不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)講稿

關(guān)于不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)講稿一、不銹鋼的分類

不銹鋼的分類方法比較多，但通常按它的組織特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行分類，按這種方法可以將不銹鋼分成五大類，就是奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。1、奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼為面心立方結(jié)構(gòu)的奧氏體組織.（SUS304、SUS304L、SUS301、SUS201、SUS202）無(wú)磁性、良好的低溫性能、易成型性、可焊性以及良好的耐蝕性能是這類鋼種的重要特性。2、鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼為體心立方結(jié)構(gòu)的鐵素體組織。鐵素體不銹鋼具有強(qiáng)磁性、易于成型、耐銹蝕、耐點(diǎn)蝕等特點(diǎn)。根據(jù)鋼中的碳、氮含量可將鐵素體不銹鋼分成高純鐵素體不銹鋼（SUH409L）和普通鐵素體不銹鋼（SUS430）兩大類。第2頁(yè),共15頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼淬火后可以得到馬氏體組織。馬氏體不銹鋼的耐腐蝕性比奧氏體及鐵素體稍差。4、雙相不銹鋼

雙相不銹鋼通常由奧氏體和鐵素體兩相組織構(gòu)成。這類鋼屈服強(qiáng)度高、耐點(diǎn)蝕、耐應(yīng)力腐蝕，易于成型和焊接。5、沉淀硬化不銹鋼沉淀硬化不銹鋼按其組織可分成馬氏體沉淀硬化不銹鋼、半奧氏體沉淀硬化不銹鋼和奧氏體加鐵素體沉淀硬化不銹鋼。這類鋼的鉻含量在17%左右，加之含有鎳、鉬等元素，因此，它具有足夠的不銹性外，其耐蝕性接近于18-8型奧氏體不銹鋼。第3頁(yè),共15頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、不銹鋼中合金元素的作用

不銹鋼合金成分及其含量、狀態(tài)，決定材質(zhì)組織結(jié)構(gòu)并影響其物性、化性、制程與用途.（成分組織性能用途）合金元素對(duì)不銹鋼的性能影響：鉻（Cr）：增加耐蝕、抗酸、抗氧化性質(zhì)鎳（Ni）：增加韌性、成型性、耐蝕性及抗高溫氧化性能鉬（Mo）：增進(jìn)抗孔蝕、間隙腐蝕性能，增加強(qiáng)度錳（Mn）：增加硬度,取代鎳、熱脆性提高（MnS）、提高氮的溶解度硅（Si）：增加抗高溫氧化性、金屬流動(dòng)性提高、脆性提高銅（Cu）：增加強(qiáng)度、降低應(yīng)力腐蝕敏感性、增加深抽加工性碳（C）：增加強(qiáng)度，降低碳含量可降低敏化、提高抗蝕能力并降低應(yīng)力腐蝕破裂敏感性氮（N）：增加強(qiáng)度，取代鎳，促進(jìn)鈍化，提高抗孔蝕、氫脆及應(yīng)力腐蝕破裂能力

第4頁(yè),共15頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、不銹鋼基本實(shí)驗(yàn)及力學(xué)性能簡(jiǎn)述1、拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)是一種最簡(jiǎn)單的力學(xué)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)中所獲得的指標(biāo)抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率是材料固有的基本屬性和工程機(jī)械設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。①抗拉強(qiáng)度（力學(xué)符號(hào)σb，英文縮寫(xiě)TS）σb=Pb/F0Pb—拉伸試樣斷裂前承受的最大載荷F0—拉伸試樣的原始截面積材料的抗拉強(qiáng)度大，材料變形過(guò)程中不容易被拉斷，有利于塑性變形。

第5頁(yè),共15頁(yè)，2024年2月25日，星期天②屈服強(qiáng)度（力學(xué)符號(hào)σ0.2，英文縮寫(xiě)YS）σ0.2=P0.2/F0P0.2—拉伸試樣塑性變形量為0.2%時(shí)承受的載荷F0—拉伸試樣的原始截面積材料的屈服強(qiáng)度小，表示材料容易屈服，成形后回彈小，貼模性和定形性好。

③屈強(qiáng)比（σ0.2/σb）屈強(qiáng)比對(duì)材料沖壓成形性能影響很大，屈強(qiáng)比小，材料由屈服到破裂的塑性變形階段長(zhǎng)，成形過(guò)程中發(fā)生斷裂的危險(xiǎn)性小，有利于沖壓成形。表1.常見(jiàn)不銹鋼材料的屈強(qiáng)比

一般來(lái)講，較小的屈強(qiáng)比對(duì)材料在各種成形工藝中的抗破裂性都有利。鋼種屈服強(qiáng)度(N/mm2)抗拉強(qiáng)度(N/mm2)屈強(qiáng)比SUS3043006700.45SUS4303505100.69SUS409L2414100.59第6頁(yè),共15頁(yè)，2024年2月25日，星期天④延伸率（力學(xué)符號(hào)A,英文縮寫(xiě)EL）延伸率是材料從發(fā)生塑性變形到斷裂的總的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度與原有長(zhǎng)度的比值，即：

