不锈钢的力学性能-文档
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不锈钢的物理性能、力学性能和耐热性能不锈钢的物理性能不锈钢和碳钢的物理性能数据对比,碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢,而略低于奥氏体型不锈钢;电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增;线膨胀系数大小的排序也类似,奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小;碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性,奥氏体型不锈钢无磁性,但其冷加工硬化天生成氏体相变时将会产生磁性,可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。
奥氏体型不锈钢与碳钢相比,具有下列特点:1)高的电导率,约为碳钢的5倍。
2)大的线膨胀系数,比碳钢大40%,并随着温度的升高,线膨胀系数的数值也相应地进步。
3)低的热导率,约为碳钢的1/3。
不锈钢的力学性能不论不锈钢板还是耐热钢板,奥氏体型的钢板的综合性能最好,既有足够的强度,又有极好的塑性同时硬度也不高,这也是它们被广泛采用的原因之一。
奥氏体型不锈钢同尽大多数的其它金属材料相似,其抗拉强度、屈服强度和硬度,随着温度的降低而进步;塑性则随着温度降低而减小。
其抗拉强度在温度15~80°C范围内增长是较为均匀的。
更重要的是:随着温度的降低,其冲击韧度减少缓慢,并不存在脆性转变温度。
所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。
不锈钢的耐热性能耐热性能是指高温下,既有抗氧化或耐气体介质腐蚀的性能即热稳定性,同时在高温时双有足够的强度即热强性。
316和316L不锈钢316和317不锈钢(317不锈钢的性能见后)是含钼不锈钢种。
317不锈钢中的钼含量略高明于316不锈钢.由于钢中钼,该钢种总的性能优于310和304不锈钢,高温条件下,当硫酸的浓度低于15%和高于85%时,316不锈钢具有广泛的用途。
316不锈钢还具有良好的而氯化物腐蚀的性能,所以通常用于海洋环境。
316L不锈钢的最大碳含量0.03,可用于焊接后不能进行退火和需要最大耐腐蚀性的用途中。
耐腐蚀性:耐腐蚀性能优于304不锈钢,在浆和造纸的生产过程中具有良好的耐腐蚀的性能。
不锈钢力学参数摘要:一、不锈钢的概述二、不锈钢的力学参数1.弹性模量2.屈服强度3.抗拉强度4.硬度5.韧性三、不锈钢的性能与应用四、影响不锈钢力学性能的因素五、不锈钢的加工与处理六、总结正文:一、不锈钢的概述不锈钢是一种铁合金,具有优良的耐腐蚀性能。
其主要成分是铁、铬、镍等元素,根据不同的成分和生产工艺,不锈钢可分为多种类型,如奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢等。
二、不锈钢的力学参数1.弹性模量:不锈钢的弹性模量一般在200GPa左右,这一数值代表了不锈钢的刚度,弹性模量越大,不锈钢的抗弯曲性能越好。
2.屈服强度:不锈钢的屈服强度一般在200-600MPa之间,不同类型和不锈钢的屈服强度有较大差异。
屈服强度越高,不锈钢在受力时的变形能力就越小。
3.抗拉强度:不锈钢的抗拉强度一般在400-1000MPa之间,抗拉强度与不锈钢的类型、加工状态和化学成分有关。
4.硬度:不锈钢的硬度一般用布氏硬度(HB)或洛氏硬度(HRC)表示,硬度值在100-200HB或10-20HRC之间。
硬度越高,不锈钢的耐磨性越好。
5.韧性:不锈钢的韧性用冲击韧性(J)表示,一般在不锈钢的冷加工状态下,冲击韧性值在20-50J之间。
