2KMnO4+2KOH=2K2Mn4+H2O+[O]綠色的錳酸鉀是中間產(chǎn)物，它很快繼續(xù)分解，再生成高錳酸鉀和氫氧化鉀：3K2MnO4+2H2O=2KMnO4+MnO2↓+4KOH從反應(yīng)方程式可看出氫氧化物消耗不大，KMnO4耗量較大。堿性溶液疏松不銹鋼氧化皮的反應(yīng)方程式如下：Cr2O3+2KMnO4+2NaOH=K2CrO4+Na2CrO4+2MnO2↓+H2OMnO2200-1000g的比例及時(shí)添加KMnO4，NaOH的消耗遠(yuǎn)低于KMnO4，可依據(jù)分析結(jié)果定期補(bǔ)加。高錳酸鉀耗盡時(shí)，中間產(chǎn)物錳酸鹽（K2MnO4）使溶液變成綠色?！芤簤A浸→水沖洗→三酸洗的工藝流程。酸洗由于不銹鋼氧化皮成分復(fù)雜，用單一酸很難將其徹底去除，因此，不銹鋼絲多采納混合酸2-5表2-5 酸洗工藝酸溶液濃度，g/l編號(hào) H2SO4 HCl HNO3 HF NaNO3 NaCl 溫度，℃ 時(shí)間，min1 165～250 20～50 20～40 60～80 5～302 125～220 110～165 30～50 3～103 200～240 30～50 50～65 20～904 100～160 20～50 ≤50 10～601#酸液可用來(lái)洗經(jīng)熔鹽堿浸的不銹鋼絲。硫酸中加入硝酸鈉和食鹽后，酸液中的H離子能與鹽水解生成的Cl和NO3組成相應(yīng)的酸，實(shí)際起硫酸、硝酸和鹽酸三酸溶液作用。酸液中的硝酸鈉是強(qiáng)氧化劑，對(duì)鋼絲表面起鈍化作用。酸洗后的鋼絲表面呈銀白色。這種酸液對(duì)基體的腐蝕作用較強(qiáng)，酸洗溫度和時(shí)間控制不當(dāng)，鋼絲表面很簡(jiǎn)單形成麻點(diǎn)。此外，酸洗時(shí)產(chǎn)生橙NO22#酸液能比較好地溶解不銹鋼氧化皮化不銹鋼絲。這種酸液成本高、酸性強(qiáng)，對(duì)金屬基體腐蝕更劇烈，使用時(shí)更應(yīng)著重控制好鋼絲表面質(zhì)量。#酸液可與高錳酸鉀溶液協(xié)作使用，進(jìn)行鋼絲的預(yù)酸洗，也可用來(lái)洗熔鹽堿浸后的鉻不銹鋼絲。酸液中的食鹽在肯定程度上起緩蝕作用，削減硫酸對(duì)基體的腐蝕，減輕鋼絲酸洗后的氫脆。4陷，簡(jiǎn)單得到更純凈的光亮表面。這種酸液濃度應(yīng)保持肯定的比例，即HNO3:HF=5:1。格外防措施。為防止揮發(fā)，酸液溫度一般控制在50℃以下。酸洗后的鋼絲應(yīng)立刻用壓力為0.8～1.2MPa的高壓水，將表面殘酸及殘?jiān)鼪_洗潔凈，然后進(jìn)行涂層處理。涂層涂層的目的是在鋼絲表面形成一層粗糙、多孔、能吸附和攜帶潤(rùn)滑劑的載體，拉絲時(shí)借助這層潤(rùn)滑載體將拉絲粉帶入模具中。不銹鋼絲常用涂層分鹽石灰、草酸鹽和氯（氟）系樹(shù)脂3種類(lèi)型。鹽石灰涂層成本低，原料購(gòu)制便利，是國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的涂層，常用配方如表2-6。表2-6 鹽石灰涂層液配方乳液濃度，%編消石灰食鹽元明粉氯化石臘磷酸三鈉二硫化鉬溫度涂層方式號(hào)1Ca(OH)220～30NaCl8～10Na2SO4Na3PO4MoS2＞70℃涂2～3次220～308～1010～202.0～2.5＞80涂2～3次315100.51.50.2＞90涂2～3次410136.53＞90涂2～3次鹽石灰涂層質(zhì)量的好壞主要取決于它在鋼絲表面的粘附強(qiáng)度，而不是它的厚度。粘附強(qiáng)度又取決于石灰顆粒的細(xì)度。因此配制消石灰時(shí)，必需選擇焙燒徹底，潔白純凈的石灰塊，放入8～10倍的水中，待其消化后攪拌均勻，用80目篩網(wǎng)過(guò)濾，去除砂石和未消化的碎塊。經(jīng)過(guò)濾的石灰乳放置沉淀槽內(nèi)，繼續(xù)消化一周后呈雪花膏狀，即可使用。沉淀槽內(nèi)石灰應(yīng)保持濕潤(rùn)狀態(tài)，槽上要蓋好蓋。消石灰中加入食鹽能夠提升石灰對(duì)鋼絲的粘附性能，在隨后的拉拔經(jīng)過(guò)中食鹽作為極壓添加劑能提升拉絲粉的軟化點(diǎn)，改善潤(rùn)滑質(zhì)量。食鹽—石灰涂層的最大缺點(diǎn)是潮濕天氣極易返潮，造成涂層脫落。為此，國(guó)內(nèi)各廠(chǎng)家配制多種鹽石灰涂層，削減其吸濕性能。其中元明粉是粘附添加劑，氯化石臘和磷酸三鈉是極壓添加劑，二硫化鉬直接改善潤(rùn)滑性能。涂層后的不銹鋼絲應(yīng)在150～200℃下充分干燥。干燥一方面促使鋼絲表面形成載體粗膜，另一方面也有去除酸洗氫脆作用，這點(diǎn)對(duì)含碳高的鉻不銹鋼絲（如9Cr18和4Cr13）尤其重要。草酸鹽涂層也是不銹鋼絲的一種有效涂層，歷史上曾廣泛使用，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外均較少采納2-7。