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上海隆繼金屬集團有限公司
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奧氏體不銹鋼(SUS304)基礎知識總結
2022-12-8 閱讀(1855)
奧氏系統(tǒng)不銹鋼基礎知識總結
奧氏系統(tǒng)不銹鋼含有18%鉻和8%鎳SUS以304為代表，即使在常溫下，奧氏體組織也不會變成鐵素體不銹鋼。奧氏系統(tǒng)不銹鋼除了耐腐蝕性外，·延展性·除了優(yōu)異的韌性外，冷加工性和焊接性也很好?；旧蠜]有磁性，但在塑性加工中有時會有磁性。根據(jù)這些特點，奧氏系統(tǒng)不銹鋼被廣泛應用于家居用品、建筑用品、汽車零部件等領域。作為產(chǎn)品的形狀板，除了厚板、棒、管、線、鑄件等方面。產(chǎn)量占不銹鋼的60%以上，是我們身邊常見的材料。
奧氏體不銹鋼，如上圖所示，具有18鉻（Cr）-8鎳（Ni）的SUS以304為代表的各種類型。
根據(jù)用途，通過改變添加劑的數(shù)量或其他添加劑來賦予特性。SUS304L將碳（C）控制在0.03%以下，可防止晶界腐蝕。SUS316追加鉬（Mo），比SUS304提高耐腐蝕性。
與碳鋼、鋁等相比，不銹鋼具有導熱性差、電阻值高的特點。
此外，馬氏體系和鐵素體系具有很強的磁性，而奧氏體系沒有磁性。然而，如果加工奧氏體系不銹鋼，加工部分將變成具有磁性的馬氏體。
上表摘錄了JISG4303:2012不銹鋼棒代表性奧氏體系不銹鋼(固溶化熱處理狀態(tài))的機械性能。
奧氏系統(tǒng)不銹鋼的拉伸強度和伸長值高于碳鋼和鐵素系統(tǒng)不銹鋼，具有加工硬化大的特點。此外，雖然拉伸強度值很高，但由于耐力（屈服點）值很低，彎曲成形和拉伸成形性很好。此外，奧氏系統(tǒng)不銹鋼的優(yōu)點是在高溫和低溫環(huán)境下保持強度。從上表也可以看出，除了奧氏系統(tǒng)不銹鋼，奧氏系統(tǒng)不銹鋼除了SUS312L除部分外，每種材料的數(shù)值差別不大。耐力約為175~2755Mpa，抗拉強度約為480~550Mpa左右。
加工硬化奧氏體不銹鋼，淬火
奧氏體不銹鋼不是通過淬火可以提高抗拉強度和硬度的材料。為了獲得強度，采用塑料加工和加工硬化現(xiàn)象，實施軋制加工和拉線加工。由于塑性加工，奧氏體轉化為馬氏體。這種相變的馬氏體被稱為馬氏體?！凹庸ふT導馬氏體"。除了降低耐腐蝕性外，加工誘導馬氏體也成為磁性的主要原因。
奧氏體不銹鋼及應力腐蝕裂紋，耐腐蝕
奧氏體不銹鋼容易產(chǎn)生應力腐蝕裂紋。應力腐蝕裂紋是指在腐蝕環(huán)境中，拉伸應力作用于金屬材料，使材料產(chǎn)生裂紋。除了不銹鋼，碳鋼和黃銅也會產(chǎn)生。奧氏系統(tǒng)不銹鋼、焊接及熱處理工藝等，約550~900℃加熱時鉻碳化物沉淀，耐腐蝕性降低。這種現(xiàn)象被稱為“敏化"，也是應力腐蝕裂紋的主要原因。作為應力腐蝕裂紋的對策，有應用SUS403等鐵素體系不銹鋼，如果使用奧氏體系，使用奧氏體系，SUS304L等待極低碳鋼等方法。此外，還可以防止熱處理，以消除殘余應力。