韧性越高,不锈钢的抗冲击性能越好。
三、不锈钢的性能与应用不锈钢具有优良的耐腐蚀性、耐磨性和抗冲击性能,广泛应用于建筑、化工、食品工业、航空航天等领域。
根据不锈钢的力学性能和应用环境,选择合适类型和不锈钢是关键。
四、影响不锈钢力学性能的因素1.化学成分:不锈钢的化学成分对其力学性能有很大影响,如铬、镍、钼等元素的含量变化,会导致不锈钢的耐腐蚀性、硬度和强度等性能发生变化。
2.加工状态:冷加工、热加工和退火处理等不同的加工状态会对不锈钢的力学性能产生影响。
3.环境条件:如温度、湿度、介质等环境因素会影响不锈钢的腐蚀性能和力学性能。
五、不锈钢的加工与处理1.冷加工:包括拉伸、冷弯、冷轧等加工方法,使不锈钢产生塑性变形,提高其力学性能。
不锈钢力学参数引言不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性能的合金材料,在许多工业领域得到广泛应用。
其力学参数是评价不锈钢材料性能的重要指标之一,包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度等。
本文将对不锈钢的力学参数进行详细的介绍和分析,以便读者更好地理解不锈钢材料的性能特点。
不锈钢的力学参数1. 抗拉强度不锈钢的抗拉强度是指材料在拉伸载荷作用下所能承受的最大应力,通常以MPa(兆帕)为单位。
不同种类的不锈钢具有不同的抗拉强度,一般在400MPa至1000MPa之间。
2. 屈服强度不锈钢的屈服强度是指材料在受力时发生塑性变形的应力,即材料开始发生变形并呈现塑性行为的应力值。
屈服强度通常小于抗拉强度,一般在200MPa至800MPa之间。
3. 延伸率不锈钢的延伸率是材料在拉伸断裂前能够发生塑性变形的程度,通常以百分比表示。
高延伸率的不锈钢具有良好的延展性,适用于需要进行成型加工的场合。
4. 硬度不锈钢的硬度是材料抵抗外部力量作用的能力,通常以HV(维氏硬度)或HB(巴氏硬度)为单位。
硬度较高的不锈钢具有更好的耐磨性和耐蚀性。
应用领域不锈钢具有良好的力学参数,因此在许多领域得到广泛应用。
食品加工行业常使用不锈钢制成的设备和容器,因为其具有良好的耐腐蚀性和卫生性;船舶制造领域也广泛采用不锈钢材料,因为其具有良好的耐海水腐蚀性和高强度。
不锈钢还在建筑、化工、能源等领域有着重要应用。
结论不锈钢的力学参数是其性能的重要指标,直接影响材料在各种工程应用中的表现。
通过了解不锈钢的力学参数,可以更好地选择和应用不锈钢材料,满足不同工程需求。
希望本文对读者有所帮助,更深入地了解不锈钢力学参数的相关知识。
不锈钢的物理性能和力学性能
1) 马氏体不锈钢:能进行淬火,淬火后具有较高的硬度、强度和耐磨性及良好的抗氧化性,有的有磁性,但内应力大且脆。
经低温回火后可消除其应力,提高塑性,切削加工较困难,有切屑擦伤或粘结的明显趋向,刀具易磨损。
当钢中含碳量低于0.3%时,组织不均匀,粘附性强,切削时容易产生积屑瘤,且断屑困难,工件已加工表面质量低。
含碳量达0.4%~0.5%时,切削加工性较好。
马氏体不锈钢经调质处理后,可获得优良的综合力学性能,其切削加工性比退火状态有很大改善。
2) 铁素体不锈钢:加热冷却时组织稳定,不发生相变,故热处理不能使其强化,只能靠变形强化,性能较脆,切削加工性一般较好。
切屑呈带状,切屑容易擦伤或粘结于切削刃上,从而增大切削力,切削温度升高,同时可能使工件表面产生撕裂现象。
3) 奥氏体不锈钢:由于含有较多的镍(或锰),加热时组织不变,故淬火不能使其强化,可略改善其加工性。
通过冷加工硬化可大幅度提高强度,如果再经时效处理,抗拉强度可达2550~2740 MPa。
奥氏体不锈钢切削时的带状切屑连绵不断,断屑困难,极易产生加工硬化,硬化层给下一次切削带来很大难度,使刀具急剧磨损,刀具耐用度大幅度下降。