2-7草酸鹽涂層配方溶液濃度，g/l編 草酸 食鹽 大蘇打亞硫酸鈉鉬酸銨氟化鈉 硫酸鐵 檸檬酸 溫度 時(shí)間號(hào) H2C2O4 NaCl Na2S2O3 Na2SO3 (NH4)MoO4 NaF C3H4OH(COOH)3 ℃ min140～6010～300.5～1.080～9010～20250253301060～705～10337.51.28.750～70304120303.016050～705～1520世紀(jì)80年代，日本、瑞典等國(guó)不銹鋼絲多采納氯（氟）系樹(shù)脂涂層，使用效果要比前3種好。以日本共榮社油脂化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社產(chǎn)品為例，氯系樹(shù)脂可選用LC-100、LC-105和LC-200三個(gè)品種，產(chǎn)品為淡黃色透明液體，使用時(shí)用三氯乙烯，三氯乙烷，全氯乙烯，甲苯等溶劑，按1）h即可拉拔，拉拔F-5為淡黃色懸浮液，它比氯系樹(shù)脂有更好的耐熱和耐壓性能。用氟系樹(shù)脂涂層的不銹鋼絲，可承受更高的拉拔速度，絲材表面更光亮。其使用方式與氯系樹(shù)脂相同。進(jìn)入90年代，由于樹(shù)脂涂層帶來(lái)的環(huán)境污染和對(duì)人體健康的危害很難消除，不銹鋼涂層又回到水溶性涂層的老路上。新型涂層劑多以粉狀結(jié)晶體供貨，直接溶于水即可使用，使用維護(hù)便利。與老涂層方式相比，新涂層吸濕性少，不象硼砂和鹽石灰那樣易返潮；不象草酸鹽那樣著色；不象石灰皂那樣易脫落而引起粉塵；不象樹(shù)脂那樣影響環(huán)境和危害健康，拉絲后的殘余涂層去除便利。據(jù)初步分析，新涂層多以硼砂和元明粉（Na2SO4·10H2O）為基礎(chǔ)，添加適量防潮劑、硫系或氯系極壓劑配制而成。目前國(guó)內(nèi)、日本、臺(tái)灣不銹鋼絲生產(chǎn)企業(yè)常用涂層液配比及工藝如表2-8。近年來(lái)天津特潤(rùn)絲、天津東亞、濟(jì)南龍海、西安新勇、靖江博通都有類(lèi)似涂層供應(yīng)。表2-8 不銹鋼絲涂層液配比及工藝品種外觀濃度克/升涂層工藝溫度℃ PH值浸涂時(shí)間分適用范圍法CONDAT4020白色180～25090～959.0～108一般不銹鋼絲CONDAT408灰色180～20090～959.010不銹彈簧鋼絲法CONDAT915淺灰褐色150～25090-959.210～15鐵素體不銹絲日共榮社SP-3白-淡紫色100～200>909.2>10一般不銹鋼絲日共榮社SP-100白-淡黃色50～15090～957.8>10不銹彈簧絲注：涂層后鋼絲自然風(fēng)干或120～130℃烘烤10分鐘去涂層及中和國(guó)為涂層中含有氯離子，拉拔后鋼絲如直接熱處理，氯離子會(huì)造成鋼絲表面點(diǎn)腐蝕，所以熱處理前要去除鋼絲表面殘留潤(rùn)滑膜（即去涂層。殘留潤(rùn)滑膜呈堿性，只要將鋼絲置于酸液中漂洗一下，然后用高壓水沖洗就能夠去除。去涂層后的鋼絲需用消石灰（Ca(OH)2)的飽和溶液中和處理，中和液通常保持沸騰狀態(tài)，鋼絲出槽后利用自身熱量即可烘干。拉絲經(jīng)固溶處理的奧氏體不銹鋼絲塑性良好，但變形抗力大，加工硬化效應(yīng)強(qiáng)，拉拔時(shí)要有良好的潤(rùn)滑劑和適宜的模具。拉拔大尺寸（直徑大于5.0mm）不銹鋼絲一般選用YG8硬質(zhì)合金模，?？坠ぷ麇F度為14°左右；小尺寸（直徑5.0～0.5mm）鋼絲選用YG6硬質(zhì)合金模，模孔工作錐角度為12°左右。使用硬質(zhì)合金模拉拔時(shí)，采納干式潤(rùn)滑劑。一般認(rèn)為選用含有極壓添加劑，軟化點(diǎn)較高的0.5mm（酸化蓖麻油、紡織助劑等）中拉拔。直徑小于0.2mm的細(xì)絲大都采納天然金剛石模，配以肥皂水拉拔。近年來(lái)不銹鋼干式拉絲普遍采納壓力模技術(shù)，即在壓力模盒內(nèi)同時(shí)裝有兩個(gè)模具，第一個(gè)模具（壓力模）孔徑稍大于鋼絲直徑，第二個(gè)模具為正常拉絲模，如圖2-1。壓力模起兩種作用：12、阻止?jié)櫥瑒┗亓?，在拉絲模前形成高壓區(qū)，加大潤(rùn)滑劑粘附厚度，有利于多次拉拔。依據(jù)加拿大的使用閱歷，壓力?？讖奖蠕摻z（盤(pán)條）直徑大一個(gè)固定值K，使用效果最好，見(jiàn)表9和表0。表2-9鋼絲拉拔壓力模尺寸選擇表鋼絲直徑鋼絲直徑mm0.75～1.5>1.5～3.0>3.0～5.0>5.0～8.0>8.0～13.0>13.0～18.0Kmm0.050.100.200.350.550.90+K表2-10盤(pán)條拉拔壓力模尺寸選擇表鋼絲直徑鋼絲直徑mm5.0～6.5Kmm0.70>6.5～9.5>6.5～9.5>9.5～12.0>12.0～18.0>18.0～24.00.951.251.802.5+K有的用戶(hù)要求交貨鋼絲保持良好的金屬光澤，稱(chēng)為光亮狀態(tài)。光亮狀態(tài)鋼絲依據(jù)光潔度要求不同，必需在拉拔經(jīng)過(guò)中預(yù)留1～2個(gè)道次，采納油性液體潤(rùn)滑劑拉拔。由于油性潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑15150m/min聚晶鉆石模與油性潤(rùn)滑劑協(xié)作拉拔。