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高硫SUS416不銹鋼具有優(yōu)異的易切割加工性能，廣泛應(yīng)用于國外。由于硫?qū)峒庸ば阅艿膼夯?，鋼的熱加工一直是冶金廠的一個棘手問題。原生產(chǎn)工藝遵循了不銹鋼熱軋材料的常見工藝，即：63okg錠→2t錘開105mm方坯→退火﹑酸洗，局部磨削→1t錘開65mm方坯→退火,剝皮→300軋機開中間坯(或成材)→中間坯剝皮→250軋制材料。熱加工溫度參數(shù)為：加熱溫度為1050~115o℃,鍛造，軋開始溫度≥100o℃.鍛造，軋制溫度≥850℃。主要問題有：鍛坯切割時端部易開裂、軋制、纏繞；由于多次開坯，鋼坯長度無法定尺，軋材長度差異較大.齊尺浪費大；工藝多，生產(chǎn)周期長。加工裂紋和熱塑性進行了綜合分析研究，改進了生產(chǎn)工藝，取得了顯著成效。

試驗材料取自大規(guī)模生產(chǎn)的鍛造和熱軋方坯表1中列出了鋼種的化學成分。沿鋼坯橫向和縱向截取試驗材料ZDM5/91型萬能材料試驗機ThermecmastorZ在熱模擬試驗機上進行拉伸試驗和熱模擬試驗。熱模擬試驗的應(yīng)變速率為1/s,加熱速度為10c-s-保溫時間6min。金相顯微鏡和SEM觀察SUS416不銹鋼試驗材料的組織和斷裂特性。

圖2顯示了鋼坯橫向拉伸性能試驗的結(jié)果。900~1000℃在溫度范圍內(nèi)，試驗鋼橫向存在明顯的低塑性區(qū)域，而縱向沒有反映這種低塑性特性。SEM根據(jù)觀察，分裂鋼坯的截面特征和900~1000℃橫向拉伸試驗的斷口非常相似，硫化物帶狀痕跡明顯可見。不難看出，縱裂的原因是900~1000c在水平和低塑性范圍內(nèi)，熱處理裂紋起源于硫化物和基體之間的邊界，首先形成微孔，相互連接，并沿硫化物條帶快速擴展，直到開裂。因此，解決熱處理裂紋的方法是：（1）改善硫化物的分布。（2）熱處理過程應(yīng)盡量避免圖片⒉低塑性溫度范圍。

改進熱加工工藝和效果

根據(jù)上述結(jié)果，我們調(diào)整和改進了鋼的熱加工工藝和熱加工溫度參數(shù)。改進后的工藝流程為：630kg錠→2t錘開130mm方坯→退火后剝皮→430軋機打開中間坯→局部修磨→由300軋機和250軋機制成。熱加工溫度參數(shù)調(diào)整為1200加熱溫度~1250℃,鍛造，軋開始溫度≥1100c.鍛造，軋制溫度≥1000c.生產(chǎn)實踐證明，采用新工藝取得了以下顯著效果：大大降低了生產(chǎn)工藝，縮短了生產(chǎn)周期，避免了鍛坯切割頭的開裂和軋制劈裂，容易滿足出口材料的尺度或尺度要求，大大降低了尺度切割頭和鋼坯（材料）研磨的消耗，綜合成材率提高了25%.經(jīng)濟效益明顯。

sUs416鋼的高溫強度為800℃上述都處于較低水平，遠低于GCr15軸承鋼4，即鋼的高溫變形阻力較小，一般軋機軋制鋼不會出現(xiàn)過載問題。MnS產(chǎn)生自由能比FeS低,如果Mn含量足夠高﹒硫與錳而不是鐵結(jié)合。如果在實踐中發(fā)現(xiàn)，Mn/S≥4,a-MnS將取代型硫化物FeS型硫化物。試驗鋼中Mn/S一般大于4(冶煉控制要求)，因此通常沒有低熔點FeS硫化物及其共晶體主要是Mns類型。文獻[3]也指出·在不銹鋼中.當錳含量在0.4%~1.只有富鉻硫化錳存在于8%時。MnS硫化物及其共晶體熔點較高，試驗熱脆仍然沒有發(fā)生，但超過1280℃會產(chǎn)生熱脆，13000c塑性和強度急劇下降，斷口呈典型的沿晶斷裂特征。

通常在很寬的溫度范圍內(nèi).MnS硫化物與鋼基體的塑性非常接近，其變形指數(shù)接近1。若晶粒方向合適﹒滑移可以起源于基體，連續(xù)通過MnS夾雜物-最后返回基體。MnS大多數(shù)硫化物沿加工變形的長度方向延伸成條狀或片狀，這些平行的條狀或片狀硫化物會導(dǎo)致橫向性能低于縱向性能。在這種試驗鋼中，這種各向異性是900~1000℃溫度范圍更突出，縱向熱強度﹑熱塑性基本保持平臺﹐但橫向熱強度呈緩慢下降趨勢，尤其是橫向熱塑性急劇下降，處于曲線低點。

這種現(xiàn)象可能是由于溫度范圍內(nèi)硫化物的變形指數(shù)與基體的變形指數(shù)不一致，兩相的變形不同步.界面結(jié)合力減弱，兩相界面變形時容易因應(yīng)力集中而產(chǎn)生微裂紋。由于條狀硫化物和基體在縱截面的界面面積遠大于橫截面的界面面積.因此，在橫向張應(yīng)力的作用下，硫化物和基體界面更容易產(chǎn)生裂紋，形成微孔.隨著張應(yīng)力的增加.這些空洞將沿硫化物界面擴大，并相互連接，直到開裂。在鍛造、切割和軋制過程中，鋼坯（材料）的水平彎曲張力結(jié)果，水平塑性特別低的鋼坯材料>沿軸向撕裂。