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不銹鋼管力學(xué)性能

如斷裂強(qiáng)度，塑性，韌性等性能: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2017-08-28

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一、不銹鋼簡(jiǎn)介所有金屬都和大氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進(jìn)行氧化，使銹蝕不斷擴(kuò)大，最終形成孔洞?？梢岳糜推峄蚰脱趸慕饘伲ɡ纾\，鎳和鉻）進(jìn)行電鍍來(lái)保證碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護(hù)僅是一種薄膜。如果保護(hù)層被破壞，下面的鋼便開(kāi)始銹蝕耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼。又稱不銹耐酸鋼。實(shí)際應(yīng)用中，常將耐弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學(xué)成分上的差異，前者不一定耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。鉻是使不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素，當(dāng)鋼中含鉻量達(dá)到1.2％左右時(shí)，鉻與腐蝕介質(zhì)中的氧作用，在鋼表面形成一層很薄的氧化膜（自鈍化膜），可阻止鋼的基體進(jìn)一步腐蝕。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(duì)不銹鋼組織和性能的要求。不銹鋼通常按基體組織分為： 1、鐵素體不銹鋼。含鉻12％～30％。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高，耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于其他種類不銹鋼。 2、奧氏體不銹鋼。含鉻大于18％，還含有 8％左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好，可耐多種介質(zhì)腐蝕。 3、奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼。兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，并具有超塑性。 4、馬氏體不銹鋼。強(qiáng)度高，但塑性和可焊性較差。二、不銹鋼牌號(hào)分組沉淀硬化型不銹鋼。具有有很好的成形性能和良好的焊接性，可作為超高強(qiáng)度的材料在核工業(yè)、航空和航天工業(yè)中應(yīng)用。按成分可分為Cr系（SUS400）、Cr－Ni系（SUS300）、Cr－Mn－Ni（SUS200）及析出硬化系（SUS600）。 200 系列—鉻-鎳-錳奧氏體不銹鋼 300 系列—鉻-鎳奧氏體不銹鋼 301—延展性好，用于成型產(chǎn)品。也可通過(guò)機(jī) 速硬化。焊接性好?？鼓バ院推趶?qiáng)度優(yōu)于304不銹鋼。 302—耐腐蝕性同304，由于含碳相對(duì)要高因而強(qiáng)度更好。 303—通過(guò)添加少量的硫、磷使其較削加工。 304— 即18/8不銹鋼。GB牌號(hào)為0Cr18Ni9。 309—較之304有更好的耐溫性。 316—繼304之后，第二個(gè)得到最廣泛應(yīng)用的鋼種，主要用于食品工業(yè)和外科手術(shù)器材，添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結(jié)構(gòu)。由于較之304其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作“船用鋼”來(lái)使用。SS316則通常用于核燃料回收裝置。18/10級(jí)不銹鋼通常也符合這個(gè)應(yīng)用級(jí)別。[1] 型號(hào) 321—除了因?yàn)樘砑恿蒜佋亟档土瞬牧虾缚p銹蝕的風(fēng)險(xiǎn)之外其他性能類似304。 400 系列—鐵素體和馬氏體不銹鋼 408—耐熱性好，弱抗腐蝕性，11%的Cr，8%的Ni。 409—最廉價(jià)的型號(hào)（英美），通常用作汽車排氣管，屬鐵素體不銹鋼（鉻鋼）。 410—馬氏體（高強(qiáng)度鉻鋼），耐磨性好，抗腐蝕性較差。 416—添加了硫改善了材料的加工性能。 420—“刃具級(jí)”馬氏體鋼，類似布氏高鉻鋼這種最早的不銹鋼。也用于外科手術(shù)刀具，可以做的非常光亮。 430—鐵素體不銹鋼，裝飾用，例如用于汽車飾品。良好的成型性，但耐溫性和抗腐蝕性要差。 440—高強(qiáng)度刃具鋼，含碳稍高，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗罂梢垣@得較高屈服強(qiáng)度，硬度可以達(dá)到58HRC，屬于最硬的不銹鋼之列。