不锈钢材料范例(3篇)
不锈钢材料范文
【关键词】不锈钢；技术；焊接
1.特点分析
不锈钢复合钢板通常是由较厚的珠光体钢做基层和较薄的奥氏体不锈钢、奥氏体—铁素体双相不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢，以及沉淀硬化型不锈钢等复合而成。覆层为奥氏体不锈钢、奥氏体—铁素体双相不锈钢、铁素体不锈钢具有比较高的耐蚀性。当水中含有氯离子时，这类钢比马氏体型不锈钢抗点腐蚀能力较好，双相不锈钢的点腐蚀倾向比纯奥氏体不锈钢大，这是因为两种组织电位不同所致。铬（Cr）、钼（Mo）含量较高的不锈钢耐蚀性较好，这些元素既加强了钝化膜，又抑止产生点蚀，特别是钼元素是抑止点蚀溶解的合金元素。铁素体不锈钢抗应力腐蚀能力强于奥氏体不锈钢。而奥氏体不锈钢在水工金属结构中使用最为广泛。覆层为马氏体不锈钢、半铁素体不锈钢以及沉淀硬化型不锈钢，主要用于硬度、强度要求高，具有耐磨性要求的地方，但是水中含有氯离子或水中的PH值偏小的水域慎用。
不锈钢覆层较珠光体钢基层具有不同的金相组织、低的热导率、高的电阻和较大的热膨胀系数等，还存在熔点、比热容、电磁性的差异。由于不锈钢复合钢板覆层和基层存在交界线，所以焊接时存在基层、过渡层和覆层等焊接特点之分，针对不同的层采用不同焊接方法、焊接热输入、焊接材料等。而不锈钢在做焊后消应热处理时，要注意避开不锈钢的晶间腐蚀“危险区温度”——对铁素体不锈钢或马氏体不锈钢危险温度为400℃～600℃，而奥氏体系不锈钢则为450℃～850℃。所以要尽量避开危险区温度加热或不能在该区段停留时间过长。且采用比珠光体类钢要小的焊接热输入焊接，尽量减小不锈钢热影响区的过热。
2.焊前准备
不锈钢复合钢板的下料和焊接坡口加工，应优先选用机械加工方法，如刨边机、铣边机、单臂刨、剪板机等下料和加工焊接坡口。当采用等离子弧切割、氧熔剂气割或碳弧气刨等热加工时，则必须去除覆层下料坡口表面的氧化层、过热层和渗碳层。
这样的坡口型式其目的是在焊接过程中，当采用碳弧气刨清根时，可以防止碳筋棒电极对不锈钢覆层渗碳，导致该处高碳马氏体组织的产生，从而防止裂纹的出现。
焊接前应采用机械方法、加热烘烤法及有机溶剂（如丙酮、酒精、香蕉水等），清除焊丝表面和焊接坡口及坡口两侧20mm以上范围内的油污、水渍、锈迹、氧化膜及其它污物。多层多道焊时，必须清除前道焊缝表面的熔渣和缺欠等。
3.焊接特性
不锈钢复合钢板焊接材料选用：对基层珠光体钢（σb≤600MN/m）采用等强原则选取。覆层不锈钢采用等耐蚀性原则选取，且宜为低碳、超低碳以及含有钛（Ti）、钼（Mo）元素的焊接材料。譬如，单相奥氏体不锈钢06Cr19N10焊接覆层时应选用Cr18-Ni8型焊接材料，这样可以保证焊接接头的耐蚀性要求。过渡层焊接应选用高铬高镍的Cr25-Ni13型或Cr25-Ni20型焊接材料，这样可以降低或消除熔化线上的脆化区，即可用不锈钢覆层母材的铬当量和镍当量通过Schaeffler（舍夫勒）组织图等预测焊缝金相组织来选取焊接材料，这样可防止基层焊缝对覆层的稀释，使过渡层出现马氏体组织，从而引起过渡层脆化而产生裂纹。
珠光体钢基层焊接推荐采用焊条电弧焊、埋弧焊和CO2气体保护焊。不锈钢覆层和过渡层，推荐采用氩弧焊、焊条电弧焊或埋弧焊。
不锈钢覆层不应有电弧或硬物击伤。前者会导致不锈钢金相组织改变，后者会引起冷加工硬化，两者都会使击伤处的腐蚀电位降低，使该处腐蚀加速，耐蚀性降低。在施焊时，为了防止对母材电弧击伤，导致腐蚀电位降低，所以焊接电缆、焊枪等必须绝缘良好。
