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不鏽鋼介紹

2012 年 09 月 13 日 by Willy Chen

不鏽鋼(Inox)不像普通鋼那樣容易腐蝕生鏽。鉻是使不銹鋼獲得耐蝕性 的基本元素,鋼中加入鉻、鎳使其表面會產生防鏽的氧化膜,從而保護鋼材本身受到外界環境中的空氣(尤指氧氣 )、水、某些酸、鹼的氧化腐蝕,為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有 12%以上的鉻,除鉻外,常用的合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等,以滿足各種用途對不銹鋼組織 和性能的要求。

不銹鋼按組織狀態分類 :

  鐵素體不銹鋼 奧氏體不銹鋼 奧氏體 – 鐵素體
雙相不銹鋼
馬氏體不銹鋼
主要成分 含鉻12%~30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高, 含鉻大於18%,還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。 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。 鉻含量不低於12%(一般在12%~18%),碳含量較高
特性 耐氯化物應力腐蝕性能優於其他種類不銹鋼。屬於這一類的有鐵素體不銹鋼因為含鉻量 高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機械性能與工藝性能較差,多用於受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使 用。 綜合性能好,可耐多種介質腐蝕。0Cr19Ni9鋼的wC<0.08%,鋼號中標記為“0”。這類 鋼中含有大量的Ni和Cr,使鋼在室溫下呈奧氏體狀態。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能。 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℃脆性以及導熱係數高,具有超塑性等特點 。 強度高,但塑性和可焊性較差。 因含碳較高,故具有較高的強度、硬度和耐磨性,但耐 蝕性稍差,用於力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上,如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼 是在淬火、回火處理後使用的。
常用鋼號 Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25、Cr25Mo3Ti、Cr28等。 1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。 14Cr18Ni11Si4AlTi、022Cr19Ni5Mo3Si2N、12Cr21Ni5Ti等 1Cr13、3Cr13等

不銹鋼一般特性:

  • 表面美觀以及使用可能性多樣化
  • 耐腐蝕性能好,比普通鋼長久耐用
  • 耐腐蝕性好
  • 強度高,因而薄板使用的可能性大
  • 耐高溫氧化及強度高,因此能夠抗火災
  • 常溫加工,即容易塑性加工
  • 因為不必表面處理,所以簡便、維護簡單
  • 清潔,光潔度高
  • 焊接性能好

不銹鋼切削加工特性

  1. 加工硬化嚴重:在不銹鋼中,以奧氏體和奧氏體+鐵素體不銹鋼的加工硬 化現象最為突出。不銹鋼的塑性大,塑性變形時品格歪扭,強化係數很大且奧氏體不夠穩定,在切削應力的作用下 ,部分奧氏體會轉變為馬氏體;再加上化合物雜質在切削熱的作用下,易於分解呈彌散分佈,使切削加工時產生硬 化層。前一次進給或前一道工序所產生的加工硬化現象嚴重影響後續工序的順利進行。
  2. 切削力大:不銹鋼在切削過程中塑性變形大,尤其是奧氏體不銹鋼(其伸 長率超過45號鋼的1.5倍以上),使切削力增加。同時,不銹鋼的加工硬化嚴重,熱強度高,進一步增大了切削抗力 ,切屑的捲曲折斷也比較困難。
  3. 切削溫度高:切削時塑性變形及與銑刀間的摩擦都很大,產生的切削熱多;加上不銹鋼的 導熱係數約為45號鋼的½~¼,大量切削熱都集中在切削區和刀—屑接觸的介面上,散熱條件差。
  4. 切屑不易折斷、易粘結:不銹鋼的塑性、韌性都很大,車加工時切屑連綿不斷,不僅影響操 作的順利進行,切屑還會擠傷已加工表面。在高溫、高壓下,不銹鋼與其他金屬的親和性強,易產生粘附現象,並 形成積屑瘤,既加劇刀具磨損,又會出現撕扯現象而使已加 工表面惡化。含碳量較低的馬氏體不銹鋼的這一特點更為明顯。
  5. 刀具易磨損切削不銹鋼過程中的親和作用,使刀 —屑間產生粘結、擴散,從而使刀具產生粘結磨損、擴散磨損,致使刀具前刀面產生月牙窪,切削刃還會形成 微小的剝落和缺口;加上不銹鋼中的碳化物(如TiC)微粒硬度很高,切削時直接與刀具接觸、摩擦,擦傷刀具,還有 加工硬化現象,均會使刀具磨損加劇。
  6. 線膨脹係數大:不銹鋼的線膨脹係數約為碳素鋼的1.5倍,在切削溫度作 用下,工件容易產生熱變形,尺寸精度較難控制。
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