A=L-L0/L0*100%

式中A—材料的延伸率（%）

L—試樣被拉斷時(shí)的長(zhǎng)度（mm）

L0—標(biāo)距長(zhǎng)度

（mm）材料的延伸率大，就是材料允許的塑性變形程度大，抗破裂性好，對(duì)拉深、翻邊、脹形各類變形都有利。一般來(lái)說(shuō)，材料的翻邊系數(shù)和脹形性能都與延伸率成正比關(guān)系。第7頁(yè),共15頁(yè)，2024年2月25日，星期天附1：拉伸試驗(yàn)樣品尺寸附2：經(jīng)拉伸試驗(yàn)后測(cè)得的應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)力應(yīng)變FbF0.2圖1經(jīng)SPM應(yīng)力屈服平臺(tái)圖2不經(jīng)SPM、爐子樣品12ab應(yīng)變0.2%0.2%第8頁(yè),共15頁(yè)，2024年2月25日，星期天附屈服平臺(tái)產(chǎn)生原因及消除辦法：材料發(fā)生塑性變形時(shí)，C(N)原子與位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)交互作用形成柯氏兒氣團(tuán)。氣團(tuán)對(duì)位錯(cuò)也就是變形形成釘軋與束縛作用，阻礙位錯(cuò)的進(jìn)行，要想發(fā)生位錯(cuò)就必須施加很大的外力，對(duì)應(yīng)在圖上就是上屈服點(diǎn)a。一旦克服了柯氏兒氣團(tuán)，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)開(kāi)始，變形也開(kāi)始，所需的外力就有所降低，表現(xiàn)在圖上就是最低點(diǎn)下屈服點(diǎn)b，這段過(guò)程反映在試樣的局部表面就可觀察到與拉伸方向成45度的線條狀痕跡。位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)與C(N)原子在試樣未屈服區(qū)域繼續(xù)作用就形成圖中一個(gè)一個(gè)的鋸齒狀，直到整個(gè)試樣觀察到與拉伸方向成45度的線條狀痕跡，屈服現(xiàn)象就此結(jié)束，材料進(jìn)入整體塑性變形階段，直至斷裂。屈服平臺(tái)的產(chǎn)生對(duì)材料的沖壓成型是不利的，因?yàn)楸砻鏁?huì)形成與拉伸方向成45度的線條狀痕跡，影響美觀。所以必須要消除屈服平臺(tái)。圖中只要超過(guò)下屈服點(diǎn)的伸長(zhǎng)量的軋延變形，就可以消除屈服平臺(tái)。SPM就可以通過(guò)對(duì)伸長(zhǎng)率與壓延力的控制消除屈服平臺(tái)。所以經(jīng)過(guò)SPM的作用其中之一就是消除屈服平臺(tái)。第9頁(yè),共15頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、硬度試驗(yàn)硬度是金屬材料力學(xué)性能中最常用的性能指標(biāo)之一，它是表征金屬在局部體積內(nèi)抵抗變形的能力?，F(xiàn)公司內(nèi)部進(jìn)行的是數(shù)顯顯微維氏硬度試驗(yàn)，試驗(yàn)方法是直接用136度的正四棱錐金剛石壓頭壓入樣品表面。試驗(yàn)力的選用：

A、針對(duì)SUS430、SUH409LBA

①試驗(yàn)樣品厚度≤0.2mm用500g的壓力進(jìn)行試驗(yàn)。②試驗(yàn)樣品厚度＞0.2mm用1000g的壓力進(jìn)行試驗(yàn)。注：試驗(yàn)力的選用要最終確保試樣的背面無(wú)打穿的痕跡方可。

B、針對(duì)SUS304硬板以及BA、SUH409L硬板都采用1000g的壓力試驗(yàn)。（壓痕越大，硬度值越準(zhǔn)確）

第10頁(yè),共15頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、晶粒度試驗(yàn)晶粒度級(jí)別越高，單位截面積上的晶粒數(shù)越多，材料的晶粒就越細(xì)，強(qiáng)度越大。晶粒較大時(shí)，有利于提高材料的塑性應(yīng)變比（R），并降低屈強(qiáng)比和屈服伸長(zhǎng)。但晶粒較大時(shí)，它們?cè)诓牧媳韺尤∠虿煌?，變形量差異比較明顯，材料表面易出現(xiàn)“桔皮”現(xiàn)象。細(xì)化晶?？蓽p輕桔皮現(xiàn)象發(fā)生，但晶粒過(guò)細(xì)，R值會(huì)減小，屈強(qiáng)比和屈服伸長(zhǎng)都會(huì)增大，不利于成形。因此，在得到細(xì)小而均勻晶粒組織的同時(shí)，還要確保材料有較好的綜合的機(jī)械性能。304鋼種的晶粒度一般要求在7-9級(jí)之間。（目前公司SUS430在9級(jí)以上，SUS304為8.5-9）附標(biāo)準(zhǔn)晶粒度圖片：第11頁(yè),共15頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.08.5第12頁(yè),共15頁(yè)，2024年2月25日，星期天4、鹽霧試驗(yàn)①不銹鋼耐腐蝕性的含義及原理不銹鋼是一種較耐腐蝕的鋼，但不是絕對(duì)不生銹的鋼，到目前為止沒(méi)有發(fā)明在任何條件下均不腐蝕的鋼。不銹鋼的耐腐蝕原理為：在鋼的表面，鉻與氧結(jié)合生成Cr2O3鈍化膜，這種鈍化膜結(jié)構(gòu)致密、穩(wěn)定，厚度1—6nm。是金屬基體的保護(hù)膜。②鹽霧試驗(yàn)條件目前所做試驗(yàn)為中性鹽霧試驗(yàn)，用5%的Nacl溶液，試驗(yàn)箱內(nèi)溫度為35±2℃，PH值范圍為6.5~7.2，試驗(yàn)壓力控制在0.07Mpa左右，試驗(yàn)周期一般都是根據(jù)客戶要求進(jìn)行?，F(xiàn)SUS430測(cè)試24h