奥氏体不锈钢具有优良的力学性能,良好的耐蚀能力,较突出的是冷变形能力,无磁性。
4) 奥氏体+铁素体不锈钢:有硬度极高的金属间化合物析出,强度比奥氏体不锈钢高,其切削加工性更差。
5) 沉淀硬化不锈钢:含有能起沉淀硬化的铊、铝、钼、钛等合金元素,它们在回火时时效析出,产生沉淀硬化,使钢具有很高的强度和硬度。
由于含碳量低保证了足够的含铬量,因此具有良好的耐腐蚀性能。
不锈钢力学参数不锈钢是一种耐腐蚀、耐高温和在广泛工程应用中具有良好机械性能的金属材料。
它具有优异的力学参数,因此在工程领域中应用广泛。
以下是一份关于不锈钢力学参数的2000字中文介绍。
一、概述不锈钢是一种合金钢,在其中添加了铬、镍、锰等元素,使其具有较高的抗腐蚀性能。
在工程应用中,不锈钢常被用于制造各种零部件、容器、管道等。
在使用不锈钢材料进行设计和建造时,了解和掌握其力学参数是至关重要的。
二、常见不锈钢力学参数1. 弹性模量不锈钢的弹性模量是其力学参数之一,通常在190 GPa到220 GPa之间。
该参数描述了不锈钢材料在受力作用下的变形特性,是设计工程结构时必须考虑的重要参数之一。
2. 屈服强度在工程应用中,屈服强度是描述不锈钢材料在受力作用下最早发生塑性变形的应力值。
不同型号的不锈钢其屈服强度有所不同,一般在200 MPa到600 MPa之间。
设计工程结构时需要根据具体的材料型号来确定屈服强度。
3. 抗拉强度抗拉强度是描述不锈钢材料在拉伸状态下的抵抗能力。
通常不锈钢的抗拉强度在500 MPa到1000 MPa之间,不同型号的不锈钢抗拉强度有所差异。
4. 断裂韧性不锈钢的断裂韧性描述了其在受到外部冲击负荷时的抗破坏能力。
这个参数对于设计承受冲击负荷的工程结构非常重要。
5. 延伸率不锈钢的延伸率描述了材料在拉伸过程中的伸长能力,通常在50%到60%之间。
这个参数是评估材料塑性变形性能的重要指标。
6. 硬度不锈钢的硬度是材料抵抗外部冲击或划伤的能力,通常采用洛氏硬度或布氏硬度进行测试。
7. 疲劳强度不锈钢的疲劳强度是描述其在循环载荷下承受疲劳断裂的能力,通常用于设计承受循环负荷的工程结构。
三、应用不锈钢具有优异的力学参数,因此在航空航天、能源、化工、制药、食品等领域得到广泛的应用。
在航空航天领域,不锈钢被用于制造飞机机身、发动机零件、导弹等;在化工领域,不锈钢则被用于制造高温高压容器、管道等;在食品行业,不锈钢则被用于制造食品加工设备等。
不锈钢材料参数力学不锈钢是一种特殊的合金材料,具有不易生锈、耐高温、强度高、可塑性好等优点,被广泛应用于工业、建筑、制造业等领域。
在设计和选择不锈钢材料时,力学参数是非常重要的考虑因素,下面将介绍不锈钢材料的一些力学参数。
1. 弹性模量(Young's modulus)是一种衡量材料刚度或硬度的参数。
不锈钢的弹性模量通常较高,约为170-200 GPa。
这意味着不锈钢材料具有较高的刚度和抗弯性能。
2. 屈服强度(yield strength)是指材料开始产生可见塑性变形的应力值。
不锈钢的屈服强度通常较高,通常在200-600 MPa之间。
屈服强度较高的不锈钢材料适用于对强度要求较高的应用。
3. 抗拉强度(ultimate tensile strength)是指材料断裂前所能承受的最大拉力。
不锈钢的抗拉强度一般在500-800 MPa之间,具有较高的抗拉强度使不锈钢材料能够承受较大的拉力。
4. 延伸率(elongation)是指材料在拉伸过程中的变形能力。
不锈钢的延伸率通常在40-60%左右,具有较高的延伸率表明不锈钢具有较好的可塑性和变形能力。
5. 硬度(hardness)是指材料抵抗外部压力所产生的变形能力。
不锈钢的硬度通常在100-300HB之间,硬度较高的不锈钢材料适用于对抗划伤和磨损要求较高的场合。
6. 弯曲强度(bending strength)是指材料在受到外部弯曲力作用时所能承受的最大应力。