在用珠光体类，即低碳低合金钢焊条定位焊时，注意不要熔敷到不锈钢覆层，不然将对覆层内的铬、镍含量导致稀释，由Schaeffler（舍夫勒）组织图知道，将会出现马氏体组织，加之若使用碳弧气刨清除定位焊和焊缝背缝清根时，将会对覆层及其稀释层渗碳，从而出现高碳马氏体而使焊缝产生裂纹，对此，应采用砂轮打磨等机械方法把稀释层和渗碳层清除，才能继续焊接。
不锈钢复合钢板的焊接一般应先焊基层，待基层施焊到离基层和覆层交界线2mm～3mm时停止焊接，经清根及规定的质量检验项目检验合格后，再焊过渡层（该过渡层厚度不小于5mm），最后焊接覆层。当施焊位置不允许时，亦可先焊覆层，再焊过渡层，最后焊基层，但在这种焊接顺序下，基层的焊接，须用与过渡层焊接相同的不锈钢焊接材料，即Cr25-Ni13型焊接材料；亦可在过渡层上焊接纯铁素体不锈钢焊接材料，即Cr25-Ni20型焊接材料过渡，该过渡层厚度应不小于5mm厚，才能用低碳钢或低合金钢焊条或焊丝焊接。
双相不锈钢的耐蚀性和力学性能除受化学成分的影响，主要取决于其合理的高温铁素体δ相和奥氏体γ相之比。水工金属结构一般耐蚀性要求δ/γ的比值控制在5%左右。因此，焊缝能否保持这种合理的相组织比值是焊接双相不锈钢的关键问题。根据FeCrNi三元合金相图，由图可知，双相不锈钢在刚凝固结束时的组织为单相δ铁素体。奥氏体γ相是在随后的冷却速度过程中温度低于1300℃后由相晶粒边界形核和生长，即发生δ相γ相的转变形成的。它的形态和数量除与化学成分有关外，主要取决于冷却速度。随着冷却速度的增加，γ相的含量减少。当焊缝成分与母材相同时，冷却后焊缝组织中γ相的含量较少，而δ相的含量可能会超过80%。过高的δ相含量会导致焊缝韧性下降，氢脆敏感性增加。因此，为了得到合适的δ/γ比值的焊缝组织，可以根据Schaeffler（舍夫勒）组织图、
Schaeffler组织图
Delongdiagram（德龙）图及美国焊接研究会公布的WRC1992组织图，通过铬当量和镍当量预测焊缝的室温组织。
Fe-Cr-Ni三元合金相图
4.焊接去应力处理
不锈钢复合钢板通常不做焊接后去应力处理。若采用焊后去应力热处理，应在焊接基层之后、在焊接过渡层和覆层之前进行。这样可以减小由于覆层和基层的热膨胀系数不同而导致新的应力产生，也防止其热膨胀系数不同导致覆层和基层的热处理分层。同时，在进行焊后热处理时，应避开铁素体不锈钢或马氏体不锈钢脆化温度区间400℃～600℃和奥氏体系不锈钢脆化温度区间450℃～850℃，可采用低温热处理或高温热处理时在脆化区间范围内激冷，如水韧处理。而采用焊后爆炸去应力处理时，也应在焊接过渡层和覆层之前进行。焊后爆炸去应力处理是通过材料的塑性变形原理来削平焊接残余应力峰值，相当于给焊件一个预拉伸，虽然应力下降了，但同时材料的脆性倾向也增加了。由于基层和覆层的材质不同，也就是两者的塑性变形情况也不一样。若采用爆炸去应力处理两者变形速率不一致，会出现新的内应力，甚至会导致覆层与基层剥离分层的可能。
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论文关键词：不锈钢切削加工；切削参数；合理选择
1不锈钢切削加工的实际特点
1.1具有很强的加工硬化趋势，极易磨损刀具
大部分不锈钢材料（马氏体类不锈钢例外）具有很强的加工硬化趋势，同时，因为加工硬化层具有很高的硬度（通常高于原有硬度2倍左右，表面硬度HV能够达到400-570kg/mm2）。不同的切削条件与不锈钢工件材料，会让加工硬化层深度从数十μm一直深入到数百μm（通常为100μm-200μm）。
