不銹鋼手冊-資料下載頁

【導讀】保持這一鈍化膜的使用環境條件，隨之有明顯的不同。與其它金屬材料相比較，具有在大多數的腐蝕環境下易鈍化的特征。性材料主要是鐵素體系和奧氏體系。馬氏體系不銹鋼含12%Cr，作為。實用鋼，隨著Cr量的增加就越容易鈍化。鐵素體系不銹鋼在氯化物環。本系鋼種的缺點與奧氏體系不銹鋼相比，表面耐腐蝕性。差，易產生常溫切口脆性、475℃脆性、?一轉變為脆化狀態所有的耐蝕性就下降。特別在出現由于受焊接等的熱影響問題時，在氧化性環境下，境下，即希望使用SUS316L、317L、316J1L等鋼種。前者是為了節省Ni，而將一部分或全部的Ni. Ni含量少，在硫酸濃度10%以上的情況，就比SUS316差。良好的耐蝕性，但在還原性酸的情況下，易被腐蝕。于還原性酸，也可以通過添加Mo或Cu，從而使鈍化膜明顯地被加強，引起的熱應力等是易引起這種應力腐蝕開裂的根本原因。溫度上升會促進應力。容易開裂，但加工程度超過10%時，反而也有難開裂的情況。表示溫度和加工程度的影響。

　　

【正文】 性變形而且硬化，其狀態如照片 2 和圖 8。 將板厚 的 S US 304 退火材用單體型沖孔試驗機以板厚 10%的間障沖孔，落料斷面的層次構成如下所示。 這種情況，沖孔附近的材料的變形能比 沒有其它變形參加的部分要明顯低落。 照片 3 為以切削和沖孔方式進行孔加工時擴孔界限的對照圖。 另外，在沖孔方面如有毛刺殘留，其將會是開裂的起點，導致在內緣翻邊加工時形起開裂。為此在沖孔時，保持適當的間隙量是作業的要點。沖孔間隙對其加工后的影響如圖 9。 大約在 15%的間隙時得到擴孔界限最高值。還有毛刺的方向朝向模具各一側的話，擴孔界限就低，因此也必須留著這一要點。 沖孔速度的影響如圖 10 所示，如能達到 50mm/ mm 以上就沒有問題了。 33 彎曲性 鐵素體系不銹鋼的彎曲加工 性根據夾雜物等的方向性在軋制方向的粘合彎曲時屢屢出現問題。由此，在切板時，要多考慮，不參加這一方向嚴緊的彎曲加工。 奧氏體系不銹鋼如果是退過火的材料是沒有問題的，但像構造材料、彈簧材料在軋硬狀態下使用時，彎曲加工性就顯得更為重要。 27 圖 11 為在冷加工狀態下的軸承彎曲以及 90176。 V 彎曲加工的結果。 冷加工程度越高其彎曲性就越差，尤其在軋制方面的彎曲性顯示變差，這一點需要引起注意。 下面是在彎曲加工中出現問題的彈性變形回復。即，加工后處于卸載狀態，由于原材料的彈性出現稍稍返回的現象。 奧氏體系不銹鋼由于其加工硬化性大，在稍微的加工下材料的彈性界限上升，在周邊沒有固定的彎曲加工時易發生回彈或彈離的現象。 這種情況至于 90176。 V 槽彎曲加工中，其彎曲載荷與角度曲線如圖12 所示。 根據這一結果，可以說不銹鋼對模具槽寬度的依賴性很大，而且相對于載荷的變化也是比較大的。此實驗值是沖頭頭部銳利的情況下的值，沖頭頭部半徑增大隨之回彈就增大，彈離就慢慢消失，這已不用再說了。 而且，在 90176。 V 槽彎曲加工時適當的模具槽寬度選擇板厚的 6 ~8倍以上最為妥當。 34 切削性 不銹鋼的切 削性比普碳鋼，切削面以及剪斷成的剪斷應力大；應力集中于刀鋒部的同時，切削熱量也集中于刀鋒部，在刀鋒處引起塑性變形，引起工具損傷等處于這些理由也可以說是很差。 不銹鋼中的馬氏體系，鐵素體系，奧氏體系的切屑壓縮比如圖 13。 