不锈钢材料精选(九篇)

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第1篇：不锈钢材料范文

Yang Xiquan

（AVIC Shenyang Aircraft Industry (Group) Co.，Ltd.，Shenyang 110034，China；Shenyang Aviation Vocational Technical College，Shenyang 110034，China）

摘要： 奥氏体不锈钢材料在加工中容易出现加工硬化，容易形成积屑瘤，采用试验分析方法，确定最佳刀具几何角度、材料、切削液等车削加工参数。通过对比分析，取得了合理的工艺参数，保证了良好的加工质量和效率。

Abstract: In the processing process, the austenitic stainless steel materials are prone to hardening, and are easy to form a BUE. We can use the experimental analysis to determine the lathing processing parameters, such as optimum tool geometry, material, lathing fluid and so on. Through comparative analysis, the reasonable parameters are achieved to ensure good processing quality and efficiency.

关键词： 奥氏体不锈钢 车削加工 刀具 几何角度 切削用量 切削液

Key words: austenitic stainless steel；lathing；tool；geometry；cutting data；lathing fluid

中图分类号：TG51 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）20-0038-01

1奥氏体不锈钢的加工特性

奥氏体不锈钢的相对可加工性为0.3-0.5，其难加工性主要表现在：

1.1 一般钢材切削时，随着切削过程的进行，切削温度的升高使其强度与硬度会明显降低，切削层可以很容易的形成为切屑，而奥氏体不锈钢在700℃时其机械性能仍然没有显著的降低，并在表面形成加工硬化层，对后续加工造成很大困难，所以在切削过程中呈现出切削力大，切削质量不好，刀具易磨损等现象。

1.2 奥氏体不锈钢塑性和韧性高，其延伸率、断面收缩率和冲击值都较高，1Crl8Ni9Ti奥氏体不锈钢的延伸率是40％，是40#钢的210％～237％，是45#钢的250％～280％，是20Cr、40Cr钢的400％～500％，所以切屑不易切离、卷曲和折断，切屑变形所消耗的功能增多，在刀具前刀面上容易形成积屑瘤，由于积屑瘤的大小不固定，形状不规则，对加工精度以及表面粗糙度有很大的影响。

1.3 由于奥氏体不锈钢在切削过程中切屑不易切离和折断，切屑持续在前刀面上进行摩擦，所以在切削过程中会形成大量的切削热，这不仅会影响工件的加工质量和机械性能，而且还会降低刀具寿命，而奥氏体不锈钢的导热率低（约为普通钢的1/2～1/3），散热差，由切屑带走的热量少。大部分的热量被刀具吸收，致使刀具的温度升高，硬度降低，降低刀具寿命。并且在切削过程中高温高压和适当的切削速度也会加剧积屑瘤的形成，对加工质量造成影响。

1.4 奥氏体不锈钢中存在较多的碳化钛（TiC）颗粒，硬度相对于我们选择的工件硬度高，这种颗粒在奥氏体不锈钢工件中，会增大对于刀具的冲击，加剧刀具的磨损。另外，碳化物的熔点低，容易附着在刀面上，为积屑瘤的形成提供了资源，影响表面加工质量。

2刀具材料的选择

按照奥氏体不锈钢来正确选用刀具材料是保证高效率加工不锈钢的决定因素。针对不锈钢综合性能良好，切削热不易传散，刀具磨损大的加工特性，所选择的刀具材料应具备足够的强度、韧性、高硬度、红硬性、高化学稳定性和高耐磨性。常用的刀具材料有硬质合金和高速钢、陶瓷、超硬材料四大类，形状复杂的刀具主要采用高速钢。由于高速钢切削不锈钢时的切削速度不能太高，就影响了加工效率。对于结构上较为简单的车刀，刀具材料应当选用强度高、导热性好的硬质合金，因其硬度、耐磨性等性能要均优于高速钢，只有这样才能从根本上去提高奥氏体不锈钢的加工效率。

3刀具角度的选择

各个刀具角度在机械加工中均起到非常重要的作用，刀具角度的变化，可使加工质量、加工效率得到明显的提高。由于奥氏体不锈钢材料具有塑性大，导热系数小和加工硬化严重等特点，刀具几何角度的选择，就显得非常重要。

