不銹鋼鍛件的制造工藝需兼顧材料特性（如低導熱性、高變形抗力）、組織控制（避免σ相析出、晶間腐蝕）及表面質量要求。以下是分步驟的詳細工藝流程及關鍵技術要點：

一、材料準備

選材標準：

奧氏體不銹鋼（如304/316L）：需控制C≤0.08%、S≤0.03%以改善鍛造性。

馬氏體不銹鋼（如420）：要求真空脫氣冶煉（[O]≤30ppm）減少夾雜。

坯料處理：

鋸切下料（避免火焰切割導致邊緣增碳）。

表面打磨去除氧化皮（防止鍛造時缺陷擴展）。

二、加熱工藝

1. 溫度控制

不銹鋼鍛件類型始鍛溫度（℃）終鍛溫度（℃）關鍵注意事項

奧氏體（304） 1150-1200 ≥900 快速通過450-850℃敏化區間 

馬氏體（420） 1100-1150 ≥850 鍛后需緩冷（爐冷至300℃） 

雙相鋼（2205） 1180-1200 ≥950 終鍛溫度過低易析出σ相 

2. 加熱設備

感應加熱（適合小件）：升溫快（100℃/s），氧化少。

燃氣爐（適合大件）：需通氮氣保護（氧含量≤50ppm）。

三、鍛造工藝

1. 變形工藝選擇

自由鍛：

適用于大型筒體/軸類，鍛比≥4（確保鍛透）。

鐓粗時高徑比≤2.5，防失穩。

模鍛：

閉式模鍛精度達IT8級（余量1-2mm）。

模具預熱至300℃（防熱裂）。

2. 特殊工藝

等溫鍛造（針對難變形合金如17-4PH）：

模具與坯料同溫（700-900℃），應變速率≤0.01s?1。

徑向鍛造（細長軸類）：

多錘頭同步打擊，表面粗糙度Ra≤3.2μm。

四、熱處理規范

1. 奧氏體不銹鋼（304/316L）

圖表

代碼

下載

鍛后水淬

固溶處理 1050-1100℃×1h水冷

穩定化退火 850℃×2h

目的：溶解碳化鉻，恢復耐蝕性。

2. 馬氏體不銹鋼（420）

圖表

代碼

下載

鍛后爐冷

退火 800℃×4h爐冷

淬火 980℃油冷

回火 200-300℃

硬度控制：回火溫度調整HRC50-55。

3. 雙相不銹鋼（2205）

固溶處理：1080℃×1h水冷（鐵素體/奧氏體比例50/50）。

五、表面處理

酸洗鈍化：

硝酸（20%）+氫氟酸（5%）混合液浸泡30min，去除氧化層。

噴丸強化：

玻璃丸直徑0.1-0.3mm，表面壓應力≥-400MPa。

六、質量檢測

檢測項目方法標準合格指標

晶間腐蝕 ASTM A262 Practice E 彎曲無裂紋（10倍鏡檢） 

鐵素體含量 磁性法（GB/T 13305） 奧氏體鋼≤8% 

超聲波探傷 JB/T 4730.3 Φ2mm平底孔當量 

七、常見缺陷與對策

缺陷類型產生原因解決方案

鍛造裂紋 低溫鍛造或冷卻過快 馬氏體鋼鍛后爐冷 

σ相脆化 雙相鋼在700℃停留過長 固溶處理后快冷 

表面橘皮 模具溫度不均 模具預熱+潤滑（石墨漿） 

八、先進工藝應用

精密冷鍛（304微型件）：

室溫變形，表面粗糙度Ra0.8μm，精度±0.05mm。

粉末冶金鍛造（17-4PH復雜件）：

粉末HIP致密化+等溫鍛，組織均勻無偏析。

激光輔助鍛造：

局部激光加熱（1000℃）降低變形抗力，能耗減少30%。

通過嚴格控制鍛件加熱-鍛造-熱處理全流程參數，可確保不銹鋼鍛件兼具優異的力學性能和耐腐蝕性。對于核電等高端應用，需增加晶界工程（GBE）處理優化晶界特性。