Y108Cr17(Y11Cr17)不锈钢的成分-硬度-耐蚀性三角平衡术
Y108Cr17(Y11Cr17)是一种高碳铬马氏体型不锈钢,具有高硬度、耐磨性和一定的耐蚀性,适用于制造刀具、轴承、模具等高强度耐磨部件。
️成分特性
高碳高铬:碳含量0.95%~1.20%,铬含量16.00%~18.00%,确保淬火后硬度≥58HRC,并形成致密氧化铬膜提升耐蚀性。
硫:含量≤0.15%,显著降低切削抗力,提升加工效率,尤其适用于自动车床批量生产。
️性能优势
高硬度与耐磨性:淬火回火后硬度≥58HRC,适用于制造剃须刀片、手术刀等需要长期保持锋利度的部件,以及轴承、齿轮等高负荷场景。
耐蚀性:PREN≥18,在氯离子环境中抗点蚀能力优于普通马氏体钢,适用于化工阀门、海洋设备等场景。
易切削性:硫元素在切削过程中形成润滑膜,减少刀具磨损,使切削效率提升40%,加工成本降低25%。
️切削加工
1、刀具选择:
材料:推荐使用硬质合金刀具或高速钢刀具,以满足耐热、耐磨及与不锈钢亲和作用小的要求。
几何参数:刀具前角应适当增大,以减少切削力;后角应适当调整,以减小加工表面与后刀面的摩擦。
2、切削参数:
切削速度:控制在50~100m/min,具体数值需根据工件尺寸和要求确定。
进给量:根据工件尺寸和要求合理选择,以确保加工效率和表面质量。
切削深度:同样根据工件尺寸和要求确定,避免过大的切削深度导致刀具损坏。
3、冷却润滑:
切削液选择:使用水溶性切削液或油基切削液,以降低切削温度和减少刀具磨损。
冷却方式:可采用高压内冷或低温冷却方式,如液氮冷却,以进一步降低切削温度。
️锻造工艺
1、锻造温度控制
始锻温度:Y108Cr17不锈钢的始锻温度一般控制在1100~1150℃。温度过高会导致组织中出现δ铁素体,使钢的塑性下降,且易在两相界面产生裂纹。
终锻温度:终锻温度不宜太低,一般高碳钢取925℃,低碳钢取850℃,均应高于钢的同素异构转变温度。若温度过低,钢的塑性下降较大,易产生锻造裂纹。
加热要求:由于不锈钢导热性差,为防止坯料开裂,坯料的入炉温度应低于400℃。同时,在850℃前应缓慢加热,之后才能快速加热到始锻温度。锻件在高温区停留时间不宜过长,否则易造成严重过氧化、元素贫化和晶粒粗化。
2、锻造过程要点
避免重击:在900~950℃范围内要避免重击,以防破裂。
锻造比与变形量:锻造比一般取2~3,终锻变形量应大于12%~20%。终锻变形程度不宜过小,若加热温度高、终锻变形程度小时,可能由于组织遗传引起低倍粗晶。
变形均匀:变形过程中要求变形均匀,以得到较均匀的晶粒组织。对于圆饼锻件,可考虑采用光滑的平台和砧面(必要时润滑)、平台和砧面预热到150~450℃、饼坯两端加低碳钢垫板、采用叠锻、变形时采用间歇压缩、包套镦粗等措施。
3、锻后冷却与后续处理
缓冷方式:Y108Cr17不锈钢对冷却速度特别敏感,空冷即可获得马氏体组织,但会使锻件内存在很大热应力、组织应力和残余应力,易导致表面裂纹。因此,锻后应采用缓冷方式,一般是将锻件放在200℃左右的炉中或石棉保温箱中冷却,或是转入600℃炉中保温并随炉冷却。
软化退火:冷却后应及时进行软化退火处理,一般在680℃~780℃保温2~4h,以消除内应力,降低硬度,便于机械加工。
淬火与回火:使用前需经淬火(980℃~1050℃)+回火处理。因各类零件对性能的要求不同,回火加热温度不完全相同。例如,对于要求高硬度、高耐蚀性的不锈钢零件,一般回火温度为200~300℃;而对于要求高强韧性、高耐蚀性的不锈钢零件,则采用650~700℃回火。
酸洗处理:为防止产生龟裂(应力腐蚀裂纹),锻件酸洗必须安排在回火处理之后。