冷加工用不銹鋼的選擇必須是按照其使用性能來選擇的,如耐蝕性、耐熱性、強(qiáng)度或塑性等。當(dāng)然,不銹鋼的加工硬化和隨后對力學(xué)性能的影響,也是冷加工不銹鋼選擇時(shí)應(yīng)給以特別的關(guān)注。
鋼的化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)組織存在著一定的關(guān)系,而不銹鋼的成分與沖壓成型性之間也存在著一種直接關(guān)系,就是化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)組織關(guān)系的具體體現(xiàn)。利用這一關(guān)系可以對所使用材料的性能和質(zhì)量加以控制,從而提高不銹鋼沖壓成型性能的等級(jí)和均勻性。
在奧氏體不銹鋼中,鎳(Ni)是促進(jìn)奧氏體結(jié)構(gòu)的形成的元素,也是穩(wěn)定奧氏體的合金元素,Ni/Cr比例越高,奧氏體就越穩(wěn)定,而成型性能也依賴于這個(gè)比率。在奧氏體不銹鋼 12Cr17Ni7(301)中Ni含量(6.5%)最低,因此有最高的加工硬化速度。盡管12Cr17Ni7(301)經(jīng)過退火后有完全的奧氏體微觀結(jié)構(gòu),鎳含量越低,在塑性變形時(shí)誘變生成的馬氏體的比例就越大。這一事實(shí)將有助于金屬在沖壓變形中抵抗頸縮和使其均勻變形。較高的加工硬化速度使得強(qiáng)度增加,硬度升高。這些在結(jié)構(gòu)冷加工成型階段是有益的。
奧氏體型不銹鋼中所含的鎳可以明顯降低鋼的冷加工硬化傾向,其原因是可使鋼中的奧氏體穩(wěn)定性增加,減少或消除了冷加工過程中的馬氏體轉(zhuǎn)變,降低了冷加工硬化速度,強(qiáng)度降低和塑性提高。
一般來說,奧氏體不銹鋼在其鎳含量或鎳與鉻含量均低的情況下,是比較難以成型的,例如12Cr17Ni7(301)型鋼就是如此。穩(wěn)定化元素鈮、鈦、鉭以及高的含碳量會(huì)對奧氏體不銹鋼的成型性產(chǎn)生不利影響。因此06Cr18nil1Ti(321不銹鋼)和06Cr18Ni11Nb(347不銹鋼)的成型性能比 12Cr18Ni9(302不銹鋼)、06Cr19Ni10(304不銹鋼)和 10Cr18Ni12(305)型鋼差。像 Y12Cr18Ni9(303)這種易機(jī)加工鋼種,該鋼的切削性能很好,但其塑性性能比較差,不能用于成型作業(yè)。