與碳素彈簧鋼絲相比，不銹鋼絲拉拔的特點(diǎn)是總減面率較小，道次減面率較大。由于不銹鋼絲時(shí)效溫度較高，對(duì)模具和卷筒的冷卻要求沒(méi)有彈簧鋼絲那樣嚴(yán)格，甚至能夠認(rèn)為卷筒溫度升高有利于不銹鋼絲的拉拔。應(yīng)重新涂層后拉拔。拉拔經(jīng)過(guò)中發(fā)覺(jué)潤(rùn)滑不良也應(yīng)重新涂層，否則鋼絲極易與模孔粘粘，造成表面劃傷。鐵素體鋼絲和1-4Cr13馬氏體鋼絲的拉拔工藝與奧氏體鋼相同，但要著重控制道次減面率不宜過(guò)大。拉拔后的鋼絲應(yīng)及時(shí)熱處理，避開(kāi)發(fā)生應(yīng)力裂紋。冷拉和軟態(tài)交貨的鋼絲典型拉拔工藝如表12。超低碳不銹鋼絲的屈服極限相對(duì)比較低，冷加工硬化效應(yīng)也比較弱，因而在保證成品性能符合標(biāo)準(zhǔn)條件下，能夠使用較大的減面率拉拔。但其道次減面率應(yīng)該比一般不銹鋼絲小，否則很簡(jiǎn)單拉斷。表2-11冷拉狀態(tài)成品鋼絲拉拔工藝成品直徑mm允許偏差mm成前直徑mm總減面率%拉拔道次次拉拔程序mm6.0±0.0388.043.828.0-6.8-6.05.0±0.0387.049.027.0-5.8-5.04.0±0.0385.547.125.5-4.5-4.03.0±0.034.249.024.2-3.5-3.02.0±0.032.849.022.8-2.3-2.01.0±0.021.449.021.4-1.15-1.0表2-12輕拉狀態(tài)成品鋼絲拉拔工藝成品直徑mm允許偏差mm成前直徑mm總減面率%拉拔道次次拉拔程序mm6.0±0.0386.719.816.7-6.05.0±0.0385.620.315.6-5.04.0±0.0384.521.014.5-4.03.0±0.033.422.113.4-3.02.0±0.032.324.412.3-2.01.0±0.021.1524.411.15-1.0不銹冷頂鍛鋼絲生產(chǎn)技術(shù)近年來(lái)隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)件的需求量急劇增加，在家用電器、室內(nèi)裝璜、精密儀器行業(yè)不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)件幾乎全部取代了碳鋼鍍鉻或鍍鋅標(biāo)準(zhǔn)件。在食品、交通、機(jī)械、建筑等行業(yè)不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)件的需求也在穩(wěn)步、持續(xù)升高。不銹標(biāo)準(zhǔn)件需求急劇增加帶動(dòng)了不銹冷頂鍛鋼絲的技術(shù)進(jìn)步，十年前我國(guó)不銹冷頂鍛鋼絲常用牌號(hào)為 ML1Cr18Ni9Ti、ML1Cr17Ni2、ML1Cr13和ML1Cr17，與國(guó)際通用鋼號(hào)脫節(jié)。為此，冶金行業(yè)先后制定和修訂了兩版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4232-84和GB/T4232-93《冷頂鍛用不銹鋼絲，推動(dòng)冷頂鍛用不銹鋼絲的技術(shù)進(jìn)步，但收效甚微。直到九十年代中期，隨著標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化，在江浙、廣東、河北一帶涌現(xiàn)出一批外資和私營(yíng)拉絲和標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)企業(yè)從根本上轉(zhuǎn)變了我國(guó)冷頂鍛鋼絲生產(chǎn)和使用與世界脫軌的格局能夠說(shuō)，目前我國(guó)不銹冷頂鍛鋼絲的生產(chǎn)和使用技術(shù)已與世界先進(jìn)水平相當(dāng)。不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)件的分類(lèi)和表示方式按GB/T3098.6-2000A（奧氏體鋼、C（馬氏體鋼）和F（鐵素體鋼）三類(lèi)。標(biāo)準(zhǔn)件用組別和性能等級(jí)兩部分標(biāo)記，中間用短劃隔開(kāi)。第一部分表示鋼的組別，由字母和數(shù)字組成，字母表示鋼的類(lèi)別，數(shù)字表示鋼的化學(xué)成分范圍，見(jiàn)圖2—2。第二部分表示性能等級(jí)，由兩位數(shù)字組成，數(shù)字表示標(biāo)準(zhǔn)件抗拉1/10A4-70316（0Cr17Ni12Mo2）制造的抗拉強(qiáng)度大于700Mpa的不銹鋼螺栓。C3-80431（2Cr16Ni2）800Mpa奧氏體馬氏體鐵素體鋼的類(lèi)別奧氏體馬氏體鐵素體鋼的組別 A1 A2* A3 A4* A5 C1 C4 C3 F1性能等級(jí) 50 70 80 50 70 110 50 70 80 45 60軟 冷加工 高強(qiáng)度軟 淬火并 軟 淬火并 淬火并 軟 冷加工回火 回火 注：含碳量低于%的低碳不銹鋼，可增加標(biāo)記“，如0。