不鏽鋼物理性能與溫度的相關(guān)性
不鏽鋼物理性能與溫度的相關(guān)性，不鏽鋼機(jī)械性能
深衝壓用冷軋鋼帶是用於深衝複雜拉延零件的低碳上等碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋鋼帶。
交貨狀態(tài)：
需經(jīng)熱處理和平整後交貨。
鋼帶供應(yīng)狀態(tài)的表麵應(yīng)為粗糙的或光亮的。
使用情況：在汽車(chē)、拖拉機(jī)等工業(yè)應(yīng)用廣泛。
附1：不鏽鋼的物理性能
一、一般物理性能
和其他材料一樣，物理性能主要包括以下3個(gè)方麵：熔點(diǎn)、比熱容、導(dǎo)熱係數(shù)和
線膨脹係數(shù)等熱力學(xué)性能，電阻率、電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率等電磁學(xué)性能，以及楊氏彈性
模量、剛性係數(shù)等力學(xué)性能。這些性能一般都被認(rèn)為是不鏽鋼材料的固有特性，但
是也會(huì)受到諸如溫度、加工程度和磁場(chǎng)強(qiáng)度等的影響。通常情況下不鏽鋼與純鐵相
比導(dǎo)熱係數(shù)低、電阻大，而線膨脹係數(shù)和導(dǎo)磁率等性能則依不鏽鋼本身的結(jié)晶結(jié)構(gòu)
而異。
表4—1~表4—5中列出馬氏體型不鏽鋼、鐵素體型不鏽鋼、奧氏體型不鏽鋼、
沉澱硬化型不鏽鋼和雙相不鏽鋼主要牌號(hào)的物理性能。如密度、熔點(diǎn)、比熱容、導(dǎo)
熱係數(shù)、線膨脹係數(shù)、電阻率、磁導(dǎo)率和縱向彈性係數(shù)等參數(shù)。
二、物理性能與溫度的相關(guān)性
(1)比熱容
隨著溫度的變化比熱容會(huì)發(fā)生變化，但在溫度變化的過(guò)程中金屬組織中一旦發(fā)
生相變或沉澱，那麼比熱容將發(fā)生顯著的變化。
(2)導(dǎo)熱係數(shù)
在600℃以下，各種不鏽鋼的導(dǎo)熱係數(shù)基本在10~30W/(m·℃)範(fàn)圍內(nèi)，隨著
溫度的提高導(dǎo)熱係數(shù)有增加趨勢(shì)。在100℃時(shí)，不鏽鋼導(dǎo)熱係數(shù)由大至小的順序?yàn)?/span>
1Cr17、00Cr12、2 Cr 25N、0 Cr 18Ni11Ti、0 Cr 18 Ni 9、0 Cr17Ni12Mο2、
2 Cr 25Ni20。500℃時(shí)導(dǎo)熱係數(shù)由大至小的順序?yàn)?/span>1 Cr 13、1 Cr 17、2 Cr
25N、0 Cr 17Ni12Mο2、0 Cr 18Ni9Ti和2 Cr 25Ni20。奧氏體型不鏽鋼的導(dǎo)
熱係數(shù)較其他不鏽鋼略低，與普通碳素鋼相比，100℃時(shí)奧氏體型不鏽鋼的導(dǎo)熱係
數(shù)約為其1/4。
(3)線膨脹係數(shù)
在100-900℃ 範(fàn)圍內(nèi)，各類(lèi)不鏽鋼主要牌號(hào)的線膨脹係數(shù)基本在106~130*10
ˉ6℃ˉ1，且隨著溫度的升高呈增加的趨勢(shì)。對(duì)於沉澱硬化型不鏽鋼，線膨脹係數(shù)
的大小時(shí)效處理溫度來(lái)決定。
(4)電阻率
在0~900℃，各類(lèi)不鏽鋼主要牌號(hào)的比電阻的大小基本在70*10ˉ6~130*10ˉ
6Ω·m，且隨著溫度的增加有增加的趨勢(shì)。當(dāng)作為發(fā)熱材料時(shí)，應(yīng)選用電阻率低的材料。
(5)磁導(dǎo)率
奧氏體型不鏽鋼的磁導(dǎo)率極小，因此也被稱(chēng)為非磁性材料。具有穩(wěn)定奧氏體型
組織的鋼，如0 Cr 20 Ni 10、0 Cr 25 Ni 20等，即使對(duì)其進(jìn)行大於80%的大變形
量加工也不會(huì)帶磁性。
不鏽鋼的物理性能(二)
碳、高氮、高錳奧氏體型不鏽鋼，如1Cr17Mn6NiSN、1Cr18Mn8Ni5N係列以及
高錳奧氏體型不鏽鋼等，在大壓下量加工條件下會(huì)發(fā)生ε相相變，因此保持非磁性。
在居裡點(diǎn)以上的高溫下，即使是強(qiáng)磁材料也會(huì)喪失磁性。但有些奧氏體型不鏽鋼如
1Cr17Ni7、0Cr18Ni9，因?yàn)槠浣M織為亞穩(wěn)定奧氏體組織，因而在進(jìn)行大壓下量冷加
工或進(jìn)行低溫加工時(shí)會(huì)發(fā)生馬氏體相變，本身將具有磁性且磁導(dǎo)率也會(huì)提高。
(6)彈性模量
室溫下鐵素體型不鏽鋼的縱向彈性模量為200kN/mm2，奧氏體型不鏽鋼的縱向
彈性模量為193 kN/mm2，略低於碳素結(jié)構(gòu)鋼。隨著溫度的升高縱向彈性模量減小，
泊鬆比增加，橫向彈性模量(剛性)則顯著下降。縱向彈性模量將對(duì)加工硬化和組
織集合產(chǎn)生影響。
(7)密度
含鉻量高的鐵素體型不鏽鋼密度小，含鎳量高和含錳量高的奧氏體型不鏽鋼的
密度大，在高溫下由於品格間距的加大密度變小。
三、低溫下的物理性能
(1)導(dǎo)熱係數(shù)
各類(lèi)不鏽鋼在極低溫度下的導(dǎo)熱係數(shù)的大小略有差異，但總的來(lái)說(shuō)是室溫下導(dǎo)
熱係數(shù)的1/50左右。在低溫下隨著磁通(磁通密度)的增加導(dǎo)熱係數(shù)增加。
(2)比熱容