3.1 前角前角的大小直接影响着切屑与刀具之间的摩擦，也影响着切削热的大小，当粗车奥氏体不锈钢工件时，前角可选择-10°至-20°，精车奥氏体不锈钢工件时，前角可选择15°至25°左右。

3.2 后角后角的大小直接影响着工件过渡表面与刀具后刀面之间的摩擦，由于经常以后刀面的磨损量作为刀具寿命衡量的标准，所以后角应适量减小。但是过大的减小后角，会相对的减小楔角，会影响刀具的强度。所以在试验中发现，粗加工时，后角可选择6°至8°，精加工时可选择8°至10°。

3.3 刃倾角刃倾角的大小直接影响着刀尖的强度，一般在加工时选择-15°至0°。

3.4 其他刀具参数在断屑槽的选用时，对于不锈钢这种塑性金属，经常选用全圆弧形断屑槽，从而达到更为有效的断屑卷屑的效果。另外若果条件允许，可以使用可转位车刀进行加工，可以避免传统焊接车刀在焊接硬质合金刀片所产生的裂纹，物理性能下降等问题。

4切削用量的选择

切削用量中切削速度、进给量、背吃刀量的选择，同样会影响到加工质量、工作效率和刀具寿命。所以在切削中选择合适的切削用量对于奥氏体不锈钢的加工质量、效率都会有显著的提高。在金属切削原理中提到切削用量对于切削效果的影响，最大的是切削速度，之后是进给量，最后是背吃刀量。所以背吃刀量值可以根据机床的刚度去进行选择。当使用硬质合金焊接车刀去进行车削，粗车时切削速度可选择10至13m/min，进给量可选择0.25至0.36mm/r，背吃刀量可适当选择5至8mm；精车时切削速度可选择40至50m/min，进给量可选择0.12至0.18mm/r，背吃刀量可适当选择2至4mm；当使用硬质合金可转位车刀进行车削时，切削用量可选择与上述切削用量相同的数值，由于可转为车刀避免了传统焊接车刀在焊接时物理性能下降的问题，所以刀具角度中的前角可以相应的选择大些，这样可以减小摩擦热和刀具与切屑之间的摩擦，增大刀具寿命。

5切削液的选择

在机械加工中经常使用的切削液包括油溶性切削液和水溶性切削液两种，油溶性切削液在方面有着较大的优势，而水溶性切削液在冷却方面比较突出。相对于奥氏体不锈钢热传导率较低、塑性变形较大、容易出现积屑瘤的加工特性，为了在加工时减小切削热、切削变形和积屑瘤的形成，所以在切削液的选用上主要目的以为主要目的，所以选择油溶性切削液作为首选。选用含有S,Cl等极压添加剂的乳化液、硫化油、煤油、四氯化碳和油酸等合成的油溶性切削液。对于硬质合金可转位车刀进行加工时，切削液的供给要及时并且充分，在切削液喷洒的同时，最好使用喷雾冷却、高压冷却等冷却方式，降低切削区域的切削温度。

新型加工方法，如水刀加工、激光加工同样适用于奥氏体不锈钢的加工，加工工程中，要根据不同工件选用合理的工艺参数与工艺装备，奥氏体不锈钢的加工质量和加工效率都会有显著的提高。

参考文献：

[1]陆剑中，孙佳宁．金属切削原理与刀具[M]．北京：机械工业出版社，2005.

第2篇：不锈钢材料范文

摘要： 针对国内外火力发电厂中高温高压工作环境的要求，研发了高Cr奥氏体型不锈钢焊接材料，并对其工艺性能进行了研究。

关键词： 高Cr奥氏体型不锈钢；焊接材料；工艺性能

中图分类号： TG422

Abstract： The high temperature and pressure environment for thermal power plants at home and abroad require new types of welding materials. A kind of high Cr austenitic stainless steel welding material was developed in this research， and it process performance were studied.

