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  • 磨削技術

    正確認識不銹鋼磨削中:不銹鋼的特性

    發布時間:2020/6/4
                   不銹鋼的特性
    不銹鋼的抗拉強度和屈服強度與一般鋼料相近,但它的伸長率δ(%),斷面收縮率ψ(%)和沖擊值αk卻比一般碳鋼和合金鋼高。特別是奧氏體型不銹鋼,其斷面收縮率一般在50%以上。另外,奧氏體型不銹鋼的伸長率也較高,一般均大于40%。因此,這類不銹鋼被認為是韌性很大的鋼材。不銹鋼存在加工硬化現象。奧氏體型不銹鋼的加工硬化現象最突出。加上硬化層的深度可達切削深度的1/3或更大;硬化層的硬度比原來的硬度提高了1.4~2.2倍。造成加工硬化的主要原因是不銹鋼的塑性大,在切削變形條件下,造成晶格歪扭與畸變,從而最終產生加工硬化;另外,在高的切削溫度和應力作用下,不穩定的奧氏體會轉變成馬氏體,強化相也會從固溶體中分解出來呈彌散分布。不銹鋼的熱導率A和彈性模量E均低,如。1Crl8Ni9Ti的熱導率λ僅為15.9lW/(m.K)(20'C)。約為45鋼的1/3,使磨削區的磨削溫度很高,容易導致磨削燒傷,甚至出現裂紋。1Crl8Ni9Ti的彈性模量E為193.14GPa,因此在磨削細長軸和薄壁零件時,被磨零件容易產生彎曲變形。
    ①馬氏體不銹鋼。能進行淬火,淬火后具有較高的硬度、強度和耐磨性及良好的抗氧化性、有的有磁性,但內應力大且脆。經低溫回火后可消除其應力。提高塑性,切削加工較困難,有切屑擦傷或黏結的明顯趨向,刀具易磨損。
    當鋼中含碳量低于0.3%時,組織不均勻,黏附性強,切削時容易產生積屑瘤,且斷屑困難,工件已加工表面質量低。含碳量達0.4%~0.5%時,切削加工性較好。
    馬氏體不銹鋼經調質處理后,可獲得優良的綜合力學性能,其切削加工性比退火狀態有很大改善。
    ②鐵素體不銹鋼。加熱冷卻時組織穩定,不發生相變,故熱處理不能使其強化,只能靠變形強化,性能較脆,切削加工性一般較好。切屑呈帶狀,切屑容易擦傷或黏結于切削刃上,從而增大切削力,切削溫度升高,向時可能使工件表面產生撕裂現象。
    ③奧氏體不銹鋼。由于含有較多的鎳(或錳),加熱時組織不變,故淬火不能使其強化,可略改善其加工性。通過冷加工硬化可大幅度提高強度,如果再經時效處理,抗拉強度可達2550~2740MPa。
    奧氏體不銹鋼切削時的帶狀切屑連綿不斷,斷屑周難,極易產生加工硬化,硬化層給下一次切削帶來很大難度,使刀具急劇磨損,刀具耐用度大幅度下降。
    奧氏體不銹鋼具有優良的力學性能,良好的耐蝕能力,較突出的是冷變形能力,無磁性。
    ④奧氏體+鐵素體不銹鋼。有硬度極高的金屬間化合物析出,強度比奧氏體不銹鋼高,其切削加工性更差。
    ⑤沉淀硬化不銹鋼。含有能起沉淀硬化的鉈、鋁、鉬、鈦等合金元素,它們在回火時時效析出,產生沉淀硬化,使鋼具有很高的強度和硬度。由于含碳量低保證了足夠的含鉻量,因此具有良好的耐腐蝕性能。
    部分常用不銹鋼的物理、力學性能及用途見表1。

