不锈钢弯曲：半径与回弹
不锈钢的最小弯曲半径取决于钢号、厚度和金属状态，而奥氏体钢号在卸载后会回弹，因此设定角度时要留出余量。
另外，不要把两种不同的制品混淆：一种是在设备上成形的弯曲钢材，另一种是柔性不锈钢管——波纹软连接管，它靠波纹弯曲，而不是靠钢的塑性。
下面介绍如何计算半径、如何应对回弹、需要哪些工装，以及最常见的错误。
最小半径
半径是弯曲的主要参数。它越小，外层纤维的变形越大，开裂风险也越近。对奥氏体钢号 304 和 316，最小半径大于同厚度的碳素钢：金属强度更高、散热更差，而且在弯曲区会发生加工硬化。
| 因素 | 对半径的影响 | 该怎么办 |
|---|---|---|
| 钢号 | 304 和 316 会回弹并加工硬化，430 更软 | 不要照搬碳素钢的工艺参数 |
| 厚度 | 越厚，允许的弯曲越小 | 随厚度增加而增大半径 |
| 轧制方向 | 横向更容易弯曲，纵向有开裂风险 | 布置弯曲时考虑方向 |
| 金属状态 | 退火态更软，加工硬化态更脆 | 考虑弯曲前金属经历过什么 |
| 宽度和翼缘 | 窄翼缘变形不均匀 | 在样件上验证 |
| 工装 | 凸模半径决定结果 | 备好符合所需半径的工装 |
不存在“半径等于两个厚度”这种通用数字。具体最小值要按钢号、厚度和弯曲方式从工艺或手册中选取，然后用试弯加以确认。如果是重要零件，样件要用同一批金属来弯：不同批次的表现不同。
回弹与补偿
回弹是卸载后金属的弹性回复。弯到九十度，松开手——得到的角度更大。回复量随金属强度提高、半径减小和厚度增加而增大。正因如此，弯曲不锈钢需要修正量，而不是“按刻度盘”精确设定角度。
补偿有三种方式。第一种是留余量弯曲：把角度设得比所需值大一个选定的修正量。第二种是在同批试件上标定，并为重复订单记录该修正量。第三种是使用带压紧和压实的工装，通过额外压合来减小回复。
| 方法 | 实质 | 局限 |
|---|---|---|
| 角度留余量 | 把角度设得比所需值大 | 需要试弯 |
| 按批次标定 | 在样件上选取修正量 | 起步阶段耗时 |
| 压紧与压实 | 通过压合减小回复 | 并非适用于所有半径和厚度 |
| 按样板弯曲 | 按样板而非角度检查零件 | 需要基准件 |
弯曲后，奥氏体零件比原始板材更容易带磁。这不是钢号被替换，而是加工硬化的结果：冷变形改变了弯曲区的组织。如果零件之后还要焊接，弯曲区最好不要额外过热，否则加工硬化之外还会叠加晶粒长大。
工装
板材在折弯机上加工：凸模决定内半径，凹模决定开口。管材需要用带芯棒或芯头的弯管机，否则壁厚会变成椭圆，弯曲内侧会出现皱褶。薄壁管和盘管采用带芯头的芯棒弯曲，芯头按内径选取。
工装中重要的是：
- 凸模半径和凹模开口按钢号和厚度选取；
- 工作表面清洁，没有碳钢颗粒；
- 使用不锈钢专用润滑剂，而不是黑色金属的废油；
- 管材要配芯棒或芯头，以保持圆形截面；
- 如果零件用于食品或潮湿环境，应为不锈钢配备专用工具。
工装污染是被低估的错误。弯曲时压入表面的普通钢颗粒会产生锈点，而责任会被归到金属钢号上，而不是工具上。各工序的整体情况见文章不锈钢加工。
典型错误
大多数弯曲缺陷与三个原因有关：半径过小、没有回弹补偿和工装不洁。下面这份清单值得在批次开工前核对：
- 用碳素钢的工艺参数弯曲奥氏体钢；
- 为了零件紧凑而压低半径，结果沿外层纤维开裂；
- 不考虑轧制方向，把弯曲布置在不利方向上；
- 在拉伸区弯焊缝而不留半径余量；
- 在零件上留下加工过黑色金属的工具痕迹；
- 弯管不用芯棒，产生椭圆度导致管件装不上；
- 把弯曲钢材与波纹软管混为一谈，选错金属用途。
关于最后一点要单独说明。供暖用柔性不锈钢管和柔性软连接管是靠波纹几何形状弯曲的波纹管。它用手即可装配，不需要弯管机。弯曲钢材则是用设备成形的普通管材或板材。它们的任务、公差和验收都不同，尽管金属可能相同。
常见问题
不锈钢的最小弯曲半径是多少
取决于钢号、厚度、轧制方向和金属状态。奥氏体 304 和 316 需要比同厚度碳素钢更大的半径。准确的最小值取自工艺，并用同一批次的试弯加以确认。
为什么不锈钢弯曲时会回弹
奥氏体在卸载后会弹性回复。回复量随金属强度提高和半径减小而增大，因此设定角度时要留余量，并在样件上标定。
如何补偿回弹
按角度留余量弯曲，在同批试件上标定修正量，并使用带压紧的工装。成品零件按样板检查，而不是按设备设定的角度。
用什么弯管才不会变成椭圆
用带芯棒或芯头的弯管机，芯头按内径选取。没有芯头，壁部会失去圆形截面，管件之后就装不上。对薄壁管这一点尤为关键。
什么是柔性不锈钢管
它是靠波纹形状而非靠钢的塑性弯曲的波纹管。用于软连接和供暖。它不是弯曲钢材：两者的金属可能相同，但制品和要求不同。
焊接后还能弯曲不锈钢吗
技术上可以，但不希望把弯曲布置在焊缝上。焊缝和热影响区已经受过加热，额外变形会提高开裂风险。如果必须弯曲，应增大半径并检查样件。
弯曲后不锈钢会带磁吗
会，奥氏体钢在弯曲区磁性更强。这是加工硬化的结果，而不是钢号被替换。在一般条件下不影响耐蚀性，但在腐蚀性介质中应对变形区加以保护。
接下来做什么
弯曲应选用钢号可预测、表面平整的钢材：这样半径和回弹才能批次间可重复。用于弯曲请选表面平整、性能可重复的钢材：GCX 交易所有 AISI 201、304、316L、430 的管材、板材、圆钢和角钢。钢号、尺寸、表面和交货周在委托单中注明。