圖 14 為 2 次切削 S US304 以及普碳鋼時的剪斷面以及切削面的剪斷應力和切削速度的關系圖。 S US 304 是普碳鋼剪斷面值的約 倍，切削面值的約 倍。這點會明顯地促進工具切削面的磨耗，刀刃的破口，也增長了刀刃的損傷以及背面的磨損。另外，看如何表現于切削阻抗上就能一清二楚 。 圖 15 是選擇 S US 4 420J 304 三種鋼種，用材質為鈦鎢硬質合金 S Ti10（相當于 P 10）的工具求得的切削速度在 8~ 250m/min 之間的切削阻抗。 各種材料在低切削速度下有著高切削阻抗，隨著切削速度的增加呈指數函數減少且顯幾乎相同值的收斂傾向。不銹鋼被視為普碳鋼那樣，在形成刀鋒的低速范圍里，切削阻抗也不減少。 圖 16 是用 S ti30 切削各種不銹鋼時的工具壽命與普碳鋼的比較圖。 從這個結果來看，不銹鋼具有同普碳鋼幾乎相同的壽命特性，但這是由于把實驗中出現的凹痕置于度外，將 正常產生的背面磨損寬度以及刀具月牙洼深度做為基準，與普碳鋼作比較的原因，而實際上比普碳 28 鋼要來得差。 對于這樣切削性差的不銹鋼，有必要講述下列的對策。 （ 1）提高工作機器的剛性防止機械振動。 （ 2）減少工具安裝部位的間隙，而且使用桿斷面粗的工具（ 25口 以上），極力防止從工具的松馳發生的振動。 （ 3）盡可能地增大磨削角度減少切削阻抗的同時讓向刀鋒部的集中應力分散。 （ 4）選擇不易引起刀頭塑性變形的超硬材料種類的車刀。 （ 5）在切削進程中充分注意切削面、切削聲音等， 以便在引起崩刃的時候能及時地更換工具刀頭，必須付出努力以確保一直期盼的效果。 耐熱性 不銹鋼主要由于含有大量的 Cr，而具有優越的耐熱性，從而在各種高溫環境下被使用。在此不銹鋼耐熱特性中主要講述在高溫下的耐氧化性以及高溫強度。 41 不銹鋼的耐氧化性 普通認為，不銹鋼在高溫下的抗氧化力將近達到普碳鋼的 100 倍。圖 1 顯示了幾種代表性不銹鋼在各種溫度下保持 100 小時后的氧化增量。 13%Cr 鋼（ S US410）和 17%C r 鋼（ S US 430）在 800℃以上的溫度激烈地氧化變得十分明顯。 S US304 和 S US 316 在 950℃以上的溫度下開始激烈氧化。特別是 S US316 在 1100℃下錳的氧化物（ Mo03）蒸發，使表面氧化皮的粘合性下降，因而氧化急速進行。在 1000℃的溫度下這種現象幾乎是看不到的。因此，應避免 S US316 在 1000℃以上的溫度下使用。 S US 310S 即使在 1100℃的溫度下仍具有非常優越的耐氧化性。 圖 2 是這些不銹鋼在高溫下連續使用時的界限溫度。希望超過這一溫度后，請勿使用。斷斷續續地進行使用時， S US 4 S US430 等馬氏體系以及鐵素體系不銹鋼比連續使用時即使將使用界限溫度提高 50~ 80℃也沒問題，而奧氏體系不銹鋼反而需降低界限溫度 50~100℃。 顯示于圖 1 和圖 2 中的數據都是關于在空氣中氧化的數據，而在石油等的燃燒氛圍中，和空氣僅有氧電勢的差別，一般認為可以使用在空氣中氧化的有關數據。 此外，作為高溫下的氣體腐蝕有含 S 氣體的腐蝕，還原性氛圍下的滲碳等等。針對于含 S 氣體的腐蝕， Al 是最有效的，其次為 Cr 和Si。圖 3 圖 4 表示各種不銹鋼通過高溫的 SO 2 和 H2S 的腐蝕狀況。從這些圖可以看出：對于含 S 成份的氣體在高溫下的腐蝕， Cr含量越高， 29 抗腐蝕性也就越強。