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不鏽鋼知識

不鏽鋼的機械性能

摘(zhāi)要:不鏽鋼是應用廣泛的基礎材料,具有優異的機械性能,午夜福利视频將從屈服強度、抗拉強度、屈強比、延(yán)伸率、應變硬化指數、奧氏體平衡係數(shù)、冷加工誘變馬氏體轉變點、晶粒度(dù)方麵分析

1、屈服強(qiáng)度(力(lì)學(xué)符號σ0.2,英文(wén)縮寫YS)

σ0.2=P0.2/F0      

P0.2-拉伸試樣塑性變形量為0.2%時承受的載荷

F0 -拉伸試樣的原始截麵積

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

2、抗拉強度(dù)(力學符號σb,英(yīng)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

材料的抗拉強度大,材料變形過程中不容易被拉斷,有利於塑性(xìng)變形。

3、屈(qū)強比(σ0.2/σb)

屈(qū)強(qiáng)比對材料衝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(xíng)階段長,成形過程中發(fā)生斷裂的危險性(xìng)小,有利於衝壓成形。一般來講,較小(xiǎo)的屈強比(bǐ)對板料(liào)在各種成形工藝中的抗(kàng)破裂性都有利

表(biǎo):常見不鏽(xiù)鋼材(cái)料的(de)屈強比

不鏽鋼(gāng)材料屈強比

4、延伸率(力學符號,英文縮寫(xiě)EL)

延伸率是材料從發生塑性變形到斷裂的總的伸(shēn)長長度與原有(yǒu)長(zhǎng)度(dù)的比值,即:

延伸率

δ-材料的延伸率(%)

 L-試樣被拉斷時的長度(mm)

 L0-拉伸前試樣(yàng)的長(zhǎng)度(dù)(mm)

材(cái)料的延伸率大,板料(liào)允許的塑性變形程度大,抗破裂性(xìng)較好,對(duì)拉深、翻邊、脹形都有利。一般來(lái)說,材料的翻邊係數和脹形性能(埃裏克森值)都與延伸率成正比關係。

5、應變硬化指數(n)

應變硬化指數就是通常(cháng)所說的n值,表示材料(liào)冷(lěng)作硬化現象的一個指標,可以反映材料的衝壓成形性能。應變硬化指數大,顯示(shì)材(cái)料的局部(bù)應變能力強(qiáng),防止材料局部變薄能力(lì)強,即增大失穩極限應變(biàn),使變形分布趨於均勻化,材料(liào)成形時的總體成形極限高。

6、奧氏體平衡係(xì)數(A)

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

表示奧氏體的穩(wěn)定程度,A值越小,奧氏體越不穩定(dìng),鋼的組織容易受到冷熱加工的影響(xiǎng)而(ér)發生組織轉(zhuǎn)變,影(yǐng)響到鋼的機械(xiè)性能。

在不鏽鋼中常見的奧(ào)氏體形(xíng)成元(yuán)素有:Ni、Mn、C、N,這些元素有助於形成和穩(wěn)定奧氏體,是奧氏體不鏽(xiù)鋼中不可(kě)缺少的,尤其是Ni元素。從奧氏體平衡係數(shù)也可以看出這四種元素含量增大(dà)可以增大奧氏體(tǐ)平衡係(xì)數,從而使奧氏體組織越穩定。常見的鐵(tiě)素體形成元素有:Cr、Mo、Si、Ti、Nb,這些元素有助於形成和穩定鐵素體組(zǔ)織,從上麵公式也可以看出,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(tǐ)組織有其穩定(dìng)性,經過冷加工SUS304變硬(yìng),主要原因是部分奧氏體組(zǔ)織轉變為馬氏體組(zǔ)織,稱做冷加工誘(yòu)變馬氏體。對奧氏體不鏽鋼來說(shuō),平(píng)衡係數小(xiǎo),在冷加工過程中(zhōng)就容易產生馬氏體轉變或者(zhě)說是產生的馬氏體量就多,從而(ér)冷(lěng)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%的冷變形後(hòu)生成50%α馬氏體的溫度,說明(míng)奧氏體不鏽鋼中合金元素含量越(yuè)高,馬氏體轉變點Md(30/50)就越低(dī),在(zài)冷加工變形(xíng)過程中誘(yòu)變馬氏(shì)體不易產生,冷作硬化(huà)程度小。

不鏽鋼的冷(lěng)作硬化現象主要是由兩種因(yīn)素引起的:

一種是位錯(cuò)增多引起的加工硬化;一種是組(zǔ)織轉變(奧氏體轉變為(wéi)馬(mǎ)氏體轉變(biàn))引起的(de)加工硬(yìng)化。

對SUS430鋼種而言,加工變形過程中不會發生組織轉變,其冷作硬化現象全部(bù)是(shì)由位錯的增多引起的,因此對SUS430鋼(gāng)談(tán)冷加工誘(yòu)變馬(mǎ)氏體(tǐ)是沒有實際(jì)意義的。SUS304鋼(gāng)在冷變形過程中則存在位錯增多引起的硬化和馬氏體(tǐ)組織(zhī)轉變引起的硬化,而且組織轉變引起的硬(yìng)化是主要的,這也是奧氏(shì)體不鏽鋼的冷作硬化現象(xiàng)比鐵素體不鏽鋼要明顯,加工硬化係數(n值)大的原因。

在奧氏體不鏽鋼中,Ni含量(liàng)對誘變馬氏體轉(zhuǎn)變點的影響是很明顯(xiǎn)的,Ni含量增多,馬氏體轉變點降低,材料在冷變形過程中(zhōng)硬化程度小。

8、晶粒度(N)

晶粒度的物(wù)理意義可根據下公式理解(jiě):

ξ=2N+3

ξ-每平方毫米截麵積上的晶粒(lì)數

N-晶粒度

304的晶粒度與機械性能的關係

晶(jīng)粒度N級別越(yuè)高,單位(wèi)截麵積上的晶粒數越多,材(cái)料的(de)晶粒就越細,強度大,延伸率好。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(yǒu)利於提高材料的塑性應變(biàn)比(R),並降低屈強比和屈服伸長。但晶粒較大時,它們(men)在板料表層取向不同,變形量差異(yì)比較明顯,材料表麵(miàn)易出現桔皮現象。細化(huà)晶粒可減輕桔皮現(xiàn)象發(fā)生(shēng),但晶粒過細,值會減小,屈強比和屈服伸長都會增大,不利於成形(xíng)。

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