圖2—2不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱組別和性能等級(jí)的標(biāo)記A類(lèi)鋼（奧氏體鋼）包含A1～A5五個(gè)組別。A70級(jí)螺栓需經(jīng)冷作做硬化處理。A1組鋼是為機(jī)械加工特意設(shè)計(jì)的易切削鋼，鋼中含硫量較高、耐蝕性稍低于同類(lèi)鋼。常303、303Se。A2組鋼為通用不銹鋼，常用牌號(hào)有302HQ、304系列、305和384等。A3321347。A4組鋼是具有良好抗氯離子腐蝕性能的Cr—Ni—Mo系列不銹鋼，通常用于石油化工、造船、食品等行業(yè)，常用牌號(hào)有316和317。A5組鋼為穩(wěn)定化型耐酸鋼，使用范圍與 A4相同，常用牌號(hào)有0Cr18Ni12Mo2Ti和0Cr18Ni12Mo2Nb。C類(lèi)鋼（馬氏體鋼）C1、C3和C4三個(gè)組別，制作≥70級(jí)螺栓需經(jīng)淬火回火處理。C1組鋼是Cr12403（1Cr12）409（0Cr11Ti）3組鋼是i11和。C4組鋼是Cr13C1和C3410（1Cr13）和（。F類(lèi)鋼（鐵素體鋼）包含F(xiàn)1和FAF1組，F(xiàn)類(lèi)鋼無(wú)法經(jīng)過(guò)熱60F1組鋼具有良好的耐蝕性能和成型性能，但強(qiáng)度偏低。常用牌號(hào)有429、430和434。FA組鋼為鐵素體—奧氏體雙相鋼，此類(lèi)鋼鉻鉬含量較高，具有良好的抗應(yīng)力腐蝕和縫隙腐蝕性能，可削減氯離子應(yīng)力腐蝕造成螺栓失效的風(fēng)險(xiǎn)，典型牌號(hào)有00Cr22Ni5Mo3。不銹冷頂鍛鋼鋼號(hào)和特性不銹冷頂鍛鋼絲應(yīng)該既具備不銹鋼的耐蝕性能又具備冷頂鍛用鋼的高塑性和低的冷加工強(qiáng)化系數(shù)。常用不銹冷頂鍛鋼絲的冷頂鍛性能和耐蝕性能比較如2-13。表2-13不銹冷頂鍛鋼的冷頂鍛性能和耐蝕性能牌號(hào)冷鐓性能耐蝕性鋼號(hào)冷鐓性能耐蝕性430（0Cr17）16304HC3-43（0Cr18Ni9Cu2）429（0Cr15）16316L（00Cr17Ni14Mo2）3-41434（0Cr17Mo）2431642（0Cr17Ni12Mo2）410（1Cr13）37304L（00Cr19Ni10）42-3431（2Cr16Ni2）55304M（0Cr18Ni9）4-53384（0Cr16Ni18）23304（0Cr18Ni9）53305（0Cr18Ni12）2-31321（0Cr18Ni10Ti）52-3302HQ（0Cr18Ni9Cu3）34注：1429430和4340.05%以下，該類(lèi)鋼冷加工強(qiáng)化率低，冷頂鍛性能極佳，能夠制成形狀復(fù)雜的、帶有較深溝槽的標(biāo)準(zhǔn)件，標(biāo)準(zhǔn)件在空氣中有良好的耐腐蝕性能，在沿?；蚝新入x子氣氛中434具有更好的抗點(diǎn)腐蝕性能。410和431是馬氏體鋼，主要用于制造高強(qiáng)度螺栓。410螺栓成形后需進(jìn)行淬回火處理，碳含量過(guò)低淬不上火，抗拉強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求431鋼處于兩相區(qū)，成分微小波動(dòng)會(huì)帶來(lái)鐵素體相的急劇變化。如鐵素體相含量超過(guò)20%，鋼材熱加工時(shí)易出現(xiàn)兩相交界處的撕裂，成品淬回火后斷面收縮和沖擊值偏低。為控制鐵素體含量，需適當(dāng)增大穩(wěn)定奧氏體元素 C，Ni的含量，如表2-14。但穩(wěn)定奧氏體元素過(guò)高，成品淬回火后殘余奧氏體量增加，最后導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)件組織中含有馬氏體、抗拉強(qiáng)度偏高，沖擊韌性下降。牌號(hào)化學(xué)成分，%429牌號(hào)化學(xué)成分，%429430434410431302HQCSiMnPSCrNiMoCuNTi≤0.300.30≤≤14.0≤≤0.050.500.500.0350.03016.00.500.025≤0.300.30≤≤16.5≤≤≤0.040.500.500.0350.02017.50.500.500.025≤0.300.30≤≤16.5≤0.95≤0.040.500.500.0350.01517.50.501.250.0250.090.300.30≤≤11.5≤≤0.150.500.600.0350.01513.50.500.500.150.300.30≤≤15.51.50≤0.200.500.500.0350.02016.82.200.50≤0.200.60≤≤17.39.303.00≤0.040.400.900.0350.03018.510.03.400.030≤0.201.40≤≤18.08.0≤≤0.050.601.800.0350.03019.59.51.000.060≤0.201.50≤≤17.58.01.00≤0.050.602.000.0350.03018.59.53.000.0600.030.301.50≤≤18.09.0≤≤0.050