不锈钢的弯曲强度通常在400-800 MPa之间,弯曲强度较高的不锈钢材料适用于对抗弯性能要求较高的应用。
7. 冲击韧性(impact toughness)是指材料在受到冲击载荷下的抵抗能力。
不锈钢的冲击韧性通常较好,适用于对抗冲击或振动的要求较高的应用。
以上是不锈钢材料常见的力学参数,不同的不锈钢材料在力学性能上可能有所差异,因此在选择材料时应根据具体应用的需求进行合理的选择。
不锈钢的物理性能不锈钢和碳钢的物理性能数据对比,碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢,而略低于奥氏体型不锈钢;电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增;线膨胀系数大小的排序也类似,奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小;碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性,奥氏体型不锈钢无磁性,但其冷加工硬化生成成氏体相变时将会产生磁性,可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。
奥氏体型不锈钢与碳钢相比,具有下列特点:1)高的电阴率,约为碳钢的 5 倍。
2)大的线膨胀系数,比碳钢大40 %,并随着温度的升高,线膨胀系数的数值也相应地提高。
3)低的热导率,约为碳钢的1/3 。
不锈钢的力学性不论不锈钢板还是耐热钢板,奥氏体型的钢板的综合性能最好,既有足够的强度,又有极好的塑性同时硬度也不高,这也是它们被广泛采用的原因之一。
奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似,其抗拉强度、屈服强度和硬度,随着温度的降低而提高;塑性则随着温度降低而减小。
其抗拉强度在温度15~80°C 范围内增长是较为均匀的。
更重要的是:随着温度的降低,其冲击韧度减少缓慢,并不存在脆性转变温度。
所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。
不锈钢的耐热性能耐热性能是指高温下,既有抗氧化或耐气体介质腐蚀的性能即热稳定性,同时在高温时双有足够的强度即热强性。
不锈钢国际标准标准标准标准名GB 中华人民共和国国家标准(国家技术监督局)KS 韩国工业标准协会规格Korean Standard AISI 美国钢铁协会规格America Iron and Steel Institute SAE 美国汽车技术者协会规格Society of Automative Engineers ASTM 美国材料试验协会规格American Society for Testing and Material AWS 美国焊接协会规格American Welding Society ASME 美国机械技术者协会规格American Society of Mechanical Engineers BS 英国标准规格British Standard DIN 德国标准规格Deutsch Industria Normen CAS 加拿大标准规格Canadian Standard Associatoin API 美国石油协会规格American Petroleum Association KR 韩国船舶协会规格Korean Resister of Shipping NK 日本省事协会规格Hihon Kanji Koki LR 英国船舶协会规格Llouds Register of Shipping AB 美国舰艇协会规格American Bureau of Shipping JIS 日本工业标准协会规格Japanese Standard 316 和316L 不锈钢316 和317 不锈钢(317 不锈钢的性能见后)是含钼不锈钢种。