奧氏體不銹鋼及加工
熱處理
如果你想用奧氏體系不銹鋼獲得硬度和強度，你可以軋制和拉線。然而，由于這些加工從奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，它們具有磁性，并伴隨著應力腐蝕裂紋的風險。奧氏系統(tǒng)不銹鋼應力腐蝕開裂的對策，除了改變所用材料外，應力去除退火和固溶化熱處理是有效的。通過加熱消除應力退火，淬火至800~900℃左右消除殘余應力。固溶熱處理加熱到1000~1100℃左右兩側，突然冷熱處理不僅限于去除殘余應力，還能使鉻碳化物固溶，防止銳化，提高耐腐蝕性。然而，固溶熱處理后，材料會變軟。大多數(shù)奧氏系統(tǒng)不銹鋼不僅是應力腐蝕裂紋的對策，而且是固溶化熱處理，以免降低耐腐蝕性。
焊接
奧氏體不銹鋼比馬氏體和鐵素體更容易焊接。雖然難度和鋼差不多，但需要敏銳化、應力腐蝕裂紋等對策。作為這些對策，為了不達到敏銳的溫度范圍，有效抑制焊接過程中的熱量進入，降低母材的碳量。此外，可以通過將所用材料改為碳含量低于0.03%的極低碳鋼和鐵素系統(tǒng)的不銹鋼來預防。假設奧氏系統(tǒng)不銹鋼敏化，固溶化熱處理也有效。此外，還應注意高溫裂紋（凝固裂紋）。高溫裂紋是指磷、硫等低熔點物質作為雜質凝固，導致晶界裂紋的現(xiàn)象。為防止高溫裂紋，減少雜質，采用含有鐵素體的熔化材料，易于固溶磷和硫。此外，由于線膨脹系數(shù)高，奧氏系統(tǒng)不銹鋼容易因焊接熱而變形，這也需要注意。因此，還需要實施與變形方向相反的變形、夾具約束等對策，以抑制熱量進入。
切削加工
奧氏體系不銹鋼容易引起加工硬化，缺乏切割材料。在切割工件時，奧氏體組織會變成馬氏體，加工部分會變硬。這可能會導致嚴重的磨損和損壞。此外，不銹鋼的導熱率低于鐵，因此刀具在切割過程中容易積累熱量。因此，切割粉末對刀具的熔化或缺口也很多。綜上所述，在切割奧氏系統(tǒng)不銹鋼時，建議研究SUS303這種材料被稱為快削不銹鋼。
塑性加工
奧氏系統(tǒng)不銹鋼除了加工硬化外，與其他不銹鋼相比是一種優(yōu)良的伸長材料。因此，適用于沖壓加工的拉伸和彎曲成型。根據(jù)不同的用途，也有冷軋奧氏系統(tǒng)不銹鋼引起加工硬化，以高強度和薄板尋求輕量化。但是，在彎曲加工中，即使沖壓，材料的形狀也會恢復原狀“回彈"因此，彎曲加工時要注意。
奧氏體不銹鋼的主要用途
奧氏體不銹鋼廣泛應用于家用產(chǎn)品、建筑、汽車零部件、化工、食品、合成纖維等行業(yè)，原子能發(fā)電，LNG工廠等。在任何領域都經(jīng)常使用SUS304，但要避免加工硬化，建議使用SUS305，如需耐孔蝕性，建議使用SUS316、根據(jù)用途分別使用鋼種。奧氏系統(tǒng)不銹鋼在低溫高溫環(huán)境下也具有強度降低、易焊接、塑性加工等優(yōu)點，因此通用性優(yōu)異。由于基本上沒有磁性，所以與其他金屬分離，作為廢物回收相對簡單。在不銹鋼制造中，由于不銹鋼廢料可以廣泛使用，奧氏系統(tǒng)不銹鋼也可以說是一種回收率高的材料。
