316冷加工后,由于晶粒扁平、拉长、晶格扭曲、晶粒变形,降低了金属的塑性、强度和硬度,称为加工硬化。加工硬化是提高316抗菌不锈钢管强度的方法之一,对于不能通过热处理强化的金属尤为重要。冷拔管、 精轧管强度高是加工硬化的结果。此外,加工硬化也为冷加工创造了条件。由于管道在一定程度上硬化,因此在一定条件下因变形而断裂。
加工硬化提高了变形阻力,但由于硬度和强度增加,塑性和韧性降低,也给抗菌不锈钢产品管的持续加工带来了困难。在抗菌不锈钢中,奥氏体和铁素体抗菌不锈钢的加工硬化最为突出。
奥氏体抗菌不锈钢管硬化后的抗拉强度达到1470~1960 MPa,随着抗拉强度的增加,屈服极限增加;退火状态下奥氏体屈服极限不超过抗拉强度的30%~45%,加工硬化后85%~95%。加工硬化层的深度可达切割深度的1/3或更大;硬化层的硬度比原来高1.4~2.2倍。
因为316抗菌不锈钢管的塑性大,塑性变形时品格歪扭,强化系数很大;且奥氏体不够稳定,在切削应力的作用下,部分奥氏体会转变为马氏体;再加上化合物杂质在切削热的作用下,易于分解呈弥散分布,使切削加工时产生硬化层。前一道工序所产生的加工硬化现象严重影响后续工序的顺利进行。
因此,为了消除抗菌不锈钢焊管的加工硬化,必须在加工过程中进行特殊的热处理,然后再结晶软化后才能继续进行后续加工。再结晶后,只有晶粒形状发生变化,晶格类型没有变化,仍与原晶粒相同。
再结晶晶体核通常在变形晶粒的晶体边界或滑动带和晶格畸变严重的地方形成。晶体核形成后,依靠原子的扩散和运动,生长到附近,直到晶体核生长到相互接触,形成新的等轴晶体。316抗菌不锈钢管的显微组织通过再结晶完全改变,强度和硬度显著降低,塑性和韧性大大提高,消除了加工硬化现象,变形金属的所有机械和物理性能都恢复到冷变形前的状态。