316L 不锈钢化学成分|316L 不锈钢物理性能|316L 不锈钢力学性能牌号化学成分(质量分数%)Si Mn P S Ni Cr Mo C00Cr17Ni14Mo2≤0.03≤1.00≤2.00≤0.03≤0.0312.0-15.016.0-18.02.0-3.50化学成分( JIS G 4305-2005)化学成分( JIS G 4305-2005)( wt%)C Si Mn P S Cr Ni Mo 标准£0.08£1.00£2.00£0.045£0.03016.0-18.010.0-14.0 2.0-3.0一般0.0350.6 1.10.0250.00216.7010.2 2.1力学性能性能( JIS G 4305-2005)区分Ys 屈服强Ts 拉伸强E1延伸Hv 维氏备注度 (Mpa)度 (Mpa)率 (%)硬度标准≥205≥520≥40≤2002B/1.5t一般31062053155物理性能密度磁性比热热导率热膨胀率 20~1000C(J/kg.0C热处理固溶处理(g/cm3)(250C)1000C(W/m. 0C)(10-6/0C))7.98无50015.2116.01375~14500C1010~11500C 316L 不锈钢C≤0.03 Ni12.00~15.00 Mo≥175 Mn<=2.0Si<=1.0 Cr16--18 Mo1.8-2.5 S<=0.030 P<=0.035屈服强度( N/mm2)≥ 480抗拉强度延伸率( %)≥ 40硬度 HB≤187 HRB≤90 HV ≤200密度 7.87g·cm-3比热 c(20 ℃)0.502 J ·(g ·C) -1热导率λ/W(m·℃ )-1 (在下列温度/℃)100 30050015.1 18.4 20.9线胀系数α/(10 -6/ ℃) ( 在下列温度间 / ℃)20~100 20 ~200 20 ~ 300 20 ~ 400 20 ~ 50016.017.017.517.818.0电阻率 0.71Ω· mm2·m-1熔点 1371 ~1398℃316 和 316L 不锈钢的区别316 和 316L 不锈钢( 316L 不锈钢的性能见后)是含钼不锈钢种。
不锈钢304屈服强度和抗拉强度
摘要:
一、不锈钢304 的概述
二、不锈钢304 的屈服强度和抗拉强度
三、不锈钢304 的应用范围
正文:
一、不锈钢304 的概述
不锈钢304 是一种通用性的不锈钢材料,其主要特点是耐腐蚀性能好、强度高,并且具有良好的焊接性能。
它的主要化学成分包括18%-20% 的铬和8%-10.5% 的镍,因此也被称为18-8 不锈钢。
这种材料在我国的应用非常广泛,可以用于制造各种耐腐蚀的设备和部件。
二、不锈钢304 的屈服强度和抗拉强度
不锈钢304 的屈服强度一般在205-210 MPa 之间,抗拉强度为520 MPa。
屈服强度是指材料开始产生塑性变形时的应力,也就是抵抗微量塑性变形的应力。
抗拉强度则是指材料在拉伸过程中,能够承受的最大应力。
不锈钢304 的这些力学性能使其在各种应用中都能表现出良好的耐久性和稳定性。
三、不锈钢304 的应用范围
由于不锈钢304 的优异性能,使其在许多领域都有广泛的应用。
例如,在建筑行业中,不锈钢304 可以用于制造各种建筑装饰材料,如楼梯扶手、栏杆等。
在食品加工行业中,不锈钢304 可以用于制造各种食品加工设备,如食品输送带、食品切割机等。
此外,不锈钢304 还可以用于制造医疗设
备、化学设备、航空航天设备等。
总之,不锈钢304 因其良好的耐腐蚀性能、高强度和优良的焊接性能,使其在许多领域都有广泛的应用。
304不锈钢的力学性能表现为抗拉强度(RM/MPa)520,屈服强度(Rp0.2/MPa)205,延伸率A/% 40,断面收缩率(Z/%)60。
