不锈钢304退火

SUS304 是一种 18-8 系的奥氏体不锈钢，通常用作冲压垫圈类紧固件。由于其冲压在各部分材料的形变程度各不相同，大约在 15%~40% 之间，因此材料的加工硬化程度也有差异。

SUS304 不锈钢薄板冷加工以后，微观上滑移面及晶界上将产生大量位错，致使点阵产生畸变。畸变量越大时，位错密度越高，内应力及点阵畸变越严重，使金属变形抗力和强度、硬度等随变形程度而增加，塑性指标伸长率、断面收缩率降低。

当加工硬化达一定程度时，如继续形变，便有开裂或脆断的危险，成形后其残余应力极易引起工件自爆破裂。在环境气氛作用下，放置一段时间后，工件会自动产生晶间开裂（通常称为“季裂”）。故在 SUS304 不锈钢冲压成形过程中，一般都必须进行工序间的软化退火， 即中间退火，以消除残余应力，降低硬度，恢复材料塑性，以便能进行下一道加工。 • 试验材料及分析

试验材料： SUS304 ，厚度 ± ，其化学成分（质量分数： W% ）≤ %C 、≤ %Si 、≤ %Mn 、≤ %P 、≤ %S 、 % ~ %Ni 、 18% ~ 20%Cr 。 表 1 不同预形变量对 SUS304 不锈钢力学性能的影响

屈服强度 抗拉强度 预形变量 /% Re/MPa 0 15 20 25 40 270 585 630 760 980 Rm/MPa 705 855 860 920 1025 伸长率 A/% 63 44 40 39 22 屈强比 Re/Rm 硬度 175 265 280 300 335 由表 1 可知，随着预形变量的增加， SUS304 不锈钢的屈服强度和抗拉强度增明显提高，硬度值增加，耐塑性下降，产生了明显的加工硬化现象。同时，也可以清楚看出，随着预形变量的增加，试样的屈强比也随之增加，这说明试样的可成形性也会随着冷变形量的增加而降低。

• 退火软化工艺

经加工硬化的 SUS304 不锈钢可采用高温和低温退火两种方式来恢复塑性，降低硬化程度，并消除或减少残余应力，为了不使材料产生敏化，退火时应避开 500 ℃ ~ 850 ℃的敏化温度范围。

不同工艺退火对具有各种预形变量的 SUS304 不锈钢试样的力学性能影响见表 2 表 2 不同预形变量的 SUS304 试样退火后的力学性能

抗拉强度 预形变量 退火温度 保温时间 屈服强度 / /% / ℃ 室温 330 15 490 850 1050 900 25 950 1050 900 40 1050 5 235 /min — 35 35 15 5 10 8 5 10 Re/MPa 585 595 570 280 260 235 240 230 290 伸长率 A/% 44 51 52 68 73 67 71 80 66 76 硬度 HV 265 267 266 183 170 173 161 166 187 169 Rm/MPa 855 815 790 740 695 695 725 705 805 670 从表中可以看出，低温退火对 SUS304 不锈钢的屈服强度影响较小，在 500 ℃以下退火，退火后屈服强度值变化较小，高温退火对试样屈服强度的影响较大，预形变量为 15% 时在 1050 ℃下退火后 Re 降到 260MPa ， Rm 几乎随退火温度成线性下降，但是变化的幅度比 Re 小得多。同时，试样的维氏硬度值随退火温度的升高而下降。

随着退火温度的升高，试样伸长率明显提高，特别是高温退火状态下， Re 下降最为明显，达到了完全软化状态。在 1050 ℃退火（保温 5min ，快冷）伸长率 A 、硬度 HV 达到软化的最佳组合。

• 结语

经不同预形变量的 SUS304 不锈钢薄板高温（ 1040 ℃ ~1080 ℃）短时（ 5 ~10min ）并快速冷却的退火工艺，组织发生完全再结晶，且晶粒大小较均匀，最适宜紧固件用的垫圈类产品制造，退火软化效果最为明显。