Key words： high Cr austenitic stainless steel； welding material； process performance

1 概述

近年来，在国内外的火力发电厂中，由于蒸汽条件的高温高压化，要求使用蠕变强度比18Cr-8Ni型不锈钢高的耐热钢，因此开发了20-25Cr型奥氏体不锈钢。对于焊接材料，开发了改善高温特性的19Cr-11.5Ni-0.1C型不锈钢焊接用焊丝和焊条。但是对于更高要求的高温高压环境的焊接材料尚未开发，为了满足20-25Cr型奥氏体不锈钢的焊接，研究了高Cr奥氏体型不锈钢，特别是20-25Cr型焊接材料的优良蠕变特性，研发了高温高压环境下具有更高要求的高Cr奥氏体型不锈钢焊接材料。

2 发明的内容

2.1 气体保护焊用焊丝的合金含量及其作用

C：0.02%～0.1%，C是降低耐腐蚀性的成分。超过0.1%时，产生晶间腐蚀。小于0.02%时，降低蠕变强度。因此，C含量控制在0.02%～0.1%范围内。

Si：0.1%～1.0%，Si是脱氧剂，是改善熔融金属流动性，获得良好焊缝的成分。小于0.1%时，没有效果，超过1.0%时，产生高温裂纹。因此，Si含量控制在0.1%～1.0%范围。最好控制在0.6%以下。

Mn：0.5%～2.5%，Mn是脱氧剂，与S结合生成MnS，是降低S对高温热裂纹影响的有效成分。小于0.5%时，没有效果。超过2.5%时，其效果饱和，认为不能改善上述的影响。因此，Mn含量控制在0.5%～2.5%范围。

Ni：13.00%～18.00%，为了保持与母材同等的耐蚀性，Ni含量必须大于14.00%以上。但是，Ni是贵重金属，价格昂贵，随着添加量的增加，制造成本增加。因此，Ni含量控制在13.00%～18.00%。

Cr：20.00%～25.00%，为了保持与母材同等的耐蚀性、抗氧化性，Cr含量必须大于20.00%。但是，加入量超过25.00%时，促进δ铁素体的形成，显著降低热加工性能，焊丝和焊芯加工困难。因此，Cr含量控制在20.00%～25.00%范围。

Nb：0.2%～1.5%，Nb的加入量大约是C含量的8～10倍，具有改善抗晶间腐蚀的效果。但是，由于Nb是很强的铁素体形成元素，过多加入时，与Cr相同，显著降低热加工性能，焊丝和焊芯加工困难。因此，Nb含量控制在0.2%～1.5%范围。

N：0.01%～0.20%，N具有提高蠕变强度的作用，必须加入0.01%以上。但是，超过0.2%时，与Cr氮化的作用，减少了耐蚀的Cr含量。因此，N含量控制在0.01%～0.20%范围。

以上成分是必须的成分，杂质含量越少越好。特别是以下的元素含量必须控制。

P≤0.010%，S≤0.005%，因为P，S都是抗高温裂纹的有害成分，所以，P≤0.010%，S≤0.005%，最好控制在P≤0.005%，S≤0.003%。

Al≤0.010%，Al含量超过0.010%时，熔敷金属流动性明显受阻，由于焊道的一致性恶化，所以控制Al含量小于0.010%，最好小于0.005%。

Ti≤0.010%，Ti含量超过0.010%时，熔渣量增加，是造成夹渣等缺陷的原因。所以，控制Ti含量小于0.010%，最好小于0.005%。

B≤0.001 0%，B与P，S一样，由于是抗高温裂纹的有害成分，所以控制硼含量小于0.001 0%，最好小于0.000 5%。

O≤0.010%，O含量超过0.010%时，熔渣量增加，是产生夹渣等缺陷的原因。所以，控制O含量小于0.010%。

Zr≤0.10%，Mg≤0.10%，Zr+Mg≤0.10%，Zr，Mg与Ti相同，由于是增加熔渣的成分，所以，控制Zr≤0.10%，Mg≤0.10%，同时控制Zr，Mg含量时，Zr，Mg各自含量分别Zr≤0.10%，Mg≤0.10%，同时Zr+Mg≤0.10%。

具有上述化学成分的焊丝使用于TIG，MIG等各种气体保护焊接。气体成分及组成没有特殊的限制。

2.2 药皮焊条的药皮及其作用

金属碳酸盐：10%～45%，金属碳酸盐在焊接过程中形成碱性熔渣，具有抑制熔敷金属中的P、S含量、改善抗热裂纹的作用。分解生成的的CO2气体保护焊接电弧免受空气的侵入，具有防止麻坑、气孔等焊接缺陷的作用。但是，小于10%时，没有这种效果；超过45%时，电弧不稳定。所以，金属碳酸盐加入量控制在10%～45%范围内。作为金属碳酸盐有碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、碳酸锂、碳酸锶等，可以使用1种或2种以上。