其中,抗拉强度和屈服强度是重要的力学性能指标,反映材料抵抗破坏的能力和最大承受应力。
304不锈钢是一种广泛应用的不锈钢,其化学成分包括铬(Cr)18-20%,镍(Ni)8-10.5%,锰(Mn)最多2%,硅(Si)最多1%,磷(P)最多0.045%,硫(S)最多0.03%,碳(C)最多0.08%。
铬和镍是主要的合金元素,赋予了304不锈钢良好的耐腐蚀性和耐高温性能,而锰含量有助于提高其强度和耐磨性。
硅可以改善热处理特性和提高抗氧化性能。
磷和硫的含量应尽量低,以避免影响其焊接和加工性能。
304不锈钢具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械特性,热加工性能也很好,适用于冲压、弯曲等加工工艺。
其价格相对低廉,自20世纪初以来被广泛应用于船舶、机械、化工、医疗、食品、建筑等领域。
除了生活中常见的场景,304不锈钢也被广泛应用于高端机械领域,例如食品工业、化学、医疗器械、航空等领域。
不锈钢的力学性能(一)一、强度(抗拉强度、屈服强度)不锈钢的强度由各种因素来确定,但最重要的和最基本的因素是其中添加的不同化学元素,主要是金属元素。
不同类型的不锈钢由于其化学成分的差异,就有不同的强度特性。
(1)马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢与普通合金钢一样具有通过淬火实现硬化的特性,因此可通过选择牌号及热处理条件来得到较大范围的不同的力学性能。
马氏体型不锈钢从大的方面来区分,属于铁—铬—碳系不锈钢.进而可分为马氏体铬系不锈钢和马氏体铬镍系不锈钢。
在马氏体铬系不锈钢中添加铬、碳和钼等元素时强度的变化趋势和在马氏体铬镍系不锈钢中添加镍的强度特性如下所述。
马氏体铬系不锈钢在淬火—回火条件下,增加铬的含量可使铁素体含量增加,因而会降低硬度和抗拉强度。
低碳马氏体铬不锈钢在退火条件下,当铬含量增加时硬度有所提高,而延伸率略有下降。
在铬含量一定的条件下,碳含量的增加使钢在淬火后的硬度也随之增加,而塑性降低。
添加钼的主要目的是提高钢的强度、硬度及二次硬化效果。
在进行低温淬火后,钼的添加效果十分明显。
含量通常少于1%。
在马氏体铬镍系不锈钢中,含一定量的镍可降低钢中的δ铁素体含量,使钢得到最大硬度值。
马氏体型不锈钢的化学成分特征是,在0.1%----1.0%C,12%---27%Cr的不同成分组合基础上添加钼、钨、钒和铌等元素。
由于组织结构为体心立方结构,因而在高温下强度急剧下降。
而在600℃以下,高温强度在各类不锈钢中最高,蠕变强度也最高。
(2)铁素体型不锈钢据研究结果,当铬含量小于25%时铁素体组织会抑制马氏体组织的形成,因而随铬含量的增加其强度下降;高于25%时由于合金的固溶强化作用,强度略有提高。
钼含量的增加可使其更易获得铁素体组织,可促进α’相、σ相和χ相的析出,并经固溶强化后其强度提高。
但同时也提高了缺口敏感性,从而使韧性降低。
钼提高铁素体型不锈钢强度的作用大于铬的作用。
铁素体型不锈钢的化学成分特征是含11%—30%Cr,其中添加铌和钛。
其高温强度在各类不锈钢中是最低的,但对热疲劳的抗力最强。
(3)奥氏体型不锈钢奥氏体型不锈钢中增加碳的含量后,由于其固溶强化作用使强度得到提高。
奥氏体型不锈钢的化学成分特性是以铬、镍为基础添加钼、钨、铌和钛等元素。
由于其组织为面心立方结构,因而在高温下有高的强度和蠕变强度。
还由于线膨胀系数大,因而比铁素体型不锈钢热疲劳强度差。
(4)双相不锈钢对铬含量约为25%的双相不锈钢的力学性能研究表明,在α+γ双相区内镍含量增加时γ相也增加。
当钢中的铬含量为5%时,钢的屈服强度达到最高值;当镍含量为10%时,钢的强度达到最大值。
不锈钢的力学性能(二)二、蠕变强度由于外力的作用随时间的增加力发生变形的现象称之为蠕变。