另外，含 Al 的材料其抗蝕 性更高一層。但是，含Ni量高的材料在含 S 還原性氛圍氣里，生產低融點的 Ni硫化物，非常脆，這一點要求注意。 不銹鋼在高溫的還原性氛圍下非常容易滲碳。圖 5 為各鋼種的滲碳試驗結果。從圖上可以看出；耐氧化性優越的材料（ S US 310S、 309S、AIS I31 302B、 S UH446 等含 Cr 量高的材料，含 Si 量高的材料）其耐滲碳性也相當優越，圖 6 表示含 Si 量對耐滲碳性的效果，結果是含Si 量越高，相對于滲碳的抵抗性就越好。 上述是不銹鋼在高溫下的耐氧化性，耐硫化性，耐滲碳性的概略。不銹鋼在此外還在高溫下 各種各樣的環境下被使用，而最重要的便是選擇合適于被使用的環境，條件的材料。 42 不銹鋼的高溫強度 如前所述不銹鋼是有著優越的耐氧化性的材料，同時他還具備著優越的高溫強度，因此被應用于各種用途。不銹鋼使用于高溫用途時，需要考慮熱膨脹系數、熱傳導率等。在這些熱膨脹系數、熱傳導率以及價格方面，鐵素體系不銹鋼比奧氏體系不銹鋼不利，但在高溫強度方面鐵素體系不銹鋼比奧氏體系不銹鋼差。 圖 7 為代表性不銹鋼的短時間高溫拉伸強度。奧氏體系不銹鋼（ S US30 310S、 316）具有比馬氏體系不銹鋼以及鐵素體 系不銹鋼格外優越的拉伸強度。在 600℃以下的溫度，馬氏體系不銹鋼（ S US410）的拉伸強度比鐵素體系不銹鋼（ S US 430）優越。但是，在 700℃以上的溫度時兩者幾乎沒有差距。 在圖 圖 9 和圖 10 中分別表示 1000 小時徐變破斷強度 10000小時徐變破斷強度和 1%/10000 小時的徐變強度。馬氏體系不銹鋼以及鐵素體系不銹鋼與奧氏體系不銹鋼相差很大，也是奧氏體系不銹鋼的徐變強度最佳。可是，在 600℃以下的溫度下，馬氏體系和鐵素體系不銹鋼具有相當高的徐變破斷強度，其中馬氏體系不銹鋼（ S US 410）比起鐵素 體系不銹鋼具有優越的徐變破斷強度。因此，這一系的材料至古開始一直被使用于蒸汽渦輪葉片等用途。而現在通過在這一系的材料中添加各種合金元素，更加改良了徐變特性的材料被使用于各種渦輪葉片用材等。 馬氏體系以及鐵素體系不銹鋼在高溫下的使用過程中，由于結晶粒度粗大化， ?相析出等原因容易脆化，而且徐變強度非常低。因而，將這些鋼使用于需要高溫強度的機械部件是很危險的，應在中溫以下（ 60℃以下）使用。 在奧氏體系不銹鋼中， S US304 具有特別優越的徐變特性，具有 30 幾乎相關于 S US 310S 的強度。 S US 316 顯 示非常優越的徐變特性。這是因為此鋼中含有 Mo，在強化奧氏體的同時生成碳化物，提高了徐變強度。 此外，在奧氏體系不銹鋼中具有高徐度的材料 S US 34 321 等。這些是因為含 Nb 或 Ti 生成碳化物、氮化物，增強了徐變強度。但是奧氏體系不銹鋼的所有鋼種在 800℃以上的溫度下，徐變強度的差距幾乎變為零。 另外，奧氏體系不銹鋼根據熱處理，結晶粒度的差別其高溫強度是很不一樣的。尤其是結晶粒度的影響很大，即使是同一材料結晶粒大的，徐變強度高。 一般而言，奧氏體系不銹鋼不會發生 475176。脆性，介由于 Cr碳化物以 及 ?相的析出有脆化。特別是對于 ?相的析出，奧氏體系不銹鋼其生成速度要比鐵素體系不銹鋼明顯遲緩，但存在一部分如焊縫這樣的鐵素體時，鐵素體系不銹鋼倒不如 ?相的生志速度快，因此請注意。