.602.000.0350.03019.210.01.000.060≤0.301.40≤≤16.510.52.00≤0.060.601.800.0350.03017.51.52.450.060≤0.301.40≤≤18.09.5≤≤0.030.601.800.0350.03019.010.51.000.060≤0.301.20≤≤17.511.5≤≤0.040.602.000.0350.03019.013.51.000.060≤0.400.80≤≤17.012.52.00≤0.0020.701.200.0350.01018.013.02.450.03050.040.201.00≤≤17.29.5≤≤≤0.400.060.701.500.0350.02019.010.50.600.500.0300.70≤0.301.00≤≤15.017.0≤0.040.601.500.0350.03017.019.00.030304304HC304M316304L305316L321384300系列（Cr-Ni）不銹鋼具有格外好的耐蝕性能，但該類(lèi)鋼變形抗力大，冷加工強(qiáng)化快，如304L和316LNi含量，提升奧氏體穩(wěn)定性，防止或削減冷頂鍛時(shí)產(chǎn)生形變馬氏體，減緩冷加工強(qiáng)化速度，如305、384、304M（M表示中等硬化率。③在鋼中加Cu，加Cu可降低鋼的變形抗力，減緩冷加工強(qiáng)化速度，極大地改善鋼的冷頂鍛和深沖性能,見(jiàn)圖2-3。加CuCu可使鋼具有抗菌功能。如304HC（HC表示高銅）和302HQ（HQ表示冷頂鍛。④粗化晶粒，與10級(jí)以上細(xì)晶粒鋼相比，粗晶粒鋼絲抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度稍低，伸長(zhǎng)率較大，斷面收縮率明顯增大，冷頂鍛性能有大幅度提升，可承受更大的冷變形而不開(kāi)裂，如表2-15。頂鍛比指高度等304304HC304M316304L305316L321384劇烈的不規(guī)則變形，試樣原始高度h。與首次出現(xiàn)裂紋時(shí)高度h1之比。2-15晶粒度與頂鍛比的關(guān)系鋼絲直徑,mm晶粒度級(jí)承受頂鍛比8.011.04.08.06.05.59.510.54.27.510.53.37.55.05.09.511.03.89.55.06.311.011.53.011.05.05.511.011.54.311.05.56.3牌號(hào)304M牌號(hào)304M304L316大連鋼鐵集團(tuán)304HC線(xiàn)材生產(chǎn)工藝路線(xiàn)如下：紅轉(zhuǎn)電爐+VOD精煉→ 澆鑄1.7t鋼錠 →750軋機(jī)開(kāi)150方坯→ 鋼坯全剝皮→ 噴丸精整→ 高合金鋼棒線(xiàn)材連軋機(jī)生產(chǎn)φ5.5-20線(xiàn)材 →在線(xiàn)固溶→ 表面處理→包裝不銹冷頂鍛鋼絲對(duì)表面質(zhì)量要求極嚴(yán)鋼坯全剝皮能夠徹底消除表面缺陷噴丸精整的目的是清除砂輪剝皮時(shí)留下的小飛刺，高合金鋼棒線(xiàn)材連軋機(jī)可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制無(wú)扭轉(zhuǎn)軋制，將線(xiàn)材表面劃傷減小到最低限度。奧氏體線(xiàn)材可實(shí)目前線(xiàn)固溶處理。鐵素體控制冷卻線(xiàn)材具有極好的拉拔性能，φ5.5mm線(xiàn)材可直接拉成φ1.0mm罐緩冷，然后離線(xiàn)退火。不銹鋼線(xiàn)材盤(pán)重1.2～1.5對(duì)奧氏體不銹冷頂鍛用鋼而言，在線(xiàn)固溶處理線(xiàn)材不是抱負(fù)狀態(tài)線(xiàn)材。從表2-16能夠看出，離線(xiàn)固溶處理的線(xiàn)材更適用于制造冷頂鍛用鋼絲。關(guān)鍵環(huán)節(jié)。奧氏體線(xiàn)材吐絲溫度控制在950～1050℃，鐵素體線(xiàn)材控制在800～880℃，鼓風(fēng)快速冷卻比較合適。牌號(hào)304M304L牌號(hào)304M304L316熱處理?xiàng)l件線(xiàn)材直徑mm抗拉強(qiáng)度N/mm2屈服強(qiáng)度N/mm2δ5%ψ%晶粒度，級(jí)空冷5.5694300677811水冷5.5701332647811固溶軟化5.559622778815空冷8.0656290597511固溶軟化8.056023473796空冷5.5657290677911.5固溶軟化5.556219379795.5空冷7.5624281577410.5固溶軟化7.552218870785空冷9.5634310527511固溶軟化9.551719573805空冷11.0620285517211.5固溶軟化11.049718069765空冷5.5657323657811水冷5.5668333637511.5固溶軟化5.556022279815空冷11.0653327507011.5固溶軟化11.053422666775.5注:空冷:線(xiàn)材成卷后吹風(fēng)冷卻.