在極低溫度下，各種不鏽鋼的比熱容有一些差異。比熱容受溫度的影響很大，
在4k時(shí)的比熱容可減小至室溫下比熱容的1/100以下。
(3)熱膨脹性
對(duì)於奧氏體型不鏽鋼，在80k以下收縮率(相對(duì)於273K)的大小略有差異。鎳
的含量對(duì)收縮率有一定的影響。
(4)電阻率
在極低溫度下各牌號(hào)間電阻率大小的差異加大。合金元素對(duì)電阻率的大小有較
大的影響。
(5)磁性
在低溫下，奧氏體型不鏽鋼隨材質(zhì)的不同其質(zhì)量磁化率對(duì)負(fù)荷磁場(chǎng)的影響有差
異。不同的合金元素含量也有差異。
不同牌號(hào)的磁導(dǎo)率冇有什麼差異。
(6)彈性模量
在低溫下，有磁性轉(zhuǎn)變的奧氏體型不鏽鋼其泊鬆比相應(yīng)地產(chǎn)生極值。
不鏽鋼機(jī)械性能簡(jiǎn)介：
鋼材或試樣在拉伸時(shí)，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)彈性極限，即使應(yīng)力不再增加，而鋼材或試樣仍繼續(xù)發(fā)生明顯的塑性變形，稱(chēng)此現(xiàn)象為屈服，而產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的*小應(yīng)力值即為屈服點(diǎn)。
設(shè)Ps為屈服點(diǎn)s處的外力，Fo為試樣斷麵積，則屈服點(diǎn)σs =Ps/Fo(MPa)，MPa稱(chēng)為兆帕等於N(牛頓)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)
2.屈服強(qiáng)度(σ0.2)
有的金屬材料的屈服點(diǎn)極不明顯，在測(cè)量上有困難，因此為了衡量材料的屈服特性，規(guī)定產(chǎn)生長(zhǎng)久殘餘塑性變形等於一定值(一般為原長(zhǎng)度的0.2%)時(shí)的應(yīng)力，稱(chēng)為條件屈服強(qiáng)度或簡(jiǎn)稱(chēng)屈服強(qiáng)度σ0.2 。
3.抗拉強(qiáng)度(σb)
材料在拉伸過(guò)程中，從開(kāi)始到發(fā)生斷裂時(shí)所達(dá)到的*大應(yīng)力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強(qiáng)度相應(yīng)的還有抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等。
設(shè)Pb為材料被拉斷前達(dá)到的*大拉力，Fo為試樣截麵麵積，則抗拉強(qiáng)度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸長(zhǎng)率(δs)
材料在拉斷後，其塑性伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度與原試樣長(zhǎng)度的百分比叫伸長(zhǎng)率或延伸率。
5.屈強(qiáng)比(σs/σb)
鋼材的屈服點(diǎn)(屈服強(qiáng)度)與抗拉強(qiáng)度的比值，稱(chēng)為屈強(qiáng)比。屈強(qiáng)比越大，結(jié)構(gòu)零件的可靠性越高，一般碳素鋼屈強(qiáng)比為0.6-0.65，低合金結(jié)構(gòu)鋼為0.65-0.75合金結(jié)構(gòu)鋼為0.84-0.86。
6.硬度
硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表麵的能力。它是金屬材料的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)
以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表麵，保持一段時(shí)間，去載後，負(fù)荷與其壓痕麵積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。
⑵洛氏硬度(HR)
當(dāng)HB>450或者試樣過(guò)小時(shí)，不能采用布氏硬度試驗(yàn)而改用洛氏硬度計(jì)量。它是用一個(gè)頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測(cè)材料表麵，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據(jù)試驗(yàn)材料硬度的不同，分三種不同的標(biāo)度來(lái)表示：
HRA：是采用60kg載荷和鑽石錐壓入器求得的硬度，用於硬度極高的材料(如硬質(zhì)合金等)。
HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用於硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。
HRC：是采用150kg載荷和鑽石錐壓入器求得的硬度，用於硬度很高的材料(如淬火鋼等)。
⑶維氏硬度(HV)
以120kg以?xún)?nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表麵，用材料壓痕凹坑的表麵積除以載荷值，即為維氏硬度值(HV)
