1. ПОДГОТОВКА СЛИТКОВ К ДЕФОРМАЦИИ
Несмотря на значительные успехи, достигнутые при совершенствовании технологии разливки нержавеющей стали, качество поверхности слитка в ряде случаев остается неудовлетворительным, в связи с чем оказывается целесообразной организация ремонта слитков.
Для удаления поверхностных дефектов используются три вида ремонта: а) обдирка поверхности слитков на токарных станках; б) полная или выборочная местная зачистка поверхности слитков с помощью абразивных станков; в) огневая зачистка поверхности слитков с помощью специального резака.
Обдирку поверхности слитков производят при наличии массовых’ дефектов глубиной до 10—15 мм. Этот метод позволяет надежно удалять большинство дефектов и получать качественную поверхность проката. Недостатком метода является перевод большого количества металла в стружку, низкая производительность токарных станков (даже при оборудовании их несколькими резцами).
Однако для некоторых трещиночувствительных сталей обдирка является единственно приемлемым способом ремонта слитков. Зачистка поверхности слитков на абразивных станках позволяет производить удаление отдельных дефектов и благодаря этому сокращать затраты труда и металла. Зачистке следует подвергать некоторые прочные марки нержавеющих сталей, например 3X13F14CT и т. п. Для слитков, предназначенных для прокатки или продольной ковки, глубина зачистки дефектов допускается до 20—50 мм (в зависимости от сечения) с развалом 1 :6. Для кузнечных слитков, которые подвергаются осадке, глубина выточек ограничивается до 30 мм при развале 1 : 10.
Весьма часто сочетают обдирку на токарных станках с последующей абразивной зачисткой оставшихся поверхностных дефектов либо обдирку наиболее пораженной дефектами зоны и местную зачистку дефектов в остальной части слитка.
Огневой зачистке обычно подвергают крупные листовые слитки нержавеющей стали, глубина дефектов у которых более 5 мм, и их общая площадь занимает более 1/3 грани. Такую зачистку осуществляют на специальных открытых участках с помощью газовых резаков.
Для развития высокой температуры в зоне реза металла к головке резака по питательным штангам подводят природный газ и кислород (около 99% О), а также порошковую смесь: на два объема порошка силикокальция один объем порошка ПАМ-4. При сгорании в кислороде порошка ПАМ-4 (50% Al и 50% Mg) развивается температура около 2500°С, что обеспечивает плавление тугоплавких элементов, входящих в состаз нержавеющей стали.
Отрицательным моментом в абразивной и огневой зачистке металла является получение немобильных отходов металла с потерей ценных легирующих элементов.
Известны и другие способы ремонта поверхности слитка. Например, итальянская фирма «Инноченти» производит фрезерные станки, которые позволяют ремонтировать слитки в горячем состоянии. Набором фрез производится снятие в стружку поверхностного слоя слитка примерно при 800°С с механизированной кантовкой слитка на станке. Иногда зачистку производят на дробеметных установках.
Ремонт поверхности слитков является вынужденной операцией. Поэтому усилия технологов должны быть направлены на улучшение качества поверхности слитков при разливке.
2. ОБЩИЕ ОСОБЕННОСТИ ДЕФОРМАЦИИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ
Пластичность нержавеющих сталей
Как правило, нержавеющие стали обладают пониженной пластичностью, т. е. пониженной способностью деформироваться без разрушения. Пластичность стали зависит от ее природы, характера напряженного состояния при деформации, а также температурных и скоростных условий деформации.
Наибольшее влияние на горячую пластичность оказывает химический состав стали, определяющий ее свойства и фазовый состав при деформации. Образование избыточных фаз различного состава, находящихся в металле в виде включений, прослоек и пленок, существенно затрудняет протекание процесса пластической деформации. В этой связи влияет и ликвация химического, а следовательно, и фазового состава металла в слитке.
Выбор оптимального химического состава стали даже в пределах марки, подавление процесса ликвации при разливке, диффузионное выравнивание состава при термообработке или нагреве под прокатку являются существенными условиями повышения пластичности металла. К природе стали следует также отнести ее микросостав: с одной стороны, наличие вредных элементов — цветных металлов: свинца, цинка, висмута, сурьмы, олова, мышьяка и др.; с другой — наличие поверхностно активных элементов в определенных дозах: бора, кальция, магния, церия и других РЗЭ.
Микросостав стали определяется составом шихтовых материалов, методом и технологией выплавки, составом футеровки печи и оказывает существенное влияние на поведение металла при деформации. Например, если удаление ряда цветных металлов при вакуумном дуговом и электроннолучевом переплавах положительно сказывается на уровне пластичности, то испарение магния может привести к ухудшению способности к деформации.
Большое влияние на пластичность оказывают темпе – ратурно-скоростиые условия, при которых осуществляется деформация металла. В большинстве случаев с повышением температуры пластичность металла возрастает, сопротивление деформации уменьшается, повышается
Производительность станов. В связи с этим обычно стремятся деформировать металл при более высоких температурах.
Однако для нержавеющих сталей при выборе температуры нагрева и деформации следует учитывать не только опасность пережога, но и фазовое состояние металла, рост зерна и т. п. факторы, существенно влияющие на горячую пластичность и свойства прокатанной
Юоо
Тог
Ili
1 § >
§ & 120 О /JOOlit S
HOO
T,°c
1300 чз
Рис. 72. Влияние температуры нагрева на соотношение фаз и технологичность Ста л си’.
A — ферритного н феррито-аустеиитного классов; б — аустенитного класса (а-фаза