在一定温度下特别是在高温下、载荷越大则发生蠕变的速度越快;在一定载荷下,温度越高和时间越长则发生蠕变的可能性越大。
与此相反,温度越低蠕变速度越慢,在低至一定温度时蠕变就不成问题了。
这个最低温度依钢种而异,一般来说,纯铁在330℃左右,而不锈钢则因已采取各种措施进行了强化,所以该温度是550℃以上。
和其他钢一样,熔炼方式、脱氧方式、凝固方法、热处理和加工等对不锈钢的蠕变特性有很大的影响,据介绍,在美国进行的对18—8不锈钢进行的蠕变强度试验表明,取自同一钢锭同一部位的试料的蠕变断裂时间的标准偏差是平均值的约11%,而取自不同钢锭的上、中、下不同部位的试料的标准偏差与平均值相差则达到两倍之多。
又据在德国进行的试验结果表明,在105h时间下0Cr18Ni11Nb钢的强度为小于49MPa至118MPa,散差很大。
三、疲劳强度高温疲劳是指材料在高温下由于周期反复变化着的应力的作用而发生损伤至断裂的过程。
对其进行的研究结果表明,在某一高温下,108·次高温疲劳强度是该温度下高温抗拉强度的1/2。
热疲劳是指在进行加热(膨胀)和冷却(收缩)的过程中,当温度发生变化和受到来自外部的约束力时,在材料的内部相应于其本身的膨胀和收缩变形产生应力,并使材料发生损伤。
当快速地反复加热和冷却时其应力就具冲击性,所产生的应力与通常情况相比更大,此时有的材料呈脆性破坏。
这种现象被称之为热冲击。
热疲劳和热冲击是有着相似之处的现象,但前者主要伴随大的塑性应变,而后者的破坏主要是脆性破坏。
不锈钢的成分和热处理条件对高温疲劳强度有影响。
特别是当碳的含量增加时高温疲劳强度明显提高,固溶热处理温度也有显著的影响。
一般来说铁素体型不锈钢具有良好的热疲劳性能。
在奥氏体不锈钢中,高硅的且在高温下具有良好的延伸性的牌号有着良好的热疲劳性能。
热膨胀系数越小、在同一热周期作用下应变量越小、变形抗力越小和断裂强度越高,寿命就越长。
可以说马氏体型不锈钢1Cr17的疲劳寿命最长,而0Cr19Ni9、0Cr23Ni13和2Cr25Ni20等奥氏体型不锈钢的疲劳寿命最短。
另外铸件较锻件更易发生由于热疲劳引起的破坏。
在室温下,107次疲劳强度是抗拉强度的1/2。
与高温下的疲劳强度相比可知,从室温到高温的温度范围内疲劳强度没有太大的差异。
四、冲击韧性材料在冲击载荷作用下,载荷变形曲线所包括的面积称为冲击韧性。
对于铸造马氏体时效不锈钢,当镍含量为5%时其冲击韧性较低。
随着镍含量的增加,钢的强度和韧性可得到改善,但当镍含量大于8%时,强度和韧性值又一次下降。
在马氏体铬镊系不锈钢中添加钼后,可提高钢的强度且可保持韧性不变。
在铁素体型不锈钢中增加钼的含量虽可提高强度,但缺口敏感性也被提高而使韧性下降。
在奥氏体型不锈钢中具有稳定奥氏体组织的铬镍系奥氏体不锈钢的韧性(室温下韧性和低温下韧性)非常优良,因而适用于在室温下和低温下的各种环境中使用。
对于有稳定奥氏体组织的铬锰系奥氏体不锈钢,添加镍可进一步改善其韧性。
双相不锈钢的冲击韧性随镍含量的增加而提高。
一般来说,在a+r两相区内其冲击韧性稳定在160—200J的范围内。
不锈钢的工艺性能(一)一、成形性能不锈钢的成形性能因钢种的不同,即结晶结构的不同而有很大的差异。
如铁素体型不锈钢和奥氏体型不锈钢的成形性能由于前者的晶体结构是体心立方,而后者的晶体结构是面心立方而有显著的差异。
铁素体不锈钢的凸缘成形性能与n值(加工硬化指数)有关,深冲加工性能与r值(塑性应变化)有关。
其中r值由不同的生产工艺下的不同的组织集合来决定。
采取一些措施来显著减少固溶碳和固溶氮,可大大改善r值并使深冲性能得到大幅度的提高。
奥氏体型不锈钢一般来说n值较大,在进行加工的过程中由于塑性诱发相变而生成马氏体,因而有较大的n值和延伸率,可进行深冲加工和凸缘成形。
有一部分奥氏体型不锈钢在深冲加工后,经一段时间会产生与冲压方向相一致的纵向裂纹,即所谓的“时效裂纹”。
为此采用高镍,低氮和低碳的奥氏体型不锈钢可避免该缺陷的发生。