固溶軟化:線(xiàn)材成卷后離線(xiàn)固溶,直到晶粒度長(zhǎng)大到要求級(jí)別,再淬水冷卻.不銹冷頂鍛鋼絲生產(chǎn)熱處理冷頂鍛鋼絲用線(xiàn)材宜采納周期爐熱處理，以便選擇足夠的保溫時(shí)間，使晶粒長(zhǎng)大到4～6級(jí)。加熱速度應(yīng)盡量快點(diǎn)，假若加熱速度過(guò)慢，在中間溫度碳化物簡(jiǎn)單析出，再將其徹底固溶300系列鋼固溶溫度1000～1100℃，升溫40～60分，保溫20-30分，出爐快速淬水。鐵素體和馬氏體鋼熱處理工藝與一般不銹鋼相同。冷頂鍛鋼絲半成品和成品有條件應(yīng)選用氣體保護(hù)連續(xù)爐進(jìn)行熱處理。表面質(zhì)量（或修磨）處理，徹底去除熱軋缺陷，然后再進(jìn)行冷加工。拉拔工藝GB/T4232-93《冷頂鍛用不銹鋼絲》規(guī)定，成品鋼絲以軟態(tài)（R）和輕拉（Q）兩種狀態(tài)交貨。軟態(tài)鋼絲最后要進(jìn)行熱處理，對(duì)拉拔減面率無(wú)格外要求。輕拉狀態(tài)鋼絲、奧氏體鋼絲的15%以下，鐵素體和馬氏體鋼絲的減面率也應(yīng)控制在20%以下。不銹鋼的磁性磁性是不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)件廠(chǎng)常常遇到的問(wèn)題，部分儀器、儀表及電器產(chǎn)品希望使用無(wú)磁性標(biāo)準(zhǔn)件，同一鋼種生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件在磁性方面往往有很大差別，簡(jiǎn)單使人產(chǎn)生無(wú)所適從的感覺(jué)。300系列（Cr-Ni）奧氏體不銹鋼屬于無(wú)磁性鋼，但詳細(xì)到不同鋼號(hào)，因成分差異或加工304奧氏體穩(wěn)定元素含量不足，鋼中含有5-10%的δ鐵素體。同樣因奧氏體不夠穩(wěn)定，冷加工時(shí)δ鐵素體和形變馬氏體屬?gòu)?qiáng)磁性組織，304鋼因此呈現(xiàn)不同的磁性。（μ（在H=16000A/m(200奧斯特)條件下）：μ≤1.875μH/m(1.5Gs/Oe)、μ≤1.5μH/m(1.2Gs/Oe)和μ≤1.275μH/m(1.02Gs/Oe)。儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)件的無(wú)磁標(biāo)準(zhǔn)μ≤1.275μH/m。一般電器產(chǎn)品用標(biāo)準(zhǔn)件無(wú)磁標(biāo)準(zhǔn)μ≤1.5μH/m，廣義的無(wú)磁標(biāo)準(zhǔn)μ≤1.875μH/m。μ= BH式中：B-磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）H-磁場(chǎng)強(qiáng)度（A/m）成分與磁性?shī)W氏體鋼實(shí)現(xiàn)無(wú)磁首先要控制化學(xué)成分，Post和Eberly提出，300系列鋼在常溫下獲得全奧氏體組織的最低含鎳量為：Ni理論值= （Cr+1.5Mo-20）212

- Mn2

-35C+15式中iC均為百分含量r含量公式適用范圍:～0.2% Cr:14～25% Mn:0.4～4.0% Ni:7.5～21%Si:0.3～0.5% Mo:0～3%對(duì)待含氮鋼，Binder,Brown和Franks提出的確定最小含鎳量公式為：Ni理論值=1.3Cr–30C–26N-11.1公式適用范圍：C:0～0.05% Cr:18～25% N:0～0.15% Ni:9～25%對(duì)待同時(shí)含銅和氮的鋼，Criffiths和Wright提出最低含鎳量的修正公式為：Ni理論值= （Cr+1.5Mo-20）212

- Mn2

-35C–Cu–27N+15能夠用△值（△=Ni實(shí)際值-Ni理論值）衡量鋼中奧氏體穩(wěn)定性，△為正數(shù)鋼在常溫下為全奧氏體組織，無(wú)磁性。△為負(fù)數(shù)鋼中有δ鐵素體組織，呈弱磁性，負(fù)值越大磁性越強(qiáng)。304的△值為負(fù)數(shù)，呈弱磁性，316的△為正數(shù)，無(wú)磁性。冷加工與磁性?shī)W氏體穩(wěn)定性差的不銹鋼，Md30點(diǎn)比較高，冷加工時(shí)簡(jiǎn)單產(chǎn)生形變馬氏體，鋼的磁性增PostEberly測(cè)出冷加工率對(duì)磁性影響如表2-17304M的△=-2.9～-2.45，經(jīng)試驗(yàn),冷加工率5～8%時(shí)產(chǎn)生較強(qiáng)的磁性。305的△=-0.80，冷加工率20～25%時(shí)產(chǎn)生磁性轉(zhuǎn)變。316的△=1.00，冷加工不產(chǎn)生磁性轉(zhuǎn)變。產(chǎn)生磁性轉(zhuǎn)變的鋼號(hào)冷加工溫度越低，形變馬氏體量越多，磁性越強(qiáng)。冷加工對(duì)磁性的影響隨鋼的成分波動(dòng)有相當(dāng)大的變化。