什么是不锈钢?
不锈钢合金是许多应用的理想选择。要成功加工这些合金,车间必须了解它们的特性。了解有关不锈钢材料的更多信息
不锈钢因其强度、耐用性以及抗氧化和耐污性而广泛用于各个行业。由这些合金制成的产品和组件易于清洁和消毒,并且在可持续性方面,该材料是可回收的。但“不锈钢”是一个类别,而不是单一的合金。为了充分利用不锈钢,车间需要了解这些合金在加工时的行为。
不锈钢用在什么地方?
汽车制造商通常使用不锈钢生产车辆排气系统、装饰件和结构件。医疗行业的制造商依赖不锈钢制造手术器械、植入物和医疗设备。尽管一些医疗部件越来越依赖 钛等其他金属,但不锈钢仍然是工业生产的支柱。
在石油和天然气行业,不锈钢是管道、海上平台和储罐的首选材料,这些材料必须承受极端恶劣的环境。不锈钢易于卫生,因此非常适合食品和饮料行业的加工设备、储存容器、厨房用具等。其他行业,如建筑和船舶,从屋顶和结构支撑到船舶五金、造船和海水淡化厂,一切都依赖不锈钢。不锈钢合金在这些应用中表现出色,因为它们具有冶金优势,具有抗氧化性、易于卫生合规和其他有益特性。
为什么不锈钢难以加工?
不锈钢由于其韧性和耐热性,比普通钢更难切削。较高的铬和镍含量以及钼往往会降低奥氏体不锈钢的切削加工性。含有钛的合金也可能导致切削刀具的磨粒磨损。
由于不锈钢合金是不良的热导体,因此更多的热量会留在切削中,而不是通过切屑散发。这增加了应变硬化,并将刀具和刀片的使用量提高了 20% 到 40%。因此,不锈钢的切削成本高于简单钢。
添加的硫 – 超过 0.020% – 可能会显着提高不锈钢的可加工性,但也可能会影响其他性能,例如耐腐蚀性、焊接性和热延展性。因此,棒材比板材更常用硫磺处理以提高机械加工性。机械加工性得到改善的不锈钢通常带有 Sanmac®、Prodec® 和 Ugima® 等品牌名称。
不锈钢的种类有哪些?
不锈钢是铁基合金,用于其耐热性和耐腐蚀性。冶金学家将不锈钢分为五个基本组:奥氏体、铁素体、马氏体、双相钢和沉淀硬化。单个合金的成分决定了它们作为工件材料和加工的特定特性。所有五种类型的不锈钢都含有铬,铬在表面形成一层钝化的氧化铬,以防止腐蚀和生锈。
奥氏体不锈钢:
这些非磁性合金通常含有 16% 至 26% 的铬和高达 35% 的镍,碳含量低。这使它们具有出色的耐腐蚀性、良好的成型性和良好的焊接性。一些奥氏体不锈钢还含有钼和钛,这会降低机械加工性并增加刀具磨损。
例子:
- 304:最常见的等级;用于厨房设备、管道和化学容器。
- 316:含有钼,可增强耐腐蚀性,尤其是对氯化物的抵抗力。用于海洋环境和医疗植入物。
铁素体不锈钢:
这些不锈钢几乎不含镍,含有 10.5% 至 30% 的铬,通常用于对耐腐蚀性需求有限的应用。它们还具有磁性,通常比奥氏体牌号便宜。
例子:
- 430:通常用于汽车装饰、泵轴、涡轮机、厨房电器、食品加工、热水器和建筑应用。
- 409:用于汽车排气系统以及螺母和螺栓以及其他需要可焊性和中等耐腐蚀性的应用。
马氏体不锈钢:
这些钢的铬含量为 12% 至 18%,碳含量较高,具有高强度和硬度,具有磁性和热处理性,并提供适度的耐腐蚀性。
例子:
双相不锈钢:
这些合金由奥氏体和铁素体结构的平衡混合物组成,铬含量约为 22% 至 25%,镍含量约为 5% 至 7%,通常含有钼。它们具有高强度和优异的耐腐蚀性,特别是对应力腐蚀开裂和点蚀。这意味着制造商可以使用更少的材料并减轻工件重量。双相不锈钢的镍含量也低于相应的奥氏体钢牌号,这通常是一种成本效益。
例子:
- 2205:通常用于化学加工、石油和天然气工业以及海洋应用。
- 2507:超级双相钢级,具有增强的强度和耐腐蚀性,适用于腐蚀性环境。
沉淀硬化不锈钢:
这些钢含有铬和镍,以及铝、铜和铌等元素,这些元素可以进行沉淀硬化。它们可以进行热处理,以实现高强度和硬度以及良好的耐腐蚀性。
例子:
- 17-4 PH:广泛用于航空航天、化学加工和石化行业。
- 15-5 PH:与 17-4 PH 相似,但韧性更高。
成功切削不锈钢的 5 个技巧
- 切削不锈钢时,更大、更坚固、更坚固的刀具使用寿命更长。
- 使用更大、更厚的刀片时,更多的热量在刀片中消散,而不是在切削刃中消散。
- 选择坚韧的硬质合金材质(而不是耐磨材质)的刀具,以承受应变硬化引起的切屑断裂和切削刃微崩。
- 具有锋利槽型的坚固刀片是最有利的。
- 控制切削速度以延长刀具寿命并改进加工。
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