奥氏体型不锈钢中所含的镍可明显降低钢的冷加工硬化倾向,其原因是可使奥氏体的稳定性增加,减少或消除了冷加工过程中的马氏体转变,降低了冷加工硬化速率,强度降低和塑性提高。
在双相不锈钢中增加镍的含量可降低马氏体转变温度,从而改善了冷加工变形性能。
在评价不锈钢钢板的成形加工性时,一般以综合成形性能来标志。
该综合成形性能是由标志断裂极限的抗断裂性(深冲性能、凸缘成形性能、边部延伸性能、弯曲性能),标志成形模具和材料的配合性的抗起皱性,标志卸载后固定形状的形状固定性等组成。
对不锈钢钢板的工艺性能进行评价主要有以下试验方法:(1)拉伸试验;(2)弯曲试验;(3)冲压成形试验;(4)扩口试验;(5)冲击试验。
对不锈钢钢管的工艺性能进行评价主要有以下几项:(1)拉伸试验(2)扩管试验(3)压扁试验(4)压溃试验(5)弯曲试验二、焊接性能在不锈钢的应用中对不锈钢结构进行焊接和切割是不可避免的。
由于不锈钢本身所具有的特性,与普碳钢相比不锈钢的焊接及切割有着其特殊性,更易在其焊接接头及热影响区(HAZ)产生各种缺陷。
焊接时要特别注意不锈钢的物理性质。
例如奥氏体型不锈钢的热膨胀系数是低碳钢和高铬系不锈钢的1.5倍;导热系数约是低碳钢的1/3,而高铬系不锈钢的导热系数约是低碳钢的1/2;比电阻是低碳钢的4倍以上,而高铬系不锈钢是低碳钢的3倍。
这些条件加上金属的密度、表面张力、磁性等条件都对焊接条件产生影响。
马氏体型不锈钢一般以13%Cr钢为代表。
它进行焊接时,由于热影响区中被加热到相变点以上不锈钢的工艺性能(二)的区域发生γ—α(M)相变,因此存在低温脆性、低温韧性恶化、伴随硬化产生的延展性下降等问题。
因而对于一般马氏体型不锈钢焊接时需进行预热,但碳、氮含量低的和使用丁系焊接材料时可不需预热。
焊接热影响区的组织通常又硬又脆。
对于这个问题,可通过进行焊后热处理使其韧性和延展性得到恢复。
另外碳、氮含量最低的牌号,在焊接状态下也有一定的韧性。
铁素体型不锈钢以18%Cr钢为代表。
在含碳量低的情况下有良好的焊接性能,焊接裂纹内敏感性也较低。
但由于被加热至900℃以上的焊接热影响区晶粒显著变粗,使得在室温下缺少延伸性和韧性,易发生低温裂纹。
也就是说,一般来讲铁素体型不锈钢有475℃脆化、700—800℃长时间加热下发生“相脆性、夹杂物和晶粒粗化引起的脆化、低温脆化、碳化物析出引起耐蚀性下降以及高合金钢中易发生的延迟裂纹等问题。
通常应在焊接时进行焊前预热和焊后热处理,并在具有良好韧性的温度范围进行焊接。
奥氏体型不锈钢以18% Cr—8%Ni钢为代表。
原则上不须进行焊前预热和焊后热处理。
一般具有良好的焊接性能。
但其中镍、钼含量高的高合金不锈钢进行焊接时易产生高温裂纹。
另外还易发生σ相脆化,在铁素体生成元素的作用下生成的铁素体引起低温脆化,以及耐蚀性下降和应力腐蚀裂纹等缺陷。
经焊接后,焊接接头的力学性能一般良好,但当在热影响区中的晶界上有铬的碳化物时会极易生成贫铬层,而贫铬层的出现将在使用过程中易产生晶间腐蚀。
为避免问题的发生,应采用低碳(C≤0.03%)的牌号或添加钛、铌的牌号。
为防止焊接金属的高温裂纹,通常认为控制奥氏体中的δ铁素体肯定是有效的。
一般提倡在室温下含5%以上的δ铁素体。
对于以耐蚀性为主要用途的钢,应选用低碳和稳定的钢种,并进行适当的焊后热处理;而以结构强度为主要用途的钢,不应进行焊接后热处理,以防止变形和由于析出碳化物和发生σ相脆化。
双相不锈钢的焊接裂纹敏感性较低。
但在热影响区内铁素体含量的增加会使晶间腐蚀敏感性提高,因此可造成耐蚀性降低及低温韧性恶化等问题。
对于沉淀硬化型不锈钢有焊接热影响区发生软化等问题。
综上所述,不锈钢的焊接性能主要表现在以下几个方面:(1)高温裂纹:在这里所说的高温裂纹是指与焊接有关的裂纹。
高温裂纹可大致分为凝固裂纹、显微裂纹、HAZ(热影响区)的裂纹和再加热裂纹等。