表2-17冷加工對(duì)不銹鋼磁性能的影響AISIAISICr%Ni%冷加工率%導(dǎo)磁率μ牌號(hào)H=4000A/mH=16000A/m01.2531.25420.01.2601.26430218.49.044.01.3131.40068.01.9873.37584.02.6888.31201.2541.25513.81.2561.258304M19.010.732.01.2961.30265.01.9252.65084.02.7505.93801.2541.25618.51.2551.25730517.911.734.51.2711.27552.51.3111.32984.01.3661.42801.2541.25531620.81.2541.2552.40%M17.513.445.01.2551.285o60.81.2581.25981.01.2591.36201.2541.25416.51.2721.27941.51.7502.01253.03.0504.17570.58.46011.75001.2521.25414.71.2521.25526.81.2521.25564.21.2521.2553210.68%Ti3210.68%Ti18.310.731024.320.7304因熱處理保溫時(shí)間不同磁性能變化如表2-18。2-18固溶保溫時(shí)間對(duì)304（A/m）244000熱處理導(dǎo)磁率A1.2721.2721.2751.2751.2751.2831100℃×30μB1.3141.3161.3211.3261.3291.3321100℃×5高溫長(zhǎng)時(shí)間固溶降低磁性的原因是：鋼錠凝固經(jīng)過(guò)中形成的高鉻低鎳含量的δ相，在固溶時(shí)緩慢地分解為γ相（奧氏體相，這種分解很難進(jìn)行究竟。假若采納較大變形量的加工和適當(dāng)?shù)臒崽幚硐嘟Y(jié)合，促進(jìn)Cr、Ni的充分?jǐn)U散，有可能使δ相全部轉(zhuǎn)變成γ相。同一爐鋼小規(guī)格產(chǎn)品磁性低于大規(guī)格產(chǎn)品的原因就在這里。由于冷加工形成形變馬氏體，經(jīng)過(guò)適當(dāng)熱處理也可恢復(fù)無(wú)磁或弱磁狀態(tài)。經(jīng)10～20%冷加工的304，在700℃加熱可恢復(fù)到原來(lái)的μ30～401000℃才能恢復(fù)原來(lái)的μ值?？傊讳P鋼冷加工后要恢復(fù)無(wú)磁狀態(tài)，熱處理溫度應(yīng)該高些，保溫時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)一些。綜上所述，300304更好的305316、310384日本幾家公司不銹冷頂鍛用鋼新產(chǎn)品大同格外鋼新產(chǎn)品為改善環(huán)境，美化生活，削減維修成本或取消維修，城市建筑和公用設(shè)施更多地采納不銹2-19。牌號(hào)SUS410YUS55牌號(hào)SUS410YUS550RS479SUSXCSiMnCrNiMoNCu其它0.100.400.4011.00.10.160.500.5013.02.42.00.10.0080.20.915.74.600.0203.20.3Nb0.010.20.818.09.50.0153.20.040.31.518.012.00.100.020.26.023.010.02.00.500.010.60.620.018.06.30.200.7M7DSN6UM7DSN6URS561YUS270結(jié)構(gòu)件連接用10、9級(jí)高強(qiáng)度螺栓，原使用SUS630（0Cr17Ni4Cu4Nb）鋼，該鋼加工難度大，螺栓采納熱鍛成形，價(jià)格高，不利于推廣使用，為降低價(jià)格，對(duì)其成分進(jìn)行調(diào)整，開(kāi)RS479RS479SUS630DSN6UHV450～670SUSXM-7鋼中C+N降到0.02%左右，其冷加工格外好，能承受大減面率冷拉，冷鐓時(shí)模具壽命大幅度提升。RS561和YUS270用于制造在高溫柔強(qiáng)腐蝕性氣氛條件下工作的耐溫高強(qiáng)度緊固件。高周波鋼業(yè)新產(chǎn)品高周波鋼業(yè)開(kāi)發(fā)的不銹冷頂鍛用鋼新產(chǎn)品如表2-20。表2-20 高周波螺釘用鋼代表品種及特性牌牌號(hào)主要成分特 性用途JIS高周波SUSXM7SUSXM7LNSUSXM7小螺釘SUS305J13SUS410SUS305J1LGSUS410CHSUS630改善了SUS305J1小螺釘0.01C-18.5Cr-8.5Ni-CuSUS304J3螺栓、螺釘＜0.08C-12CrSUS410螺釘SUS630＜0.07C-16.5Cr-4Ni-4Cu-NbCu高強(qiáng)度螺栓SUS631SUS631SUS631UH660＜0.07C-17Cr-7.2Ni-AlTi-Al-V-B-2.5W-Nb-VAl高強(qiáng)度螺栓SUH660高溫強(qiáng)度大耐熱螺栓SUH661UH661高溫強(qiáng)度大耐熱螺栓制造小螺釘用SUSXM7L和SUS305J1L鋼，利用公司設(shè)備優(yōu)勢(shì)，降低C、N和S含量，大幅度提升了鋼的冷頂鍛性能。