金属氟化物：5%～50%，金属氟化物改善熔渣的流动性，具有使焊道平滑的作用和降低焊道熔合不良和夹渣等焊接缺陷的效果。但是，小于5%时，没有这种效果，超过50%时，电弧不稳定。因此，金属氟化物含量在5%～50%范围内。作为金属氟化物有氟化钙、氟化镁、氟化钡、氟化锂、氟化锶、氟化钠、氟硅酸钾、冰晶石等，可以使用1种或2种以上。

Si化合物（换算成SiO2）：1%～10%，Si化合物是电弧稳定剂，具有造渣的作用。但是，小于1%时，容易产生粘渣，是产生夹渣的原因。超过10%时，损害电弧稳定性，所以，Si化合物（换算成SiO2）含量控制在1%～10%范围内。作为Si化合物有硅石、硅砂、长石、云母、硅酸钠、硅灰石等。可以使用1种或2种以上。

Ti化合物（换算成TiO2）：1%～15%，Ti化合物是电弧稳定剂、造渣剂。但是，小于1%时，容易产生粘渣，是产生夹渣的原因。超过15%时，损害电弧稳定性，所以，Ti化合物（换算成TiO2）含量控制在1%～15%范围内。作为Ti化合物有金红石、钛酸钾、钛铁矿、钛白粉等。可以使用1种或2种以上。

Re：0.5%～5%，Re（稀土类元素）与S结合形成熔点较高的Re硫化物，具有改善耐高温裂纹的作用。但是，小于0.5%时，没有效果，超过5%时，损害电弧稳定性。因此，Re含量控制在1%～10%范围内。作为Re有氧化钇、氧化铈、铈镧合金等，可以使用1种或2种以上。

金属粉末小于20% ，在药皮中添加金属粉末，补充焊接时焊芯中氧化消耗的金属成分，希冀提高焊缝金属的力学性能、耐蚀性能。但是，金属粉末添加量超过20%时，电弧不稳定，所以控制在20%以下。作为金属粉末有金属锰、金属铬、金属镍、FeTi，FeMn，FeCr，FeNb，FeSi等。可以使用1种或2种以上。

这种焊条的焊芯使用与上述焊丝成分相同的焊芯。其理由是，对于焊条电弧焊，药皮中合金元素添加量多时，在焊接条件下，从药皮中添加合金元素向熔敷金属中过渡容易变动，不能获得稳定的熔敷金属化学成分。

药皮中主要成分由上述构成外，还适量添加氧化锆、铁粉等其他成分。药皮重量系数为20%～40%。焊芯成分的一部分可以通过药皮中添加，可以获得同样的熔敷金属。

发明的焊接材料主要是焊接高Cr奥氏体型不锈钢，特别是对20-25Cr型不锈钢焊接，效果显著。无论是高温特性良好的材料，还是以Cr为主添加其他元素成分的材料，均能焊接。

3 实施例

3.1 实施例1

冶炼钢锭并加工成具有表1所示化学成分的焊丝，进行焊接试验供评价焊丝的加工性能。焊丝加工性能容易的标记为，加工性能极困难时标记×。其次，使用这些焊丝进行钨极氩弧焊接（焊接规范见表2）制成熔敷金属。研究焊缝的均匀性、熔渣产生量、抗裂纹性能、熔合不良、夹渣等焊接缺陷和加工性能，试验结果见表3。

焊道的均匀性特别良好的评价标记为，良好的评价标记为，不良的评价标记为×。熔渣生产量特别少的评价标记为，少的评价标记为，多时的评价标记为×。抗裂性能，焊接时不产生裂纹的评价标记为，产生裂纹的评价标记为×。焊接后，按照JIS Z3106 规定的放射线照相试验进行检测焊缝熔合不良，产生夹渣等焊接缺陷。其底片等级为Ⅰ级的评价标记为，达不到Ⅰ级的评价标记为×。

由表3可知，发明例的任何焊丝，焊道的均匀性、熔渣生产量、抗裂性能、加工性能均良好。特别是发明例的A，D，E，F焊丝，由于Ti含量控制在0.005%以下，熔渣产生量极少。发明例的B，C，E焊丝，由于Al含量控制在0.005%以下，焊道均匀性特别良好。

