热成形

      奥氏体不锈钢在热轧、锻造和挤压等加工操作中具有良好的成形性。标准奥氏体不锈钢的高温强度优于碳钢， 而高性能奥氏体不锈钢的高温强度又远高于标准奥氏体不锈钢。因此，每道次的压下量都比碳钢小，并且可能受到设备能力的限制， 尤其是高性能奥氏体不锈钢。对不锈钢进行热加工时，全程加热很重要。由于高性能奥氏体不锈钢的导热性比碳钢差，所以加热时间要比碳钢长。另一方面，高钼高性能奥氏体不锈钢产生氧化皮的速度非常快，因此， 在加热过程中操作员必须尽可能缩短保温时间。       因为高温下奥氏体不锈钢的延展性迅速损失，所以，不锈钢热加工温度的上限远低于熔化温度。δ铁素体相变是造成标准奥氏体不锈钢延展性受损的原因。而对高性能奥氏体不锈钢而言，延展性损失与显微组织中的低熔点硫化物或磷化物相关。为了减少成形过程中形成厚氧化皮，热加工温度不宜过高。热成形温度下限应控制在再结晶和软化范围内，如果低于该温度，工件会迅速加工硬化。为避免造成不锈钢尤其是高性能奥氏体不锈钢的韧性损失，温度下限应高于有害相 (如σ相) 的形成温度。       下表所示为各类奥氏体不锈钢的热成形温度范围。所有牌号的上限温度都在1175°C--1200°C之间，下限温度则完全取决于具体牌号。标准不锈钢的温度下限相当低，而高合金不锈钢的温度下限较高，这是因为它们强度高，有形成金属间相的趋势。钢种与温度下限的依存关系表明，合金含量越高，热加工窗口越小，高性能奥氏体不锈钢的热加工窗口最小。

奥氏体不锈钢热成形温度范围和固溶退火温度

      在热成形过程中，保持工件温度均匀，避免出现低温区(例如，工件边缘比工件主体的颜色暗，甚至与赤热表面相比，边缘发黑)至关重要。温度较低的区域可能会低于最低成形温度，由于那个区域的延展性无法承受进一步的变形，可能会发生开裂或撕裂。       为了确保显微组织均匀，无敏化、无有害二次相和过量的残余应力，热成形的工件需要进行固溶退火和水淬。经过全固溶退火的标准不锈钢，焊接时敏化风险降低，还可以延长χ相和σ相析出前高性能奥氏体不锈钢的可焊接时间。固溶退火还可以最大程度地降低可能导致后续加工尺寸不稳定的残余应力。       如果工件温度从未低于固溶退火温度下限，该热成形过程可被看作是“中间退火”，工件在热成形期间处于此温度，随后快速冷却，它可以用来替代单独的固溶退火处理。但是采用中间退火时， 温度控制是关键，要确保整个工件处于合适的固溶退火温度。       为了避免碳化物或有害二次相的析出，奥氏体不锈钢热加工后需要快速冷却。冷却介质的选择取决于断面厚度和化学成份，标准牌号不锈钢取决于碳含量，高合金化不锈钢主要看钼含量。碳含量高于0.03%的非稳定化牌号应采用水淬，以防止敏化。碳含量低于0.03%的标准牌号或321，347或316Ti等稳定化牌号，可采用空气冷却。Mo含量高于3%的牌号应采用水淬，以防止金属间相的形成。随着断面尺寸的增大，所需的冷却能力也要随之增加，这样才能保证中间部分的冷却速率足够快，避免二次相析出。

热压成形压力容器封头板 ©Antonius Vesselheads BV

温成形

      大断面奥氏体不锈钢中厚板通常进行温成形， 因为温度升高强度下降。奥氏体不锈钢与铁素体和双相不锈钢不同，温度不超过480°C不会形成二次相。这个温度是奥氏体钢的温成形上限温度。低碳或稳定化牌号，以及温成形后需进行固溶退火及淬火处理的材料，温度上限会更高。