1.2切屑不易折断或者卷曲
切削过程中切屑不易卷曲和折断。特别是镗孔、钻孔、切断等工序的切削过程中，排屑困难，切屑易划伤已加工表面。在数控机床上切削不锈钢时，断屑与排屑是重点考虑的问题。
1.3切屑具有很强的粘附性，极易造成刀瘤
不锈钢材料具有很高的韧性，尤其是对其它金属材料具有较强的亲和力，加工过程非常容易造成刀瘤。
1.4“三高”（高温度、高硬度、高强度）不易分离切屑
不锈钢的特性之一就是高温度、高硬度、高强度。例如温度维持在700°C的奥氏体类不锈钢的机械性能仍不会显著降低。
2合理选用加工刀具
合理选用加工刀具是进行不锈钢材料加工的重要先决条件。不锈钢加工刀具的必须具有以下特点：较高的强度、硬度、韧性、耐磨性以及较低的不锈钢亲和力。
常用的刀具材料有硬质合金和高速钢两大类，形状复杂的刀具主要采用高速钢材料。由于高速钢切削不锈钢时的切削速度不能太高，因此影响生产效率的提高。对于车刀类较简单的刀具，刀具材料应选用强度高、导热性好的硬质合金，因其硬度、耐磨性等性能优于高速钢。常用的硬质合金材料有：钨钴类（YG3、YG6、YG8、YG3X、YG6X），钨钴钛类（YT30、YT15、YT14、YT5），通用类（YW1、YW2）。YG类硬质合金的韧性和导热性较好，不易与切屑粘结，因此适用于不锈钢粗车加工；而YW类硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性和抗氧化性能以及韧性都较好，适合于不锈钢的精车加工。加工1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢时，不宜选用YT类硬质合金，由于不锈钢中的Ti和YT类硬质合金中的Ti产生亲合作用，切屑容易把合金中的Ti带走，促使刀具磨损加剧。
3合理选择刀具几何角度
合理选择刀具几何角度非常重要，其切削部分的几何角度直接影响着不锈钢工件进行切削加工时的切削力、表面粗糙度、加工硬化趋势、生产率、刀具耐用程度等诸多方面。合理选择刀具几何角度不仅可以提高工件的加工质量和加工效还可以显著降低加工成本（如降低刀具的更换频率和废品率等）。
3.1合理选择前角
进行不锈钢切削时，应该在不降低刀具强度的前提之下，适当提高前角。刀具前角的适当提高会降低刀具的塑性变形能力、切削热以及切削力，加工硬化的趋势也会随之减轻，相应地，刀具耐用度便会显著提高。综合看来，通常情况下刀具前角保持在12°-20°为最佳，具体角度根据实际需要来调整。
3.2合理选择后角
在弹性与塑性两方面均高于常规碳素钢的不锈钢，进行切削时，如果刀具后角过小，会增加车刀后角与切断表面的接触面积，此时，摩擦高温区集中于车刀后角部位，刀具的磨损会显著加快，并且工件的表面光洁度会显著降低。因此，进行不锈钢工件切削时，车刀后角应该大于车削普通碳钢时的角度，但是不可以过大，因为过大的后角会导致刀刃强度地急剧下降，刀具的耐用度得不到保证。所以，刀具后角保持在6°-10°之间为最佳。
3.3刃倾角
由于采用较大的前角，刀尖强度会有所削弱。为增强刀尖强度而又不使背向分力增加过大，刃倾角宜取较小数值，一般为-5°至-15°，连续切削时取较大值，断续切削时取较小值。
4合理选择切削用量
合理选择切削用量直接影响着不锈钢加工的效率与质量，所以，在合理确定刀具类型和刀具几何角度之后，必须要科学合理地确定切削用量。