比较例的G～K焊丝中，焊丝G，焊丝H，由于Nb，Cr含量高，加工极为困难。焊丝I由于Si含量过少、Al含量过多，焊道的均匀性不好。焊丝J，由于Si，B含量过多，产生裂纹。此外，由于Ti，O，Zr，Mg含量过多，熔渣生产量多，产生夹渣。焊丝K，由于P，S含量过多，产生裂纹。

3.2 实施例2

冶炼钢锭并加工成具有表1中所示化学成分的焊丝，使用L焊丝按表2焊接规范进行钨极氩弧焊，制成熔敷金属，加工成GL=30 mm，外径6 mm的蠕变试样。用实施例1 中A～F得到的熔敷金属加工成同样尺寸的蠕变试样。这些试样在650 ℃×30.0Kf/mm2和650 ℃×22.0Kf/mm2两种条件下进行蠕变断裂试验，测量蠕变断裂时间。其试验结果见图1。结果表明，发明例的A～F任何焊丝与L焊丝相比，其蠕变断裂时间均大为延长。

3.3 实施例3

冶炼钢锭并加工成具有表1中所示A～F化学成分的焊条用焊芯，焊芯尺寸为3.2 mm。这些焊芯与表4～8所示组成的药皮制成焊条。使用这些焊条按表9的焊接规范进行焊接，制成熔敷金属。对电弧稳定性、焊道气孔的有无、熔合不良、夹渣等焊接缺陷进行评价，试验结果见表10。

电弧稳定性良好的评价标记为，不良的评价标记为×。抗裂性能评价，焊接时不产生裂纹的评价标记为，产生裂纹的评价标记为×。按照JIS Z3106 规定的放射线照相试验对焊道气孔的有无、熔合不良、夹渣焊接缺陷等进行检测。其底片等级为Ⅰ级的评价标记为，达不到Ⅰ级的评价标记为×。

在表6中，编号1～8的发明焊条，无论哪一种焊条，电弧稳定、抗裂性能优良，认为没有任何焊接缺陷。编号9～11的比较例焊条，编号9焊条金属氟化物含量过多，电弧不稳定，TiO2换算值合计、SiO2换算值合计含量为0，产生夹渣，X射线照相检测时，发现存在夹渣。编号10焊条金属碳酸盐含量过少，气体保护不良，X射线照相检测时，发现存在气孔。此外，不能降低熔敷金属中P，S，RE含量为0，产生热裂纹。由于金属粉末添加量过多和SiO2换算值合计过多，电弧稳定性不良。编号11焊条由于金属碳酸盐、TiO2换算值合计、RE含量过多，电弧稳定性不良。此外，由于金属氟化物含量过少，焊道根部过渡不圆滑，X射线照相检测发现熔合不良。

3.4 实施例4

使用表12所示化学成分的焊芯（3.2 mm）与表4中比较例编号12所示的药皮组成制成焊条。使用该焊条按照表5所示的焊接规范进行焊接，制成熔敷金属，加工成GL=30 mm，外径6 mm的蠕变试样。还有，从实施例3中编号1～8发明例焊条得到的熔敷金属制作成同样的蠕变试样。这些试样在650 ℃×30.0 kgf/mm2和650 ℃×22.0 kgf/mm2两种条件下进行蠕变断裂试验，测量蠕变断裂时间。其试验结果如图2所示。结果表明，发明例焊条与比较例编号12焊条相比，其蠕变断裂时间均大为延长。

3.5 实施例5

使用表13所示的焊条按照表14所示的焊接规范进行焊接试验，制成试板，母材是表15所示化学成分的高Cr奥氏体不锈钢，如图3所示形状的坡口，进行X射线照相试验、弯曲试验（试样尺寸：9.5 mm×10 mm×300 mm）、拉伸试验（试样尺寸：6 mm，取样位置如图4所示），试验结果分别见表16。其结果表明焊缝金属具有良好的接头性能。

第3篇：不锈钢材料范文

1、不锈钢保温水箱内胆一般采用304不锈钢材或者316L不锈钢材料制作，材料本身具有一定防腐功能，在焊接制作过程中，虽然采用氩保护焊接设备，但焊接本身就是一个金属金相组织变化及抗电化学腐蚀的极其复杂而高难度的技术工艺过程，不可能完全保证不锈钢材料经过高温焊接后，焊缝处材质不会出现变化。

