不銹鋼鋼種介紹
信息來源:求和不銹鋼 時間:2018-11-28 09:43:34 瀏覽次數(shù):-
SUS304是一種18-8系的奧氏體不銹鋼,通常用作沖壓墊圈類緊固件。通俗地說,不銹鋼就是不容易生銹的鋼,實際上一部分不銹鋼,既有不銹性,又有耐酸性(耐蝕性)。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對的。試驗表明,鋼在大氣、水等弱介質(zhì)中和硝酸等氧化性介質(zhì)中,其耐蝕性隨鋼中鉻含水量的增加而提高,當(dāng)鉻含量達到一定的百分比時,鋼的耐蝕性發(fā)生突變,即從易生銹到不易生銹,從不耐蝕到耐腐蝕。不銹鋼的分類方法很多。按室溫下的組織結(jié)構(gòu)分類,有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不銹鋼;按主要化學(xué)成分分類,基本上可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大系統(tǒng);按用途分則有耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐海水不銹鋼等等,按耐蝕類型分可分為耐點蝕不銹鋼、耐應(yīng)力腐蝕不銹鋼、耐晶間腐蝕不銹鋼等;按功能特點分類又可分為無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、低溫不銹鋼、高強度不銹鋼等等。由于不銹鋼材具有優(yōu)異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內(nèi)的強韌性等系列特點,所以在重工業(yè)、輕工業(yè)、生活用品行業(yè)以及建筑裝飾等行業(yè)中獲取得廣泛的應(yīng)用。
奧氏體不銹鋼:
在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni
8%~10%、C約0.1%時,具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性,但強度較低,不可能通過相變使之強化,僅能通過冷加工進行強化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質(zhì)腐蝕外,如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni,就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。
鐵素體不銹鋼:
在使用狀態(tài)下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%~30%,具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)。這類鋼一般不含鎳,有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,這類鋼具導(dǎo)熱系數(shù)大,膨脹系數(shù)小、抗氧化性好、抗應(yīng)力腐蝕優(yōu)良等特點,多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕性明顯降低等缺點,因而限制了它的應(yīng)用。爐外精煉技術(shù)(AOD或VOD)的應(yīng)用可使碳、氮等間隙元素大大降低,因此使這類鋼獲得廣泛應(yīng)用。
奧氏體--鐵素體雙相不銹鋼:
報道:是奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導(dǎo)熱系數(shù)高,具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能,也是一種節(jié)鎳不銹鋼。
馬氏體不銹鋼:
通過熱處理可以調(diào)整其力學(xué)性能的不銹鋼,通俗地說,是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號為Cr13型,如2Cr13 ,3Cr13
,4Cr13等。粹火后硬度較高,不同回火溫度具有不同強韌性組合,主要用于蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術(shù)器械。根據(jù)化學(xué)成分的差異,馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據(jù)組織和強化機理的不同,還可分為馬氏體不銹鋼、馬氏體和半奧氏體(或半馬氏體)沉淀硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。由于其沖壓在各部分材料的形變程度各不相同,大約在15%~40%之間,因此材料的加工硬化程度也有差異。
SUS304不銹鋼薄板冷加工以后,微觀上滑移面及晶界上將產(chǎn)生大量位錯,致使點陣產(chǎn)生畸變?;兞吭酱髸r,位錯密度越高,內(nèi)應(yīng)力及點陣畸變越嚴(yán)重,使金屬變形抗力和強度、硬度等隨變形程度而增加,塑性指標(biāo)伸長率、斷面收縮率降低。
當(dāng)加工硬化達一定程度時,如繼續(xù)形變,便有開裂或脆斷的危險,成形后其殘余應(yīng)力極易引起工件自爆破裂。在環(huán)境氣氛作用下,放置一段時間后,工件會自動產(chǎn)生晶間開裂(通常稱為“季裂”)。故在SUS304不銹鋼沖壓成形過程中,一般都必須進行工序間的軟化退火,
即中間退火,以消除殘余應(yīng)力,降低硬度,恢復(fù)材料塑性,以便能進行下一道加工。
試驗材料及分析
試驗材料:SUS304,厚度0.7±0.05mm,其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù):W%)≤0.08%C、≤1.00%Si、≤2.00%Mn、≤0.04%P、≤0.030%S、8.00%~10.50%Ni、18%~20%Cr。
隨著預(yù)形變量的增加, SUS304
不銹鋼的屈服強度和抗拉強度增明顯提高,硬度值增加,耐塑性下降,產(chǎn)生了明顯的加工硬化現(xiàn)象。同時,也可以清楚看出,隨著預(yù)形變量的增加,試樣的屈強比也隨之增加,這說明試樣的可成形性也會隨著冷變形量的增加而降低。
退火軟化工藝
經(jīng)加工硬化的SUS304不銹鋼可采用高溫和低溫退火兩種方式來恢復(fù)塑性,降低硬化程度,并消除或減少殘余應(yīng)力,為了不使材料產(chǎn)生敏化,退火時應(yīng)避開500℃~850℃的敏化溫度范圍。
低溫退火對SUS304不銹鋼的屈服強度影響較小,在500℃以下退火,退火后屈服強度值變化較小,高溫退火對試樣屈服強度的影響較大,預(yù)形變量為15%時在1050℃下退火后Re降到260MPa,Rm幾乎隨退火溫度成線性下降,但是變化的幅度比Re小得多。同時,試樣的維氏硬度值隨退火溫度的升高而下降。
隨著退火溫度的升高,試樣伸長率明顯提高,特別是高溫退火狀態(tài)下, Re下降最為明顯,達到了完全軟化狀態(tài)。在1050℃退火(保溫5min,快冷)伸長率A、硬度
HV 達到軟化的最佳組合。