    組織

    牌號

    力學性能

    用 途

    Бb/MPa

    δ/%

    ψ/%

    硬度HB

    馬氏體不銹鋼

    1Cr12

    588

    25

    55

    170

    作為汽輪機葉片及高應力部件,良好的耐熱不銹鋼

    1lC13

    540

    25

    55

    159

    具有良好的耐蝕性、可加工性,用于一般用途及量具

    1Cr13Mo

    686

    20

    60

    192

    用予汽輪r楓葉片及高溫部件,耐蝕性及強度高于1Crl3

    Y1Cr13

    540

    25

    55

    159

    自動車床用,是不銹鋼中最好切削的鋼種

    2C13

    638

    20

    50

    192

    做汽輪機葉片,淬火狀態下硬度高、耐腐蝕性良好

    3C13

    735

    12

    40

    217

    做工具、噴嘴、閥座等,淬火后硬度高于2Crl3

    Y3C13

    735

    12

    40

    217

    為改善3Crl3切削性能的鋼種

    1Cr17Ni2

    1079

    10

    -

    -

    用于要求較高強度的耐硝酸及有機酸的零件、容器和設備。

    鐵素

    體不

    銹鋼

    0Cr13A1

    412

    20

    60

    183

    傲汽輪機材料、淬火用部件、復合鋼材等,從高溫下冷卻不產生顯著硬化

    00Cr12

    363

    22

    60

    183

    做汽車排氣處理裝置、鍋爐燃燒室、噴嘴等,加工性及耐高溫氧化性能好

    1Cr17

    451

    22

    50

    183

    建筑內裝飾、重油燃燒器部件、家庭用具、家用電器部件,耐蝕性良好

    Y1Cr17

    451

    22

    50

    183

    自動車床用螺母螺栓等,切削加工性優于ICrl7

    1cr17Mo

    45l

    22

    60

    183

    做汽車外裝材料使用,抗鹽腐蝕性比1Crl7

    00Cr30Mo2

    451

    20

    45

    228

    做與醋酸、乳酸等有機酸有關的設備、苛性堿設備,耐鹵離子、應力腐蝕,耐點蝕

    00Cr27Mo

    412

    20

    45

    219

    用途及性能與00Cr30M02相似

    奧氏

    體不

    銹鋼

    1Cr17Mn6Ni5N

    520

    40

    45

    241

    代替1Crl7Ni7的節Ni鋼種,冷加工后具有磁性,用于鐵道車輛

    1Cr18Mn8Ni5N

    520

    40

    45

    207

    代替1Cr18Ni9的節Ni鋼種

    1Cr17Ni7

    520

    40

    60

    187

    用于鐵道車輛、傳送帶及螺栓螺母,經冷加工有高的強度

    1Cr18Ni9

    520

    40

    60

    187

    建筑用裝飾部件,經冷加工有高的強度

    Y1C18Ni9

    520

    40

    50

    187

    自動車床用螺栓螺母等,切削性能及耐燒蝕性好

    0Cr19Ni9

    520

    40

    60

    187

    作為耐熱不銹鋼使用最廣泛,用于食品工業、一般化工設備、原子能設備

    0Cr18Ni16Mo5

    481

    40

    45

    187

    制作吸取含氯離子溶液的熱交換器,乙酸、磷酸設備,漂白裝置等

    0Cr18Ni12Mo1Ti

    520

    40

    55

    187

    徽抗硫酸、磷酸、蟻酸、乙酸的設備,有良好的耐晶間腐蝕性

    00Cr19Ni11

    481

    40

    60

    187

    用于焊接后不進行熱處理的部件,耐晶間腐蝕性好

    1Cf18Ni9Ti

    520

    40

    60

    207

    做焊芯、抗磁儀表、醫療器械、耐酸容器及設備襯里、輸送管道等設備和零件

    0Cr18Ni13Si4

    520

    40

    60

    207

    添加si提高耐應力復試斷裂性,用于含氯離子環境

    奧氏體鐵素體不銹鋼

    0Cr26Ni5Mo2

    589

    18

    40

    277

    耐海水腐蝕用,抗氧化性、耐點蝕性好,具有高的強度

    1Cr18Ni11Si4A1Ti

    716

    25

    40

    -

    高溫濃硝酸介質的零件和設備

    0Crl 7Mn13Mo2N

    736

    30

    55

    -

    做抗尿素腐蝕的設備

    00Cr18Ni5Mo3Si2

    589

    20

    40

    -

    適于氯離子的環境,用于煉油、化肥、造紙、石油化工等工照熱交換器和冷凝器等,耐應力腐蝕破裂牲

    1Cr21Ni5Ti

    589

    30

    55

    -

    做化工、視頻工業耐酸腐蝕的容器和設備等

    抗淀硬化鋼不銹

    0Cr17Ni4en4Nb

    1315

    10

    40

    375

    添加的沉淀硬化鋼種,做軸類、汽輪機部

    OC17Ni7A1

    1138

    5

    25

    363

    添加的沉淀硬化鋼種,彈簧、墊計量部件等

    0C15Ni7Mo2Al

    1324

    6

    20

    388

    用于有一定耐腐蝕要求的高強度容器、零件及結構件

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