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高硫SUS416不銹鋼具有優(yōu)異的易切割加工性能，廣泛應(yīng)用于國外。由于硫?qū)峒庸ば阅艿膼夯?，鋼的熱加工一直是冶金廠的一個棘手問題。原生產(chǎn)工藝遵循了不銹鋼熱軋材料的常見工藝，即：63okg錠→2t錘開105mm方坯→退火﹑酸洗，局部磨削→1t錘開65mm方坯→退火,剝皮→300軋機(jī)開中間坯(或成材)→中間坯剝皮→250軋制材料。熱加工溫度參數(shù)為：加熱溫度為1050~115o℃,鍛造，軋開始溫度≥100o℃.鍛造，軋制溫度≥850℃。主要問題有：鍛坯切割時端部易開裂、軋制、纏繞；由于多次開坯，鋼坯長度無法定尺，軋材長度差異較大.齊尺浪費(fèi)大；工藝多，生產(chǎn)周期長。加工裂紋和熱塑性進(jìn)行了綜合分析研究，改進(jìn)了生產(chǎn)工藝，取得了顯著成效。

試驗材料取自大規(guī)模生產(chǎn)的鍛造和熱軋方坯表1中列出了鋼種的化學(xué)成分。沿鋼坯橫向和縱向截取試驗材料ZDM5/91型萬能材料試驗機(jī)ThermecmastorZ在熱模擬試驗機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗和熱模擬試驗。熱模擬試驗的應(yīng)變速率為1/s,加熱速度為10c-s-保溫時間6min。金相顯微鏡和SEM觀察SUS416不銹鋼試驗材料的組織和斷裂特性。

圖2顯示了鋼坯橫向拉伸性能試驗的結(jié)果。900~1000℃在溫度范圍內(nèi)，試驗鋼橫向存在明顯的低塑性區(qū)域，而縱向沒有反映這種低塑性特性。SEM根據(jù)觀察，分裂鋼坯的截面特征和900~1000℃橫向拉伸試驗的斷口非常相似，硫化物帶狀痕跡明顯可見。不難看出，縱裂的原因是900~1000c在水平和低塑性范圍內(nèi)，熱處理裂紋起源于硫化物和基體之間的邊界，首先形成微孔，相互連接，并沿硫化物條帶快速擴(kuò)展，直到開裂。因此，解決熱處理裂紋的方法是：（1）改善硫化物的分布。（2）熱處理過程應(yīng)盡量避免圖片⒉低塑性溫度范圍。

改進(jìn)熱加工工藝和效果

根據(jù)上述結(jié)果，我們調(diào)整和改進(jìn)了鋼的熱加工工藝和熱加工溫度參數(shù)。改進(jìn)后的工藝流程為：630kg錠→2t錘開130mm方坯→退火后剝皮→430軋機(jī)打開中間坯→局部修磨→由300軋機(jī)和250軋機(jī)制成。熱加工溫度參數(shù)調(diào)整為1200加熱溫度~1250℃,鍛造，軋開始溫度≥1100c.鍛造，軋制溫度≥1000c.生產(chǎn)實踐證明，采用新工藝取得了以下顯著效果：大大降低了生產(chǎn)工藝，縮短了生產(chǎn)周期，避免了鍛坯切割頭的開裂和軋制劈裂，容易滿足出口材料的尺度或尺度要求，大大降低了尺度切割頭和鋼坯（材料）研磨的消耗，綜合成材率提高了25%.經(jīng)濟(jì)效益明顯。

sUs416鋼的高溫強(qiáng)度為800℃上述都處于較低水平，遠(yuǎn)低于GCr15軸承鋼4，即鋼的高溫變形阻力較小，一般軋機(jī)軋制鋼不會出現(xiàn)過載問題。MnS產(chǎn)生自由能比FeS低,如果Mn含量足夠高﹒硫與錳而不是鐵結(jié)合。如果在實踐中發(fā)現(xiàn)，Mn/S≥4,a-MnS將取代型硫化物FeS型硫化物。試驗鋼中Mn/S一般大于4(冶煉控制要求)，因此通常沒有低熔點FeS硫化物及其共晶體主要是Mns類型。文獻(xiàn)[3]也指出·在不銹鋼中.當(dāng)錳含量在0.4%~1.只有富鉻硫化錳存在于8%時。MnS硫化物及其共晶體熔點較高，試驗熱脆仍然沒有發(fā)生，但超過1280℃會產(chǎn)生熱脆，13000c塑性和強(qiáng)度急劇下降，斷口呈典型的沿晶斷裂特征。

通常在很寬的溫度范圍內(nèi).MnS硫化物與鋼基體的塑性非常接近，其變形指數(shù)接近1。若晶粒方向合適﹒滑移可以起源于基體，連續(xù)通過MnS夾雜物-最后返回基體。MnS大多數(shù)硫化物沿加工變形的長度方向延伸成條狀或片狀，這些平行的條狀或片狀硫化物會導(dǎo)致橫向性能低于縱向性能。在這種試驗鋼中，這種各向異性是900~1000℃溫度范圍更突出，縱向熱強(qiáng)度﹑熱塑性基本保持平臺﹐但橫向熱強(qiáng)度呈緩慢下降趨勢，尤其是橫向熱塑性急劇下降，處于曲線低點。

這種現(xiàn)象可能是由于溫度范圍內(nèi)硫化物的變形指數(shù)與基體的變形指數(shù)不一致，兩相的變形不同步.界面結(jié)合力減弱，兩相界面變形時容易因應(yīng)力集中而產(chǎn)生微裂紋。由于條狀硫化物和基體在縱截面的界面面積遠(yuǎn)大于橫截面的界面面積.因此，在橫向張應(yīng)力的作用下，硫化物和基體界面更容易產(chǎn)生裂紋，形成微孔.隨著張應(yīng)力的增加.這些空洞將沿硫化物界面擴(kuò)大，并相互連接，直到開裂。在鍛造、切割和軋制過程中，鋼坯（材料）的水平彎曲張力結(jié)果，水平塑性特別低的鋼坯材料>沿軸向撕裂。