最常見(jiàn)的應(yīng)用例子就是“剃須刀片”。常用型號(hào)有三種：440A、440B、440C，另外還有440F（易加工型）。 500 系列—耐熱鉻合金鋼。 600 系列—馬氏體沉淀硬化不銹鋼。 630—最常用的沉淀硬化不銹鋼型號(hào)，通常也叫17-4；17%Cr，4%Ni。 [編輯本段]五、不銹鋼為什么耐腐蝕？所有金屬都和大氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進(jìn)行氧化，使銹蝕不斷擴(kuò)大，最終形成孔洞?？梢岳糜推峄蚰脱趸慕饘伲ɡ?，鋅，鎳和鉻）進(jìn)行電鍍來(lái)保證碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護(hù)僅是一種薄膜。如果保護(hù)層被破壞，下面的鋼便開(kāi)始銹蝕。不銹鋼的耐腐蝕性取決于鉻，但是因?yàn)殂t是鋼的組成部分之一，所以保護(hù)方法不盡相同。在鉻的添加量達(dá)到10．5％時(shí)，鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加，但鉻含量更高時(shí)，盡管仍可提高耐腐蝕性，但不明顯。原因是用鉻對(duì)鋼進(jìn)行合金化處理時(shí)，把表面氧化物的類型改變成了類似于純鉻金屬上形成的表面氧化物。這種緊密粘附的富鉻氧化物保護(hù)表面，防止進(jìn)一步地氧化。這種氧化層極薄，透過(guò)它可以看到鋼表面的自然光澤，使不銹鋼具有獨(dú)特的表面。而且，如果損壞了表層，所暴露出的鋼表面會(huì)和大氣反應(yīng)進(jìn)行自我修理，重新形成這種氧化物""鈍化膜""，繼續(xù)起保護(hù)作用。因此，所有的不銹鋼元素都具有一種共同的特性，即鉻含量均在10．5％以上。 [編輯本段]六、不銹鋼的類型 ""不銹鋼""一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼，而是表示一百多種工業(yè)不銹鋼，所開(kāi)發(fā)的每種不銹鋼都在其特定的應(yīng)用領(lǐng)域具有良好的性能。成功的關(guān)鍵首先是要弄清用途，然后再確定正確的鋼種。有關(guān)不銹鋼的進(jìn)一步詳細(xì)情況可參見(jiàn)由NiDI編制的""不銹鋼指南""軟盤(pán)。幸而和建筑構(gòu)造應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的鋼種通常只有六種。它們都含有17～22％的鉻，較好的鋼種還含有鎳。添加鉬可進(jìn)一步改善大氣腐蝕性，特別是耐含氯化物大氣的腐蝕。 [編輯本段]七、不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)--耐大氣腐蝕經(jīng)驗(yàn)表明，大氣的腐蝕程度因地域而異。為便于說(shuō)明，建議把地域分成四類，即：鄉(xiāng)村，城市，工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū)。鄉(xiāng)村是基本上無(wú)污染的區(qū)域。該區(qū)人口密度低，只有無(wú)污染的工業(yè)。城市為典型的居住、商業(yè)和輕工業(yè)區(qū)，該區(qū)內(nèi)有輕度污染，例如交通污染。工業(yè)區(qū)為重工業(yè)造成大氣污染的區(qū)域。污染可能是由于燃油所形成的氣體，例如硫和氮的氧化物，或者是化工廠或加工廠釋放的其它氣體?？諝庵袘矣蔚念w粒，像鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的灰塵或氧化鐵的沉積也會(huì)使腐蝕增加。沿海地區(qū)通常指的是距海邊一英里以內(nèi)的區(qū)域。但是，海洋大氣可以向內(nèi)陸縱深蔓延，在海島上更是如此，盛行風(fēng)來(lái)自海洋，而且氣候惡劣。例如，英國(guó)氣候條件就是如此，所以整個(gè)國(guó)家都屬于沿海區(qū)域。如果風(fēng)中夾雜著海洋霧氣，特別是由于蒸發(fā)造成鹽沉積集聚，再加上雨水少，不經(jīng)常被雨水沖刷，沿海區(qū)域的條件就更加不利。如果還有工業(yè)污染的話，腐蝕性就更大。美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、意大利、瑞典和澳大利亞所進(jìn)行的研究工作已經(jīng)確定了這些區(qū)域?qū)Ω鞣N不銹鋼耐大氣腐蝕的影響。有關(guān)內(nèi)容在NiIDI出版的《建筑師便覽》中作了簡(jiǎn)單介紹，該書(shū)中的表可以幫助設(shè)計(jì)人員為各種區(qū)域選擇成本效益最好的不銹鋼。在進(jìn)行選擇時(shí)，重要的是確定是否還有當(dāng)?shù)氐囊蛩赜绊懯褂矛F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。例如，不銹鋼用在工廠煙囪的下方，用在空調(diào)排氣擋板附近或廢鋼場(chǎng)附近，會(huì)存在非一般的條件。: 回答者：網(wǎng)友

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