合理选择切削用量时应该注意以下几个问题：首先，不同的不锈钢毛坯具有不同的硬度，应该根据实际情况来选择切削用量；其次，合理选择切削用量，同时需要考量刀具材料、刀具刃磨条件以及焊接质量等因素；再次，除了以上两点，合理选择切削用量需要认真考量零件的直径、车床精度以及加工余量问题。
不锈钢材料范文篇3
外包材料分为混凝土和砂浆两种，底部外包材料厚80mm，两侧外包材料厚60mm(图略)，大楼楼板主要为现浇钢筋混凝土楼板。混凝土楼板各层厚度均为120mm，主筋为双股圆钢扭制，直径5mm，间距100mm；分布筋采用三角形拉结，直径2.5mm，三角形边长分别为100mm、112mm、112mm(图略)。
钢材锈蚀的检测历史建筑
由于建成历史久远，其钢结构及混凝土中的钢筋留存至今面临的主要问题是受环境因素影响而存在的不同程度的锈蚀问题。的钢结构出现的锈蚀很容易会被观察到，而被包裹在混凝土结构中的型钢或钢筋的锈蚀，如果严重的话会铁胀显现出来，即钢材表面因锈蚀而产生体积变化使混凝土保护层胀裂的现象(图5)；而一般的锈蚀如果不凿除混凝土表面的保护层是无法被观察到的，而采用钢筋锈蚀仪可以在不打开混凝土表面的情况下检测钢筋的锈蚀状况。本案例为确定大楼混凝土构件内部钢筋的锈蚀概率，现场采用瑞士CANIN钢筋锈蚀测定仪对部分混凝土构件进行了钢筋锈蚀概率抽样检测。本次钢筋锈蚀概率检测主要采用铜/硫酸铜电化学测定法，检测结果的钢筋锈蚀如图略。根据《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344-2004)中规定的混凝土中钢筋锈蚀状况判别标准(表1)，同时参考美国ASTMC856评判准则(表2)，综合分析判别结果（表略）。根据构件所处的环境不同及外观的差异分类，测区能代表不同环境条件和不同锈蚀锈蚀的外观表征。1#测区楼板位于地下室，周边环境较为潮湿；3#测区处有较明显的外墙渗水痕迹，说明混凝土材料受流水侵蚀使钢筋出现不同程度铁胀和锈蚀；其他的测区楼板构件所处的环境干燥，外表无细裂缝，说明该状态下构件即便是留存至今，其锈蚀概率也很低。
钢材强度的检测
表面硬度法测试钢材强度历史建筑的改造维修必须了解其主要承重材料的强度，因此，对于钢结构，检测工作必须测定其钢材的强度，当然最直接最准确的方法是截取其结构中的某段钢材，但历史建筑的检测应尽量不破坏其结构而应采用无损检测。根据《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344-2004)、《黑金属硬度及强度换算值》(GB/T1172-1999)，本案例现场采用HL-300里氏硬度计对大楼结构构件的钢材抗拉强度进行现场抽样检测，代表性的测区检测结果详见表4。根据现场抽检结果，该大楼结构构件钢材推定抗拉强度虽然离散性较大，但基本都达到Q235级强度要求。3.2钢材表面锈蚀度的检测如果钢材表面出现了一定的锈蚀，其强度就会受影响，而现场检测所得的强度往往是不考虑其锈蚀的状态的。因此，对年代久远的历史建筑在计算其结构承载力时，检测人员一般会根据经验对所测得的强度进行折减，但折减系数的确定往往没有可靠的定量数据。本案例我们将钢材锈蚀度进行定量测定，从而对结构计算时钢材折减系数的确定提供了依据。为确定大楼承重钢构件的表面锈蚀率，现场抽取部分钢结构构件，采用打磨表面除去锈蚀层并分别测量打磨前后钢构件截面厚度变化率的方式，对该钢构件的表面锈蚀度进行测定。代表性的测区检测结果见表5。根据现场所有测区的检测结果，目前钢梁的锈蚀度为1.0%～7.2％，平均锈蚀度为2.5%，结构计算可依据此结果进行钢材强度折减。
