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JFE443CT不锈钢板加工特性介绍

来源:顶亮金属 | 发布日期:2022-06-22 | 浏览:0

以430不锈钢为代表的铁素体不锈钢板和以304不锈钢为代表的奥氏体不锈钢板相比,尽管价格低廉,但耐腐蚀性能较差,可加工性能也有所不如。但现在类似JFE443CT(21Cr-0.4Cu-0.3Ti)这样的耐腐蚀性能相当于304的铁素体不锈钢板正快速普及到很多应用领域。尤其是当镍金属价格高涨时,生产这种不锈钢有很显著的降本的作用。

不过如果将原来使用奥氏体材料加工的部件,还用原来的工具和工艺改用JFE443CT这样的铁素体材料进行加工,肯定是比较困难的。因为两个钢种的结晶结构不同会导致加工性能有较大的差别,尤其是延展性的不同。尽管JFE443CT比430不锈钢有所改善,但仍然和304显著不一样。不过也无需因加工方面的问题而放弃铁素体不锈钢的低成本特性。只要深入了解不锈钢的基本加工特性,选择适合的加工方法,分情况设计部件,就能对JFE443CT等铁素体不锈钢进行复杂的成形加工。   

不锈钢板的力学性能

  
由于304不锈钢有了加工感应相变而显示了较高的加工硬化特性,所以拉伸强度较高,延伸率更是高达50%以上,显示出极高的特性。而因为铁素体组成的JFE443CT和其它SUS430等铁素体系不锈钢一样,加工硬化程度小,拉伸强度低,所以材料的延伸率只有30%左右。     

深冲、凸肚性能

根据极限深冲比试验的结果显示,JFE443CT不锈钢的加工极限比304不锈钢更高。这因为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来说相对较小的缘故。
  
利用杯突试验进行的球底凸肚试验结果显示,在纯粹的凸肚加工中,材料加工性的好坏通常是受其延性值高低来决定。因为JFE443CT的延伸率仅是304不锈钢的一半左右。所以前者的凸肚加工性要略差。
  
从上述两种不锈钢的圆锥模杯突试验结果显示,两者的深冲和凸肚的复合成形性基本上是相等的。   

粘合弯曲特性

将两种不锈钢板的1.5mm厚度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显示,JFE443CT和SUS304都能同样弯曲180°而不会出现问题。但在严格的弯曲场合,JFE443CT不锈钢板有时会在外表面产生微小的皱折而使表面粗糙(白化),有时会出现内表面折进去的现象。这是由于该钢种的晶粒直径较304不锈钢来的大,所以容易在自由表面产生不均匀皱折。

剪切、冲裁特性

对304不锈钢板和JFE443CT不锈钢板进行冲裁试验后的断面和外观的观察结果显示,相比304,JFE443CT的剪切断面比率大,断裂面比率小,这是由前面所讲的两者的加工硬化特性有明显差异导致的。通过冲裁试验查明毛边高度与冲裁间隙之间的关系:冲裁304不锈钢时,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。这也是由于两个钢种的加工硬化特性的不同造成的;尤其是在局部延伸率方面,304比JFE4443CT小,所以导致两者断裂分离表现有差异。

扩孔特性

通过采用.10mm凸模冲孔求出扩孔率(λ值)的试验,可以查到凸模与凹模间隙与λ值之间的关系而得知:304不锈钢的λ值约等于50%左右,而JFE443CT的λ值约200%,也就是说后者扩孔性相比要更加优秀。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,因为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。并且JFE443CT比同为单相铁素体组织的430不锈钢扩孔性优良的原因,是由于纯净化更高而提高了钢材的局部延性之故。

弹回特性

从将不锈钢板进行90°模型弯曲并脱模后的弹回量观察结果可知,因为弯曲部曲率半径(R)的不同,弹回量呈现相反地情况:当R=100的大曲率转角时,JFE443CT的弹回量比304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。

弹回量与加工结束后的不锈钢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。此外在转角曲率小时,304不锈钢的屈服应力变高,所以该钢种的弹回量也增大了。

多级成形特性

从将两种不锈钢板的2B材以8道工序圆筒深冲进行深冲比达5.6的高应变加工结果得知:两者都能进行最终阶段加工,但在304不锈钢板上加工几小时后容易发生自生裂纹,这是奥氏体不锈钢独有的现象;而铁素体系的JFE443CT上却无此问题。此外影响这种加工的主要因素有在大应变区域的延性和二次加工脆性。尽管这些方面,304不锈钢也不差,但在多极成形加工时,为避免自生裂纹,最好还是采用高纯净化的铁素体不锈钢更合适。

JFE443CT不锈钢的加工特性总结

依据前述的两种不锈钢加工特性好坏的比较,可以总结出JFE443CT要注意的几点加工性。首先是深冲特性优良而凸肚特性差;其次加工硬化(量)小;另外应变容易局部集中;在弯曲等变形中表面易产生折皱(白化);剪切、冲裁加工时毛边高;扩孔(冲孔)特性极为优良;在大R转角弯曲中弹回大,而在小R转角弯曲中的弹回小;即使进行大应变加工也不产生自裂。

作为能替代304不锈钢的钢种,有效降本的JFE443CT竞争力明显较强,但由于这是铁素体不锈钢,所以成形性和奥氏体不锈钢相比差异仍较大。经过不断试验研究,可以看出该钢种的优缺点,尤其是在加工性和加工技术方面与奥氏体钢的区别,从而表明该钢种的最佳加工工艺。如此可以促进JFE443CT的应用扩大,一定程度上更好的替代304不锈钢。

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