UH660和UH661屬耐熱高強(qiáng)度鋼，用于制造汽車(chē)增壓器固定螺栓，該鋼種冷加工困難，為減輕冷頂鍛時(shí)粘附現(xiàn)象，該公司采納了獨(dú)特方式，強(qiáng)化表面處理，改善冷頂鍛性能。日本精線(xiàn)馬氏體鋼新產(chǎn)品2-21。表2-21日本精線(xiàn)馬氏體鋼化學(xué)成分（wt%）NAS600M0.08～≤0.60≤1.00≤0.040≤0.03011.5～0.80～0.1814.01.200.2515.02.003.000.10代表成分0.1830.210.330.0140.00513.141.301.930.08牌號(hào)CSiMnPSCrNiMoN代表成分NAS600X0.160.1牌號(hào)CSiMnPSCrNiMoN代表成分NAS600X0.160.15～0.230.440.0180.001≤1.00≤1.00≤0.040≤0.03013.6912.0～0.50～0.10～0.140.94 0.121.00～ 0.08～NAS410≤0.15 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.040≤0.03011.50～13.50代表成分0.100.140.400.0240.00211.62日立金屬的新產(chǎn)品以及制造飛機(jī)螺栓用的PH13-8Mo300℃。如要在更高溫度下使用，蠕變強(qiáng)度要比抗拉強(qiáng)度更重要，可選用SUS403、SUH600和SUH616600℃近年來(lái)，日本一直是不銹鋼產(chǎn)量最大的國(guó)家，上述幾家公司開(kāi)發(fā)的不銹冷頂鍛用鋼新產(chǎn)品在肯定程度上反映了不銹鋼的進(jìn)展方向，對(duì)國(guó)內(nèi)的不銹鋼和標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)行業(yè)有很大的參考價(jià)值。不銹彈簧鋼絲目前，國(guó)內(nèi)外廣泛采納的不銹彈簧鋼絲大致分3類(lèi)：相變強(qiáng)化馬氏體鋼絲、形變強(qiáng)化奧氏3Cr134Cr131Cr17Ni2和414(1Cr13Ni2)，這類(lèi)鋼絲使用時(shí)需經(jīng)淬、回火處理，獲得必要的強(qiáng)度和彈性，其生產(chǎn)工藝與不銹耐熱鋼相同。下列著重介紹奧氏體不銹彈簧鋼絲的強(qiáng)化機(jī)理及生產(chǎn)工藝。奧氏體鋼的強(qiáng)化機(jī)理高強(qiáng)度是彈簧鋼絲的根本要求，生產(chǎn)不銹彈簧鋼絲首先必需清晰奧氏體不銹鋼的強(qiáng)化機(jī)理。奧氏體鋼的強(qiáng)化途徑有固溶強(qiáng)化，細(xì)晶強(qiáng)化、相變強(qiáng)化、冷加工強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化。固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化是經(jīng)過(guò)高溫固溶處理，使更多的合金元素溶入奧氏體中達(dá)到強(qiáng)化基體的效果。間隙元素C和N的溶入形成間隙固溶體是提升基體強(qiáng)度的最有效途徑，穩(wěn)定鐵素體元素Mo、Si、V、W等溶入，形成置換固溶體，有肯定的強(qiáng)化效果。而Cu、Mn、Co和Ni溶入形成的置換固溶體，強(qiáng)化效果有限，甚至?xí)档蛷?qiáng)度。細(xì)晶強(qiáng)化Hall-Petch公式直觀地表達(dá)了晶粒與強(qiáng)度的關(guān)系：σs=σ

os+Kd-1/2式中:σσ

s—屈服強(qiáng)度(Mpa)os—晶體點(diǎn)陣對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)力(Mpa)K—與村料有關(guān)的系數(shù)d—晶粒尺寸（μm）相變強(qiáng)化相變強(qiáng)化是指不穩(wěn)定奧氏體鋼在冷加工經(jīng)過(guò)中生成部分形變馬氏體，使鋼的強(qiáng)度有所提高。形變馬氏體量的多少與化學(xué)成分密切相關(guān)，皮克靈（Pickering）和奧格爾（Augel）給出的Ms和Md30點(diǎn)計(jì)算公式比較精確地反映出18-8型不銹彈簧鋼絲金相組織與化學(xué)成分的關(guān)系。Ms=502-810C-13Mn-12Cr-30Ni-54Cu-46Mo-1230N （1）Md30=413-462（C+N）-8.1Mn-9.2Si-13.7Cr-9.5Ni-18.5Mo （2）式中：Ms—馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)頭溫度，℃；Md30—經(jīng)30%冷變形，馬氏體轉(zhuǎn)變量為50%的溫度，℃；C—碳的百分含量（含碳0.09%時(shí)C=0.09，其它元素表示方式相同）不銹鋼的Ms點(diǎn)高于室溫時(shí)，固溶處理后快冷到室溫就會(huì)產(chǎn)生馬氏體。Ms點(diǎn)低于室溫，快冷可得到單相奧氏體組織。同理，在低于Md30點(diǎn)溫度下進(jìn)行冷加工，獲得的形變馬氏體量大于50%，在稍高于Md30點(diǎn)溫度