430铁素体不锈钢是中铬铁素体不锈钢的代表性钢种,国内牌号为1Cr17。具有线膨胀系数小、导热系数大、耐氯化物应力耐腐蚀能力强以及冷加工性能好等优点,广泛应用于建筑、装饰、食品机械、家电、厨房用具等行业。但生产过程中易出现边裂缺陷,降低了产品质量,增加了生产成本。本文针对这一问题,通过高温组织研究实验、高温拉伸实验和热压缩变形实验,探寻430铁素体不锈钢边裂产生原因;通过不同工序预制裂纹热轧实验,研究裂纹在随后工序的演变行为;最后,通过成品边裂缺陷分析,归纳现场边裂产生原因及影响因素,提出改进措施。研究主要工作如下:(1)通过金相组织观察,研究了加热温度、保温时间和加热速率对430铁素体不锈钢高温组织中第二相的影响。结果表明,在850℃-1200℃温度区间内,430铁素体不锈钢高温状态下处于铁素体+奥氏体的两相区。加热温度由850℃升高至1200℃,保温30min,等轴晶区与柱状晶区表现了相同规律,即奥氏体含量先逐渐增加,950℃时达到最高,接近46%,随后,随加热温度的升高而下降,在1200℃下只有不足10%,但等轴晶区奥氏体含量要略低于柱状晶区。同时,在1170℃下,随保温时间延长和加热速率减缓,奥氏体含量有所减少。用Thermo-calc热力学软件,计算了实验钢的高温相图,计算结果和试验结果吻合较好。(2)通过高温拉伸实验,研究了 430铁素体不锈钢的高温塑性。结果表明,430铁素体不锈钢在750-115℃温度范围内,具有良好的高温塑性,断面收缩率均在60%以上;柱状晶区试样,在850℃出现了塑性低谷,横纵向试样差异较小,断面收缩率都为68%,而等轴晶区试样在900℃出现了塑性低谷,纵向取样断面收缩率为70.8%,横向取样为64.6%。(3)通过高温单轴压缩实验,测定了430铁素体不锈钢不同温度及变形速率下应力应变曲线,建立了430铁素体不锈钢的热加工图。结果表明,430铁素体不锈钢在低应变速率下易变形失稳,应变量为0.2时,最佳变形温度为925-986℃及1040-1116℃。(4)通过预制裂纹轧制实验,研究了裂纹原始深度、压下率、轧制温度和侧压对裂纹扩展的影响。结果表明,原始裂纹深度为2mm、3mm、5mm、7mm的裂纹,经过轧制,随着裂纹原始深度的增大,裂纹宽度与深度扩展越大;原始深度为3mm的裂纹,经过48%、54%、60%、66%的压下率变形后,随压下率的增大,裂纹深度减小,宽度增大,有助于裂纹的愈合。原始裂纹深度为3mm的裂纹,经过不同轧制温度1050℃、920℃、820℃变形,920℃时,裂纹扩展程度比较大。采用0.5%、1.5%、2.5%的小侧压轧制,可以发现,采用1.5%和2.5%侧压轧制的裂纹深度明显小于0.5%侧压裂纹深度,有助于抑制裂纹的扩展。(5)通过预制裂纹轧制实验,研究了裂纹形状的演变规律。结果表明,预制裂纹经过轧制变形后,呈现3种形态,即“V”型、“Y”型和扁平的“U”型。当裂纹深度比较小时,经过小压下率轧制,裂纹变为“V”型,压下率增大,裂纹将由“V”型变为“U”型,但氧化将促进裂纹扩展,不易形成“U”型裂纹;裂纹原始深度比较大时,易形成“Y”型裂纹,而且大压下量、氧化均促进“Y”型裂纹的形成。(6)通过对不同阶段预制裂纹轧制实验的裂纹形貌观察及X-射线能谱(EDS)分析,研究了不同阶段形成的裂纹经轧制变形后的特点。结果表明,加热段形成的裂纹,经轧制变形,裂纹处有明显的氧化层,氧化层疏松易破碎,厚度可达100μm,裂纹处组织明显粗化;轧制过程形成的裂纹,经过变形,裂纹组织没有出现异常,裂纹处氧化层比较薄,而且会出现由SiO2等脆性夹杂引起的圆形麻点和小裂口。(7)通过对现场边裂缺陷分析,可以发现现场边裂主要为“V”型、“Y”型及“U”型边裂,在主裂纹周边存在较多的氧化孔洞或者大裂口,并伴有纵向细微裂纹,这些缺陷处主要为Fe、Cr的氧化物。其产生原因为,原始铸坯存在气泡、皮下气孔等缺陷,轧制过程的不均匀变形,促使缺陷处产生裂纹,逐渐扩展,形成宏观边裂缺陷;针对现场边裂从控制原始铸坯缺陷和控制裂纹扩展两方面提出了具体解决措施。