不銹鋼電致塑性軋制新工藝

   我國的不銹鋼產(chǎn)業(yè)雖然已有了迅速的發(fā)展，但與工業(yè)發(fā)達國家相比，還是高能耗、高污染、低效率的。以304不銹鋼為例，由于它在生產(chǎn)加工過(guò)程中易產(chǎn)生嚴重的加工硬化現象，成形性能差，因此，在軋制、拉拔等加工過(guò)程中需要進(jìn)行多次退火處理，以降低或消除加工硬化，便于后續工藝進(jìn)行。多次退火不僅耗時(shí)耗能，同時(shí)也存在嚴重的環(huán)境污染等問(wèn)題。因此，尋找一個(gè)清潔環(huán)保、節能高效的生產(chǎn)工藝具有十分重要的意義。

   近，清華大學(xué)深圳研究生院鄭興鵬等人提出，將電致塑性軋制工藝應用于304不銹鋼帶材，并通過(guò)實(shí)驗驗證了其可行性。所謂“電致塑性”，是指材料在運動(dòng)電子（電流或電場(chǎng)）作用下，變形抗力急劇下降、塑性明顯提高的現象。電致塑性加工技術(shù)可以降低材料變形抗力，提高材料的塑性，從而增強材料的成形能力。鄭興鵬等人在自行研制的電致塑性軋機上，對304不銹鋼帶材進(jìn)行多道次的冷軋和電致塑性軋制，其中在采取電致塑性對不銹鋼帶材進(jìn)行軋制時(shí)，高能脈沖發(fā)生器對軋制中的帶材連續不斷地施加高能脈沖電流（120 V)。他們對比研究不同軋制方式下材料的變形抗力、硬度、抗拉強度及伸長(cháng)率等性能變化，并對微觀(guān)組織進(jìn)行了系統分析。

   實(shí)驗表明，冷軋時(shí)，材料的變形抗力高達16.5 kN，引入脈沖電流后，材料的變形抗力明顯減小，且隨著(zhù)電脈沖頻率的增加其降低幅度越來(lái)越大。當施加500 Hz的脈沖電流時(shí)，材料的變形抗力降至12.2 kN左右，降低幅度高達26%。

   對試樣的測試結果表明，不論是冷軋還是電軋，試樣的硬度都隨變形量的增加而增大，但冷軋的加劇程度要遠遠高于電軋。在電軋中，到達一定變形量后，試樣硬度趨向于一個(gè)穩定值。電軋中，隨頻率增加，試樣的抗拉強度基本呈降低趨勢，而相應伸長(cháng)率則不斷增加。然而，當變形量為20%～50%時(shí)，施加600 Hz的電脈沖，試樣的抗拉強度反而比 500 Hz 時(shí)的大，此時(shí)其伸長(cháng)率也很大。經(jīng)受 600 Hz 脈沖電流軋制的試樣，其抗拉強度隨變形量的增加先是逐漸升高，到達一個(gè)極值點(diǎn)后開(kāi)始降低，相應地，其伸長(cháng)率先是呈下降趨勢，達到一個(gè)低點(diǎn)后緩慢升高。這表明，在電軋過(guò)程中存在一個(gè)佳頻率，在此頻率下，可以達到強度和塑性的佳匹配，此時(shí)，同固溶態(tài)的原始試樣相比，變形50%的電軋試樣既具有高的抗拉強度，同時(shí)又具有很好的塑性。

   他們的工作表明，高能電脈沖能有效地降低材料的加工硬化程度，提高其塑性變形性能，從而可以在不進(jìn)行中間退火的情況下，增加軋制道次，提高總變形量，輕松獲得更薄的板材帶材。這是一條清潔環(huán)保、節能高效的生產(chǎn)工藝路線(xiàn)。

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