不锈钢材料的性能详解.docx

1、物 理 性 能不 锈 钢 和 碳 钢 的 物 理 性 能 差 异 较 大：碳 钢 的 密 度 略高 于 铁 素 体 型 不 锈 钢 和 马 氏 体 型 不 锈 钢，而 略 低 于 奥 氏体 型 不 锈 钢；电 阻 率 按 碳 钢、铁 素 体 型 不 锈 钢、马 氏 体型 不 锈 钢 和 奥 氏 体 型 不 锈 钢 的 顺 序 递 增；线 胀 系 数 大 小的 排 序 也 类 似，奥 氏 体 型 不 锈 钢 最 高 而 碳 钢 最 小；碳 钢、铁 素 体 型 不 锈 钢 和 马 氏 体 型 不 锈 钢 有 磁 性，奥 氏 体 型 不锈 钢 无 磁 性，但 其 冷 加 工 硬 化 生 成 马 氏

2、体 相 变 时 会 产 生磁 性，可 通 过 热 处 理 方 法 来 消 除 这 种 马 氏 体 组 织 而 消 除其 磁 性。奥 氏 体 型 不 锈 钢 与 碳 钢 相 比，具 有 下 列 特 点：1）电 阻 率 高，约 为 碳 钢 的 5 倍。2）线 胀 系 数 大，比 碳 钢 大 40%，并 随 着 温 度 的 升高，线 胀 系 数 的 数 值 也 相 应 提 高。3）热 导 率 低，约 为 碳 钢 的 1/3。由 于 奥 氏 体 型 不 锈 钢 具 有 这 些 特 殊 的 物 理 性 能，在焊 接 过 程 中 会 引 起 较 大 的 焊 接 变 形。特 别 在 异 种 金 属（指与 碳

3、 钢、低 合 金 钢）焊 接 时，由 于 这 两 种 材 料 的 热 导 率和 线 胀 系 数 有 很 大 差 异，会 产 生 很 大 的 焊 接 残 余 应 力，成 为 焊 接 接 头 产 生 裂 纹 的 主 要 原 因 之 一。力 学 性 能不 论 不 锈 钢 板 还 是 耐 热 钢 板，奥 氏 体 型 不 锈 钢 板 的综 合 性 能 最 好，既 有 足 够 的 强 度，又 有 极 好 的 塑 性，同时 硬 度 也 不 高，这 也 是 它 们 被 广 泛 利 用 的 原 因 之 一。奥氏 体 型 不 锈 钢 板 同 绝 大 多 数 的 其 他 金 属 材 料 相 似，抗 拉强 度、屈 服

4、 强 度 和 硬 度 随 着 温 度 的 降 低 而 提 高；塑 性 则随 着 温 度 降 低 而 减 少。其 抗 拉 强 度 在 15 80 范 围 内增 大 较 快，温 度 进 一 步 降 低 时 则 变 化 缓 慢，而 屈 服 强 度的 增 长 是 较 均 匀 的。更 重 要 的 是，随 着 温 度 的 降 低，其冲 击 韧 度 降 低 缓 慢，并 不 存 在 脆 性 转 变。所 以 18-8 型不 锈 钢 低 温 时 能 保 持 足 够 的 塑 性 和 韧 性，如 温 度 在-196 时，冲 击 吸 收 功 可 达 392J；甚 至 在 液 氦 温 度（-270）下 仍 保 持 有 足

5、 够 的 冲 击 韧 度 值；更 可 贵 的 是在 液 氢 温 度（-273）下 具 有 阻 止 应 力 集 中 部 位 发 生 脆性 破 裂 的 能 力。因 此，这 类 钢 板 被 广 泛 应 用 于 制 造 深 冷设 备，是 一 种 不 可 缺 少 的 低 温 工 程 材 料。但 是，为 了 防止 18-8 型 锈 钢 产 生 热 裂 纹，往 往 在 焊 缝 金 属 中 要 添 加一 些 铁 素 体 形 成 元 素，而 铁 素 体 的 形 成 会 降 低 其 低 温 冲击 韧 度。因 此，在 焊 接 这 种 低 温 材 料 时，要 引 起 足 够 的重 视。18-8 型 不 锈 钢 板 不

6、 仅 在 低 温 时 具 有 良 好 的 力 学 性能，而 且 在 高 温 时 又 有 较 高 的 热 强 性。它 在 温 度 为 900的 氧 化 性 介 质 和 温 度 在 700 的 还 原 性 介 质 中，都 能 保持 其 化 学 稳 定 性，所 以 这 种 钢 板 也 是 常 用 的 耐 热 材 料。耐 热 性 能耐 热 性 是 指 高 温 下 既 有 抗 氧 化 或 耐 气 体 介 质 腐 蚀的 性 能 即 热 稳 定 性，又 有 足 够 的 强 度 即 高 温 力 学 性 能（热强 性）。1.热 稳 定 性为 了 使 不 锈 钢 在 高 温 下 具 有 稳 定 的 耐 氧 化 和 耐 气体 介 质 腐 蚀 性 能，必 须 使 钢 材 表 面 不 能 形 成 疏 松 或 易 于破 裂 的 氧 化 膜，如 FeO、Fe3O4、Fe2O3。为 了 防 止 氧化 膜 的 出 现，最 好 在 钢 中 加 入 Cr、Al 和 Si 等 合 金 元 素，使 钢 材 表 面 形 成 结 构 致 密 并 与 钢 材 表 面 牢 固 结 合 的 氧 化膜，如 Cr2O3、Al2O3 等 合