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不銹鋼知識

不銹鋼的機械性能

择要:不銹鋼是應用廣泛的基礎资料,具有優異的機械职能,力順從屈服強度、抗拉強度、屈強比、延伸率、應變坚硬指數、奧氏體平衡系數、冷加工誘變馬氏體轉變點、晶粒度方面解析

1、屈服強度(力學符號σ0.2,英文縮寫YS)

σ0.2=P0.2/F0

P0.2—拉伸試樣塑性變形量為0.2%時承袭的載荷

F0 —拉伸試樣的原始截面積

原料的屈服強度小,表示材料容易屈服,成形后回彈小,貼模性和定形性好。

2、抗拉強度(力學符號σb,英文縮寫TS)

σb=Pb/F0

Pb—拉伸試樣斷裂前继承的最大載荷

F0—拉伸試樣的原始截面積

材料的抗拉強度大,资料變形過程中不方便被拉斷,有利于塑性變形。

3、屈強比(σ0.2/σb)

屈強比對材料沖壓成形性能影響很大,屈強比小,板料由屈服到破裂的塑性變形階段長,成形過程中發生斷裂的危險性小,有利于沖壓成形。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:常見不銹鋼材料的屈強比

不銹鋼材料屈強比

4、延伸率(力學符號,英文縮寫EL)

延伸率是原料從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

δ—材料的延伸率(%)

 L—試樣被拉斷時的長度

 L0—拉伸前試樣的長度

质料的延伸率大,板料允許的塑性變形程度大,抗破裂性好,對拉深、翻、脹形有利。一般來說,材料的翻邊系數比脹形职能與延伸率成正關系。

5、應變硬化指數(n)

應變坚硬指數即是所說的n值,表示材料冷作强硬現象的一個指標,可以反应原料的沖壓成形职能。應變坚硬指數大,顯示资料的局部應變才干強,防范原料局部變薄本领強,即增大失穩極限應變,使變形分布趨于均勻化,质料成形時的總體成形極限高。

6、奧氏體平衡系數(A)

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

表示奧氏體的穩定程度,A值小,奧氏體越不穩定,鋼的組織便当受到冷熱加工的影響而發生組織轉變,影響到鋼的機械职能。

在不銹鋼中常見的奧氏體形成元素有:Ni、Mn、C、N,這些元素有助于造成和穩定奧氏體,是奧氏體不銹鋼中不可缺少的,是Ni元素。從奧氏體均衡系數不妨看出這四種元素含量增大可以增大奧氏體平衡系數,從而使奧氏體組織穩定。常見的鐵素體酿成元素有:Cr、Mo、Si、Ti、Nb,這些元素有助于酿成和穩定鐵素體組織,從上面公式也能够看出,Cr 元素含量增大能够降低奧氏體平衡系數。

SUS304不銹鋼是純奧氏體組織,奧氏體組織有其定性,經過冷加工SUS304變硬,主要理由是部分奧氏體組織轉變為馬氏體組織,稱做冷加工誘變馬氏體。對奧氏體不銹鋼來說,均衡系數小,在冷加工過程中就便利產生馬氏體轉變或者說是產生的馬氏體量就多,從而冷作硬化水平劇烈。

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

表示變量30%的冷變形后生成50%α馬氏體的溫度,說明奧氏體不銹鋼中合金元素含量高,馬氏體轉變點Md「30/50」低,在冷加工變形過程中誘變馬氏體不易產生,冷作强硬水平小。

不銹鋼的冷作强硬現象主要是由兩種身分引起的:

一種是位錯增多引起的加工硬化;一種是組織轉變引起的加工硬化。

對SUS430鋼種而言,加工變形過程中不會發生組織轉變,其冷作强硬現象完全是由位錯的增多引起的,于是對SUS430鋼談冷加工誘變馬氏體是沒有實際意義的。SUS304鋼在冷變形過程中存在位錯增多引起的硬化和馬氏體組織轉變引起的强硬,而且組織轉變引起的坚硬是主要的,這是奧氏體不銹鋼的冷作坚硬現象比鐵素體不銹鋼要明顯,加工硬化系數大的理由。

在奧氏體不銹鋼中,Ni含量對誘變馬氏體轉變點的影響是明顯的,Ni含量增多,馬氏體轉變點降低,质料在冷變形過程中强硬程度小。

8、晶粒度(N)

晶粒度的物理意義可根據下公式知道:

ξ=2N+3

ξ—每平方毫米截面積上的晶粒數

N —晶粒度

304的晶粒度與機械性能的關系

晶粒度N級別高,單位截面積上的晶粒數越多,材料的晶粒越細,強度大,延伸率好。一般來講,N>5的鋼稱為細晶粒鋼。晶粒較大時,有利于提高材料的塑性應變比,并降低屈強比和屈服伸長。但晶粒較大時,它們在板料表層取向差异,變形量差異明顯,材料表面易出現“桔皮”現象。細化晶粒可減輕桔皮現象發生,但晶粒過細,值會減小,屈強比和屈服伸長會增大,不利于成形。

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