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不鏽鋼知識

不鏽鋼的(de)機械性能(néng)

摘要:不鏽鋼是應用廣泛的基礎材料,具有優異的機械(xiè)性能,力(lì)順將(jiāng)從屈服強度(dù)、抗拉強度、屈強比、延伸率、應變硬化指(zhǐ)數、奧氏體平衡係數、冷加工誘(yòu)變馬氏體轉變點、晶粒度方麵分析

1、屈服強度(力學符號σ0.2,英文縮寫YS)

σ0.2=P0.2/F0      

P0.2-拉伸試樣塑性變(biàn)形量為0.2%時承受的載荷

F0 -拉伸試樣的原始(shǐ)截麵積

材料的屈服強度小,表示材料容(róng)易屈服,成形後回彈小,貼模性和(hé)定形性好。

2、抗拉強度(力學符號σb,英文縮寫(xiě)TS)

σb=Pb/F0                   

Pb-拉伸試樣斷裂前承(chéng)受的***大(dà)載荷

F0-拉伸試樣(yàng)的原始截麵積

材料的抗拉強度大,材料變形過程中不容易被拉斷(duàn),有利於塑性變形。

3、屈強比(σ0.2/σb)

屈強比對材料(liào)衝壓(yā)成形性(xìng)能影響很大,屈強比小,板料由屈服到破裂的塑性變形階段長,成形過(guò)程中發生斷裂的危險性小,有利於衝壓成形。一般(bān)來講,較小的屈強比對板料在各種成形工藝中的(de)抗破裂性都有利

表:常見不鏽鋼材(cái)料的屈強比

不鏽鋼材料屈強比

4、延伸率(力學符號,英文縮寫EL)

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

延伸率(lǜ)

δ-材料(liào)的(de)延伸率(%)

 L-試樣被拉斷(duàn)時的長度(mm)

 L0-拉(lā)伸前試樣的長度(mm)

材料的(de)延伸率大,板料允許的塑(sù)性變形程度大,抗破裂性較好,對拉深、翻邊、脹形都有利。一般來說,材料的翻邊係數和脹形(xíng)性能(埃裏克森值)都與延伸率成正比關係。

5、應變(biàn)硬化指數(n)

應變硬化指數就是通常所說的n值,表示材料冷(lěng)作硬化現象的一個指標,可以反映材料的衝壓成形性(xìng)能。應變硬化指數(shù)大,顯示材料的局部應變(biàn)能力(lì)強,防止材料局(jú)部變薄能力(lì)強,即增大失穩極限應變,使變形分布趨(qū)於均勻化,材料成形時的(de)總體成形極限(xiàn)高。

6、奧氏體平衡係數(A)

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

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

在不鏽鋼中常見的奧氏體形(xíng)成元素有:Ni、Mn、C、N,這些元素有(yǒu)助於形成和穩定奧氏體,是奧氏體不鏽鋼中不可缺少的,尤(yóu)其是Ni元素。從奧氏體平衡係數也(yě)可以看出(chū)這四種元素含量增(zēng)大可(kě)以增大奧氏體平衡係數,從而使奧氏體組織越穩定。常見的鐵素體形成元(yuán)素有:Cr、Mo、Si、Ti、Nb,這些元素有助(zhù)於形成和穩定(dìng)鐵素體組織,從(cóng)上麵公式也(yě)可以看出,Cr 元素含量增大(dà)可以降低奧氏體平衡係數。

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

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(de)冷變形後生成50%α馬氏體的溫度,說明奧氏體不鏽鋼中合(hé)金元素(sù)含量越高,馬氏(shì)體轉變點Md(30/50)就越低(dī),在冷加工變形過程中誘(yòu)變馬氏(shì)體不易產生,冷作硬化(huà)程度小。

不(bú)鏽鋼的冷作硬化現象主要是由(yóu)兩種因素引起的:

一種(zhǒng)是(shì)位錯增多引起的加(jiā)工(gōng)硬化;一種(zhǒng)是組織(zhī)轉變(奧(ào)氏體轉變為(wéi)馬(mǎ)氏體轉變)引起(qǐ)的加工(gōng)硬化(huà)。

對(duì)SUS430鋼種而言,加工變形過程中不會發生組(zǔ)織轉變,其冷作硬化現象全部是由位錯的增(zēng)多引起的,因此對SUS430鋼談冷加工誘變馬氏體是沒有實際意義的。SUS304鋼在冷變形過程中則存在位錯增多引起的硬化和馬氏體組織轉變引起的硬化,而且組(zǔ)織轉變引起的硬化是主要的,這也是奧氏(shì)體不鏽鋼(gāng)的(de)冷(lěng)作硬化現象比鐵素體不鏽鋼要明顯,加工硬化係數(n值)大的原因。

在(zài)奧氏(shì)體不鏽鋼中,Ni含量對誘變馬(mǎ)氏體轉變點(diǎn)的影(yǐng)響是很明顯的,Ni含量(liàng)增多,馬氏體轉變點降(jiàng)低,材料在冷變形過程中硬化(huà)程度小。

8、晶粒度(dù)(N)

晶(jīng)粒度的物理意義可(kě)根據下公式理解:

ξ=2N+3

ξ-每平方(fāng)毫米截麵積上(shàng)的(de)晶粒數(shù)

N-晶粒度

304的晶(jīng)粒度與(yǔ)機械性能的關係

晶粒度(dù)N級別越高,單(dān)位截麵積上的晶粒數(shù)越多,材料的晶粒就越細,強度大,延伸率(lǜ)好。一般來講,N>5(256個晶粒/mm)的鋼稱為細晶粒鋼。晶粒較大時,有利於(yú)提高材料的塑性應變比(R),並降低屈強比和(hé)屈(qū)服伸長。但晶(jīng)粒較大時,它們在板料(liào)表層取向不同,變形(xíng)量差(chà)異比較(jiào)明顯,材料表麵易出現桔皮現象。細化晶粒(lì)可減輕桔皮現象發生(shēng),但(dàn)晶粒過細,值會減小,屈強比和屈服伸長都會增(zēng)大(dà),不利於成形。

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