304L不銹鋼鍛件可以通過4種不同類型的鍛造設(shè)備(液壓機(jī)、機(jī)械壓力機(jī)、螺旋壓機(jī)和高能高速鍛造機(jī)(HERF))鍛造而成。在變形過程中，上述各種機(jī)器都具有不同的額定應(yīng)變速率。在鍛造過程中，不斷變化著的互相有關(guān)聯(lián)的變量，諸如應(yīng)變、應(yīng)變速率、應(yīng)變分布、溫度、冷卻速率等會影響到鍛件的顯微組織。有專家指出，變形溫度在鍛造過程中非常重要，當(dāng)變形溫度高于所變形金屬的再結(jié)晶溫度時，應(yīng)變速率是重要的加工參數(shù);當(dāng)變形溫度低于所變形金屬的再結(jié)晶溫度時，應(yīng)變則成了第一重要的參數(shù)。在熱加工和冷加工之間存在一個成型溫度的過渡區(qū)，在這個過渡區(qū)內(nèi)，應(yīng)變、應(yīng)變速率以及變形溫度相互作用，影響金屬的顯微組織和力學(xué)性能。這個中間的溫度區(qū)域通常被稱作“溫加工區(qū)”。最終的鍛件要在816℃、843℃和871℃的溫度下進(jìn)行溫加工(即低的熱加工)。

試驗用的材料是經(jīng)過氬氧脫碳(AOD)的304L不銹鋼，經(jīng)過真空電弧重熔(VAR)、澆注成鍛件，并在1232℃下經(jīng)過均質(zhì)處理。將鍛件熱軋+在954℃下固溶退火達(dá)4.5×103s(1.25h)+水淬+冷精整+剝皮。材料的化學(xué)成分見下表：

在鍛造設(shè)備上經(jīng)過三個變形階段(二次擠壓和一次最終的頂鍛)獲得最終的鍛件形狀，在每一次變形之后都要在10秒內(nèi)對材料進(jìn)行水淬以防止靜態(tài)再結(jié)晶。在第二次擠壓之后、獲得最終鍛件之前按對材料退火及不退火兩條工藝路線進(jìn)行處理，在擠壓或鍛造之前都要將材料預(yù)熱至220+/-100℃。結(jié)果表明，較低的應(yīng)變速率生產(chǎn)出的部件強(qiáng)度較低、延性較高，但是這種較低應(yīng)變速率的工藝對變形溫度變化比較敏感，并會使部件內(nèi)部的性能變化較大。像HERF這種應(yīng)變速率最高的工藝則會由于內(nèi)部加熱而使屈服強(qiáng)度有所下降。較低的加工溫度會提高強(qiáng)度、降低延性并使部件內(nèi)部的性能變化較少。在最終鍛造之前的熱處理雖然會降低強(qiáng)度、但會使延性略有增加，并使部件內(nèi)部的性能變化較少。