不锈钢锻造工艺需兼顾材料特性（如高合金含量、低导热性、易加工硬化）和锻造目标（组织均匀性、力学性能、耐蚀性）。以下是关键工艺要点及控制措施：

一、材料选择与预处理

牌号分类：

奥氏体不锈钢（如304、316）：需控制晶间腐蚀，避免σ相析出。

马氏体不锈钢（如420、440C）：关注淬透性及回火脆性。

双相不锈钢（如2205）：需平衡奥氏体/铁素体比例（通常50:50）。

坯料准备：

表面打磨去除氧化皮、裂纹（防止锻造缺陷扩展）。

预热：奥氏体钢建议缓慢加热（因导热差），速率≤100℃/min。

二、加热工艺控制

参数奥氏体不锈钢马氏体不锈钢双相不锈钢锻件

始锻温度 1150~1200℃ 1100~1150℃ 1100~1180℃ 

终锻温度 ≥900℃（避免σ相） ≥850℃（防开裂） ≥950℃（保相平衡） 

保温时间 1.5~2 min/mm（坯厚） 1~1.5 min/mm 2 min/mm 

关键点：

严格控温：超温易导致晶粒粗大（尤其奥氏体钢），低温易引发加工硬化。

保护气氛：推荐氩气或氮气保护，减少表面氧化（Cr2O3损失影响耐蚀性）。

三、锻造操作要点

变形量控制：

单次变形量建议30%~50%（过小易残留铸态组织，过大易开裂）。

双相钢需保证≥50%变形量以细化两相组织。

锻造设备选择：

优先选用液压机（慢速变形利于均匀性），避免锤锻机对高合金钢的冲击裂纹。

冷却方式：

奥氏体钢：空冷（避免水冷导致应力腐蚀）。

马氏体钢：锻后立即退火（防淬火裂纹）。

四、热处理协同优化

固溶处理（奥氏体钢）：

温度1050~1100℃快冷（水淬），消除碳化物析出。

退火（马氏体钢）：

800~850℃缓冷，降低硬度便于后续加工。

时效处理（沉淀硬化钢如17-4PH）：

480~620℃保温，析出强化相。

五、常见缺陷及对策

缺陷类型成因解决方案

表面龟裂 加热不均或硫/铅污染 清洁坯料+阶梯式升温 

晶粒粗大 终锻温度过高 控温+适当增加变形量 

σ相脆化 700~900℃长时间停留 快速通过该温度区间 

六、质量检测标准

无损检测：

渗透检测（PT）或超声波（UT）排查内部裂纹。

金相检验：

奥氏体钢：ASTM E112评估晶粒度（目标5~8级）。

双相钢：EN ISO 17781检查相比例。

力学性能：

按ASTM A484测试屈服强度、延伸率（如304要求≥205MPa）。

七、特殊工艺建议

等温锻造：用于难变形不锈钢锻件（如高氮钢），降低流变应力。

粉末冶金锻造：适用于超低碳不锈钢（如316L），提升致密度。

实际工艺需根据具体钢种、零件形状（如轴类/盘类）调整，建议通过Deform等模拟软件优化参数。

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