2、因此、在内胆组件焊接完毕后，对不锈钢换热承压水箱内胆再次进行防腐处理是必然的。通过水箱内胆表面金属化学液表面特殊处理，在不锈钢水箱表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能坚固地附在金属表面上的富铬钝化膜，这种富铬钝化膜电位可高达+1。

3、0V，接近电位;并形成多层CrO3或Cr2O3结构，把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，使金属基本停止溶解，形成钝态达到防止腐蚀的效果。将2件304不锈钢同等焊接工件，其中一件焊接后采取表面特殊处理，另一件未采取防腐表面处理，经过5%盐雾试验，在试验30天后，左边的焊接后未作防腐表面特殊处理不锈钢工件就出现锈蚀。

（来源：文章屋网 ）

第4篇：不锈钢材料范文

【关键词】 不锈钢 可持续 可循环利用 环保节能

一 、引言

公共建筑是供人们进行各种公共活动的建筑，其内容很广泛，从办公建筑、商业建筑、旅游建筑到科教文卫建筑、通信建筑以及交通运输类建筑等均可列入公共建筑的范畴。

现代公共建筑对建筑设计的要求日益提高，人们往往对那些具有吸引力且空间开阔的建筑更感兴趣，而且伴随着绿色建筑和环保节能的浪潮，政府部门更多地要求建设能可持续性地发展——满足最少材料更新需要且能达到50甚至100年服务寿命的建筑。因此，建筑选材的耐腐蚀性，耐划伤、耐冲击性，维护要求，服务寿命，材料的可循环利用以及建筑物对能源和水的消耗等问题是材料选择的重点。此外，公共安全问题，如防火和抗风性、抗震性能、栏杆和障碍设施的长期完好性等问题正变得越来越重要。而在众多的建筑材料中，不锈钢材料凭借着自身良好的特性获得一致的好评，这一点在服务寿命在30年或更长的建筑物上表现的尤为突出。

二、不锈钢的主要性能

不锈钢（Stainless Steel）指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。

不锈钢有很强的耐蚀性，不易产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢是建筑用金属材料中强度最高的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性，所以它能使结构部件永久地保持工程设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可满足建筑师和结构设计人员的需要。

三、建筑用不锈钢牌号及规格：

在建筑领域常用的不锈钢牌号是304、304L、316、316L，以及相对较少的2205。304/304L、306/306L是最常用的建筑用不锈钢。它们具有相同的强度水平，并可容易的由机械成型或焊接而成实际建筑应用中的任何产品。

304不锈钢一般适用于气候可控的室内环境及具有轻度城市污染的温和室外环境。如处于较高水平的污染时，应选用光滑表面的304不锈钢并进行定期清洁。

316不锈钢除含有与304等量的铬和镍外，还含有钼，因此更耐腐蚀。通常用在暴露于低/中度海盐腐蚀环境或中度工业污染或更高程度城市污染水平环境中。

四、在建筑中的应用：

一般而言，人们期望建筑能以最小的维护来提供格外长的使用寿命。这对建筑物外墙、屋顶和室内高处尤为正确。环境中的腐蚀性物质会加速建筑材料和保护性涂层的退化变质。对于无需涂层保护的不锈钢而言，相比于其他应用于建筑结构的金属材料，不锈钢的耐腐蚀性能具有明显的优势。

不锈钢在公共建筑设计中的应用具体有以下几个方面：

1.结构用途：

冷作硬化后的304和316不锈钢正越来越多地用于框架隐蔽化的玻璃幕墙、轻型天蓬及其他类型结构中。如马德里巴拉哈斯机场和曼谷素旺那普机场壮观的玻璃幕墙系统就是采用了不锈钢支撑，创造出惊人的外墙效果。

曼谷素旺那普机场管状大厅

2. 隐蔽区域：

敞向外界空气的建筑区域，如建筑物的入口处，比能被雨水冲洗到的部分更易被腐蚀。因为在无雨水冲刷或人为清洗时，大量颗粒沉积物（如污物、盐分、污染物）会在材料表面积累；当遇到来自潮湿空气中的水分时，如果所用材料耐腐蚀能力不够或涂层退化，腐蚀就会发生。因此建筑物入口的那些隐蔽区域选用更耐腐蚀的不锈钢材料更为合适。

