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不鏽鋼知識

不鏽鋼的機械性能

摘要(yào):不鏽鋼是應用廣泛的(de)基礎材料,具有優異的機械(xiè)性能,香蕉视频將從屈(qū)服強度、抗拉強度、屈強比、延伸率、應變硬化(huà)指數、奧氏(shì)體平衡係數、冷加工誘變馬氏體轉變點(diǎn)、晶粒(lì)度方麵分析

1、屈服強度(力學(xué)符號σ0.2,英文縮(suō)寫YS)

σ0.2=P0.2/F0      

P0.2-拉伸試(shì)樣塑性變形量為0.2%時承受的載荷(hé)

F0 -拉(lā)伸試樣的(de)原始截麵積

材(cái)料的屈服強度小(xiǎo),表(biǎo)示材料容易屈服,成形後回彈(dàn)小,貼模性和定形性好。

2、抗(kàng)拉強度(力學符號σb,英文縮寫TS)

σb=Pb/F0                   

Pb-拉伸試樣斷裂前承受的***大載荷

F0-拉伸試樣的原始截麵積

材(cái)料的抗拉強度大,材料變形過(guò)程中不容易被拉斷,有利於(yú)塑性變形。

3、屈強比(σ0.2/σb)

屈強比對材料衝壓成形性能影響很大,屈強比(bǐ)小,板料由屈服到破裂的塑性變形階(jiē)段長,成形過程中發生斷裂的危險性小,有利於衝壓成形。一般來講,較小的屈強比對板料在各種成形工藝中的抗破裂性都有利

表:常見不鏽(xiù)鋼材料的屈強比

不鏽(xiù)鋼材(cái)料屈強比

4、延伸率(lǜ)(力學(xué)符(fú)號,英文縮寫EL)

延伸率是材料從發生塑性變形到(dào)斷裂的總的伸長長度與原有長度的比(bǐ)值,即:

延伸率

δ-材料的延伸率(%)

 L-試樣被拉斷時的長度(mm)

 L0-拉伸(shēn)前試樣的長度(mm)

材(cái)料的延伸率大(dà),板料允許的塑性變形程度大,抗破裂性較好,對拉深、翻邊、脹形都(dōu)有利。一般來說,材料的翻邊係數和脹形性能(埃裏克森值)都與延伸率成(chéng)正比關(guān)係。

5、應變(biàn)硬化指數(shù)(n)

應變硬化指數就是(shì)通常所說的n值,表示材(cái)料冷作硬化現(xiàn)象的(de)一個指標,可以反映材料的衝(chōng)壓成形性(xìng)能。應變硬化指數大,顯示材(cái)料的(de)局部應變能力強,防止材料局部變薄(báo)能力強,即(jí)增大失穩極限應變,使變形分布趨於(yú)均勻化,材料(liào)成形時的總(zǒng)體成形極限高。

6、奧氏體平衡係數(shù)(A)

A(BAL)=30(C+N)+0.5Mn+Ni-1.3Cr+11.8

表示奧氏體的穩定程度,A值越小,奧氏體越(yuè)不穩定,鋼的組織容易受到冷熱加工的影響而發生組織轉變,影響到鋼的機械性(xìng)能。

在不(bú)鏽鋼中常見的(de)奧氏體形成元素有:Ni、Mn、C、N,這些(xiē)元素有助於(yú)形成和穩(wěn)定奧氏體(tǐ),是奧氏體不鏽鋼中不可缺(quē)少的,尤其是Ni元素。從(cóng)奧氏體平衡係數也(yě)可以看出這四種(zhǒng)元素含量增(zēng)大可以(yǐ)增大奧氏體平衡(héng)係數,從而(ér)使奧(ào)氏體組織越穩定。常(cháng)見的鐵素(sù)體(tǐ)形成元素有:Cr、Mo、Si、Ti、Nb,這些元素有助(zhù)於形成和穩定鐵素體(tǐ)組織,從(cóng)上麵公式也可以看出,Cr 元素(sù)含量增(zēng)大可以降低奧氏體平衡係(xì)數。

SUS304不(bú)鏽鋼是(shì)純奧氏體(tǐ)組織,奧氏體組織有其穩定性,經過冷加工SUS304變硬,主要原因是(shì)部分奧氏體組織轉變為馬氏體(tǐ)組織,稱做冷加(jiā)工誘變馬氏體。對奧氏體不鏽鋼來說,平衡係數小,在冷加工過程中就容易產生馬氏體(tǐ)轉變或者(zhě)說是產生的馬氏(shì)體量(liàng)就多(duō),從而冷作(zuò)硬化程度劇烈。

7、冷加工誘變馬氏體轉變點Md(30/50)

Md(30/50)=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-13.7Cr-29(Ni+Cu)-18.5Mo

表示真應變量30%的冷變形後生成50%α馬氏體的溫度,說明奧氏體不(bú)鏽(xiù)鋼中(zhōng)合金元素含量(liàng)越高,馬氏體轉變點(diǎn)Md(30/50)就越低,在冷加工變形過程中誘變(biàn)馬氏體(tǐ)不易產生,冷作硬化程度小。

不鏽鋼的冷作硬化現象主要是由兩種因素引起的:

一種是位錯增(zēng)多引起的加工硬化;一種是組織轉(zhuǎn)變(奧氏體轉(zhuǎn)變為馬氏體轉變)引(yǐn)起的加工硬化。

對SUS430鋼種而言,加工(gōng)變形過程中不會發生(shēng)組織轉變,其冷作硬化現象全部是由位錯的增多引起的,因(yīn)此對SUS430鋼談冷加工誘變馬氏體是沒有實際意(yì)義的(de)。SUS304鋼在冷(lěng)變形過程中則(zé)存在位錯(cuò)增多引起的(de)硬化和馬氏體組織轉變引起的硬(yìng)化,而且組織轉變引起的硬化是主要的(de),這也是奧氏體(tǐ)不鏽鋼的冷作硬化現象比鐵素體(tǐ)不鏽鋼要明顯,加工硬化係數(n值(zhí))大的原(yuán)因。

在奧(ào)氏體不鏽(xiù)鋼中,Ni含量對誘變馬氏體轉變點的影響(xiǎng)是(shì)很明顯的,Ni含(hán)量增多,馬氏體轉變點降低,材料在冷變形過程中硬化程(chéng)度(dù)小。

8、晶粒度(dù)(N)

晶粒度的物理意義可根據下公(gōng)式理解:

ξ=2N+3

ξ-每(měi)平方毫米截麵積上的晶粒(lì)數

N-晶粒度

304的晶粒度(dù)與機械性能的關係

晶粒度N級別越高,單位截麵積上的晶粒數越(yuè)多,材料(liào)的晶粒就越細,強度大,延伸率(lǜ)好。一般(bān)來講,N>5(256個晶粒/mm)的(de)鋼稱為細晶(jīng)粒鋼。晶粒較大時,有利於提高材料的塑性應變比(R),並降低屈強比和(hé)屈服(fú)伸(shēn)長。但晶粒較大時,它們在板料表層取向不同,變形(xíng)量差異比較明顯,材料表麵易出現桔皮現象(xiàng)。細化晶粒可(kě)減輕桔皮現象發生(shēng),但(dàn)晶粒過細,值會減小,屈強比和屈服伸長都會增大,不(bú)利於成(chéng)形。

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