Incoloy 800H 冷成形：加工硬化快，道次之间怎么排退火

Incoloy 800H 属于铁镍铬系奥氏体耐热合金，镍 30%~35%、铬 19%~23%、碳 0.05%~0.10%、铝 0.15%~0.60%、钛 0.15%~0.60%，锰不超过 1.5%、硅不超过 1.0%、铜不超过 0.75%、硫不超过 0.015%。密度 7.94 g/cm³，熔点 1357~1385 ℃，固溶态常温抗拉不低于 450 MPa、屈服不低于 180 MPa、延伸率不低于 35%。它的冷成形难点不在强度绝对值，而在硬化速度。

奥氏体基体的加工硬化曲线很陡

面心立方结构的奥氏体钢加工硬化率高，镍与铬含量越高，层错能越低，位错越难交滑移，硬化越快。800H 的镍铬合计接近 55%，冷轧一道压下 20% 之后，屈服可以从 180 MPa 抬到 500 MPa 以上，再往下压就出现边裂。这意味着总变形量必须分成多道，每道之间安排退火，不能按碳钢的经验一次成形。

中间退火要给到 1149 ℃ 以上

这里有个容易踩的坑：同族的低温退火是 950 ℃ 左右，目的是拿细晶、抗敏化，适合服役温度不高、又要抗晶间腐蚀的场合。而 800H 的蠕变强度依赖 ASTM 5 级或更粗的晶粒，中间退火若沿用 950 ℃，冷成形是恢复了，晶粒却留在细晶状态，后续高温服役的寿命按粗晶的设计值算就不成立。冷成形后的最终固溶应该给到 1149 ℃ 以上。

弯曲半径与回弹

奥氏体钢的回弹比碳钢大，屈服强度越高回弹越大。冷弯时按经验取的最小弯曲半径往往偏小，成形后外侧出现橘皮，内侧起皱。合理做法是按退火态数据算一次回弹补偿，把模具角度多给 1~2 度，并在弯曲前把边缘的冲剪硬化带磨掉，裂纹多从那里起。厚板弯曲的方向要与轧制方向成一定角度，横弯更容易开裂。

旋压与深冲的分档

旋压属局部连续变形，单点受力，对材料的塑性储备要求比深冲低，但要求表面光洁，氧化皮压进去就是缺陷。深冲则要求低的屈服与高的延伸率，退火态最合适，冲压过程中还要用润滑把摩擦热带走。同一批料，旋压可以接受冷硬态，深冲不行。工序分配时把变形量大的工序放在退火之后，小变形与校形放在最后。

切削与成形后的清理

这支合金粘、韧，切削时切屑不易断，刀具容易积屑瘤。车削宜用锋利刃口、较大切深，避免在硬化层里反复摩擦；钻孔要用高压冷却，深孔分段退屑。成形后表面会残留润滑剂与模具带来的铁污染，铁污染在高温服役时会成为氧化起点，必须酸洗或用专用清洗剂去除，再检查有没有残留的着色。

焊接与冷成形的顺序

冷成形与焊接的顺序会互相影响。先焊后成形，焊缝在冷变形中成为裂纹源，热影响区的硬化带最先开裂；先成形后焊接，焊接热循环会局部改变冷作组织，焊缝附近的强度与母材不一致。工程上多采用先成形、再固溶、最后焊接的顺序，焊后若服役温度超过 538 ℃，还要按 899 ℃ 做一次热处理把应力放掉。

到货与工序核对三项：厚度与同板差在板材四角与中部各量一组，冷成形对厚度公差比热成形敏感；力学按 GB/T 228.1 做一组固溶态拉伸，确认抗拉不低于 450 MPa、屈服不低于 180 MPa、延伸率不低于 35%；晶粒度按 ASTM E112 评级，冷成形件要注明最终固溶后的要求。牌号与成分按 UNS N08810 的区间核对，国内对应体系可参照 GB/T 15007。