入口不锈钢雨蓬

3. 外立面围护：

公共建筑物很多在城市中，建筑外立面每天都会暴露在汽车尾气、生活烟气等城市污染中。对于建筑的外立面，大量被风刮起的磨损性粒子（如沙子）会导致建筑金属材料上的漆或涂层出现加速老化的现象。使用不锈钢材料作为建筑物的顶或外墙材料能很好地解决这些问题。因为不锈钢良好的耐腐蚀性能并不来自于表面涂层，沙暴或类似的天气情况可能会最终改变不锈钢表面的纹路，但是改变不了其内在优异的耐腐蚀性能。位于美国洛杉矶的迪斯尼音乐厅就是一个外立面运用不锈钢的典型建筑案例。该建筑外立面采用316不锈钢，振动抛光（乱纹）表面。由于建筑物造型的原因，其外立面不易清洗，尽管地处海边并暴露在中度城市污染环境中，但自2003年10月落成以来，其外立面建筑效果始终如一。

美国洛杉矶迪斯尼音乐厅

4. 室内外设施及装饰：

不锈钢因其具有耐用性、耐撞击和划痕损伤，以及可以提供多种类型表面状态和花纹，而在公共建筑室内外均获得了广泛的应用。浮雕式、喷丸处理、无方向划丝及No.4抛光等表面处理形式的不锈钢可广泛应用于诸如指示牌、电话台、展示柜、立柱包裹、电梯轿厢、花盆、废弃物回收箱以及墙壁护板等室内设施。不锈钢雕塑等不锈钢制品也是室内装饰的重要组成部分。

上海浦东机场候机厅不锈钢座椅及栏杆

除此之外，不锈钢也是制造公共卫生间隔断、纸巾盒、洗手池和其他物件的首选材料。这是因为在可能存在尿液暴露的环境中，不像涂漆或塑料表面那样，不锈钢可以迅速彻底地使用不含化学物质的蒸汽来清洗消毒，同时不锈钢比陶瓷和搪瓷碳钢更具延展性和耐冲击性。

五、 不锈钢的可持续性

除了可以提供长服务期、清洁时能避免使用有潜在毒性的化学清洗剂，不锈钢还在很多方面限制对环境的负面影响。不锈钢平均含有60%的循环废钢量；在建筑和基础设施里使用的不锈钢，一旦抵达其服务期的终点，估计可回收的比例高达92%。尤其是对304和316等普通奥氏体不锈钢来说，不锈钢不会被降级回收利用且重复回收利用不会使材料性能退化。

对于室内环境来说，不锈钢不像涂层钢、地毯等其他建筑产品，对于室内墙板不会产生任何排放物，低碳、环保。

国外对外立面墙和屋面材料的研究表明，常用的不锈钢屋面、墙面与砖、混凝土及木料相比，可以使建筑物少吸收热，如果做好屋面密封，使用空心墙，那么不锈钢这一性能改善作用可以得到更大的发挥。不锈钢的低腐蚀率可使屋面、墙面板更长久地保持这种高性能，只需偶尔清洗一下。在不锈钢上涂上高反射率的涂料，就可以进一步限制建筑物吸收的热量。

第5篇：不锈钢材料范文

一、掌握用户质量要求，策划产品实现方案

协同营销部门了解用户对产品技术、质量的要求，研究用户使用技术、策划产品实现方案，是产品经理开展产品管理工作的基础。

1. 市场调研

不锈钢产品用途广泛，但不锈钢冷轧产品的主要用户为中小型制造加工企业，具有用户数量多、使用量少等特点，大部分用户对不锈钢材料了解不多，对材料提不出具体、准确的技术质量要求，且同类产品的不同制造企业因加工工艺或产品定位不同，对不锈钢材料质量要求也不相同。因此，产品经理的首要工作是对用户进行逐个调研，与用户在技术上进行充分沟通，了解并研究用户的产品、装备、加工工艺、用户的历史使用等情况，甚至产品使用失效案例，掌握用户对每个产品、每个用途的具体质量要求，以此作为后续工作开展的基础。

