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JFE443CT不锈钢管件成形技术

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JFE443CT不锈钢管件成形技术

来源:本站原创 发布日期:2016年03月31日 

       SUS430(16%Cr)为代表的铁素体系锈钢与SUS304(18%Cr-8%Ni)为代表的奥氏体系不锈钢威廉希尔棋牌ios下载管件相比,虽然价格便宜,但耐蚀性差,且加工性也低。然而最近,如JFE443CT(21%Cr-0.4%Cu-0.3%Ti)这样耐蚀性与SUS304相当的铁素体系钢正在不少应用领域持续普及,特别是在镍价格高涨的情况下,其降低成本的作用是显著的。但是,若将原来使用奥氏体材料加工的部件,仍以原来的工具和工艺改用JFE443CT这样的铁素体材料进行加工,有时是困难的。这是由于两者本质的结晶结构不同造成加工特性的较大差异,特别是延性的不同。虽然JFE443CT较SUS430有所改善,但仍与SUS304明显不同。然而,没有必要因加工方面的问题而放弃铁素体系材料的低成本特性。只要深入研究材料基本加工特性,选择合适的加工方法,分情况设计部件,即可对JFE443CT等铁素体系材料进行复杂的成形加工。
        2 材料的力学性能
        SUS304因产生了加工感应相变而显示了较高的加工硬化特性,故拉伸强度较高,延伸率高达50%以上,显示了极高的特性。而由铁素体组成的JFE443CT与其它SUS430等铁素体系不锈钢威廉希尔棋牌ios下载管件一样,加工硬化小,拉伸强度低,延伸率30%左右。
关于表示材料各向异性的兰克福特值—即板状拉力试样的宽厚变形比,若观察三个方向的平均r值,则SUS304的r=1.0而JFE443CT的r=1.3,表明后者比前者具有更优良的深冲特性。
   JFE443CT的加工性小结。根据前述的两钢种加工特性优劣的比较,现归纳JFE443CT应注意的加工性如下:
   1.深冲特性优良而凸肚特性差;b.加工硬化(量)小;c.应变容易局部集中;d.在弯曲等变形中表面易产生折皱(白化);e.剪切、冲裁加工时毛边高;f.扩孔(冲孔)特性极为优良;g.在大R转角弯曲中弹回大,而在小R转角弯曲中的弹回小;h.即使进行大应变加工也不产生自裂。
    2. 结语
  作为通用不锈钢SUS304的替代钢种,降低了成本的JFE443CT显然有较强的竞争力。然而,因其是铁素体系钢种,故成形性与奥氏体不锈钢有较大差异。经过一系列试验研究,查明了开发钢的优缺点,特别是在加工性和加工技术方面与奥氏体钢的差别,从而指出了开发钢的最佳加工工艺。 采用该技术已促进了JFE443CT的扩大应用,并不断取代SUS304。
        深冲、凸肚特性。进行极限深冲比(LDR)试验的结果表明,JFE443CT具有比SUS304更高的加工极限。这是由于前者的加工硬化程度小,r值高,凸缘的深冲抗力相对于纵壁强度而言较小的缘故。
利用杯突试验进行的球底凸肚试验结果表明,在这样单纯的凸肚加工中,加工性的优劣基本上由材料的延性值高低来决定。由于JFE443CT的延伸率仅约为SUS304的1/2。故前者的凸肚加工性要差些。
两种钢的圆锥模杯突试验结果可知,二者的深冲和凸肚的复合成形性基本上是同等的。 
        粘合弯曲特性。将两种钢的1.5mm厚度的2B级板材进行180°粘合弯曲试验后,对弯曲部断面的观察结果表明,JFE443CT和SUS304均可同样弯曲180°而没有问题。但在严格的弯曲场合,JFE443CT材有时会在外表面产生微小的皱折而使表面粗糙(白化), 甚至发生内表面折进去的现象。这是因为其晶粒直径比SUS304的要大,易在自由表面产生不均匀皱折,且因加工硬化小而应变易于集中之故。但因开发钢的加工硬化小,故其密合度一般是优良的。
        剪切、冲裁特性。对SUS304和JFE443CT进行冲裁试验后的断面和外观的观察结果表明,较之SUS304,JFE443CT的剪切断面比率大, 断裂面比率小,这是由前述的二者的加工硬化特性有明显差异造成的。通过冲裁试验查明毛边高度与冲裁间隙之间的关系:冲裁SUS304时,在间隙为10%附近有毛边高度成为零的条件;而在冲裁JFE443CT时的毛边高度整体较高,为消除毛边须将冲裁间隙降至最低限度。这也是由两种钢的加工硬化特性的差异引起的;特别是由于在局部延伸率方面,SUS304的小而JFE4443CT的大,从而造成了二者断裂分离行为的不同。
        扩孔特性。
        通过采用.10mm凸模冲孔求出扩孔率(λ值)的试验,查明了凸模与凹模间隙与λ值之间的关系而得知:SUS304的λ值约等于50%左右,而JFE443CT的λ值约200%,即后者的扩孔性要优良的多。这是由于前者因加工感应相变而使加工后的组织软硬二层化,由于不均匀而使剪切断面不对称,对裂纹敏感,从而恶化了扩孔性。另外,JFE443CT比同为单相铁素体组织的SUS430扩孔性优良的原因,是更高的纯净化而提高了钢材的局部延性之故。 
         弹回特性。从将钢材进行90°模型弯曲并脱模后的弹回量观察结果可知,由于弯曲部曲率半径(R)的不同,弹回量呈现相反地情况:R=100的大曲率转角时,JFE443CT的弹回量较之SUS304的大;而当R=4或10的小曲率转角时,则是后者的弹回量大些。
        弹回量与加工终了时的材料强度和杨氏弹性模量之比成正比例。转角曲率半径大则应变量小,而应变量小的区域正是JFE443CT的高屈服应力范围,故其弹回量就增大了。另一方面,在转角曲率小时,SUS304的屈服应力变高了,故其弹回量也增大了。
        多级成形特性。从将两钢种的2B材以8道工序圆筒深冲进行深冲比达5.6的高应变加工结果可知:两种钢材都可进行最终阶段加工,但SUS304材上加工数小时后发生了自生裂纹,这是奥氏体系材料特有的现象;而铁素体系的JFE443CT上却无此问题。另外,影响这种加工的主要因素有在大应变区域的延性(或加工硬化性)和二次加工脆性。虽然在这些方面,SUS304并不差,但在多极成形加工时,为了避免自生裂纹,还是选择高纯净化的铁素体系材料更为有利。

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