2. 产品实现方案的策划

在充分调研的基础上，分析、研究目标用户的使用技术及产品质量要求，开展产品实现方案的策划工作。在生产工艺比较稳定、产品质量控制标准比较规范的情况下，常规产品已能满足大部分用途的使用要求；但对于部分产品质量要求较高或加工工艺稍复杂的用途，需要进行产品质量的标准+α设计及控制；而对于部分新的使用领域，或特殊的加工使用要求，就需要开发新品种以满足使用要求。由于此项工作是决定产品能否成功使用的关键，必要时可借助产品经理团队以及公司内外其他部门的技术力量进行充分论证，在最低制造成本原则下，选择满足用户使用要求的常规产品、标准+α产品或是新品种中的一种。

二、结合公司制造能力，进行产品质量设计

产品的质量设计就是将目标用户对不锈钢产品的技术、质量要求转化为不锈钢生产制造过程可控的各项工艺技术标准及检验标准。产品质量设计工作是连接生产方和使用方两个生产现场技术质量的桥梁，也是产品经理的核心工作，前期的市场调研及后期的产品质量监管、改进都是为确保产品质量设计的合理、完善、可控。

1. 产品质量设计的基本原则

设计的产品在满足用户使用要求的前提下，符合工序制造能力、工序管理水平及相关产品技术标准、管理标准的要求，是产品质量设计的基本原则。合格的产品质量设计必须遵循设备技术参数、工序技术标准、产品的内控检验标准的要求，并同时符合用户指定接受的产品标准（如中国国家标准、日本工业标准、美国材料试验协会标准、欧洲标准或生产方企业标准等）的相关技术规定。另外，由于产品的竞争力不仅体现在产品质量上，更体现在产品的制造成本及管理成本等方面。因此，产品经理应掌握本公司的工序制造能力及常规质量管理水平，准确区分哪种质量水平是可以稳定控制的，哪种质量水平是通过自身或本部门的适当努力可以达到的，哪种质量水平是需要其他部门、分厂及原料供应单位的配合改进才能达到的，哪种质量水平要达到是非常困难的。成功的质量设计应结合本企业的制造能力设计合适的产品质量，在低制造成本的条件下满足用户要求。

2. 产品试制管理

当常规产品不能满足用户的质量要求时，必须开发标准+α产品或新品种，这两类产品在投入批量生产前必须进行小批量的试制，在此期间，产品经理就是产品试制过程的项目负责人。由产品经理担任标准+α产品或新品种试制的项目负责人，可以使产品经理及时了解目标用户的技术质量要求等情况，以及新品种从科研开发部门进行实验室研究开始的技术、进度等情况。当新品种投入大生产时，由产品经理全面负责对该新品种（或标准+α产品）制订试制方案，进行产品质量设计，跟踪产品的试制情况和用户使用情况，等等，做到对整套生产工艺、技术及用户使用情况了如指掌。从而可以让产品从生产初期到稳定生产之间形成一贯的质量管理，避免产品的开发者与日常管理者因技术交接而产生管理空缺或技术丢失的现象，并可以在用户心目中树立起稳定管理的企业形象。

3. 修订或制订产品的各项配套标准

通常有完整的产品工艺技术标准、工序技术标准和产品检验标准等系列常规内控标准来指导、管理常规产品的生产、检验，但要实现标准+α产品的稳定可控，确保新品种的顺利投产，必须在试制结束的同时，修订或制订与标准+α产品或新品种质量要求配套的内控标准，如原材料采购的标准+α技术标准、工序工艺控制的标准+α技术标准、外观及性能检验的标准+α产品标准等，并确保修订或制订的各项标准的可执行性。

三、监管产品过程质量，协调各方物流顺行

产品质量设计为产品的制造工艺及检验制订了技术标准，但由于冷轧不锈钢生产对表面质量要求极为严格，所以要使最终产品达到质量设计各项标准的要求，还需要集合生产管理、现场技术管理及操作等各方力量对整个生产过程进行严格管控。与各相关部门的业务、技术人员的合作状况对产品经理工作能否顺利开展至关重要。沟通是合作的基础，有效沟通是产品经理的核心能力及主要日常工作之一，只有进行有效的沟通，才能协同制造管理部门及各生产分厂相关业务人员，在低质量损失或零质量损失的前提下高效地实现产品的设计质量。

1. 与制造管理部门相关业务人员的沟通及合作

制造管理部门的生产计划和合同管理人员计划、组织、协调、控制着合同产品从原料采购、产品生产到成品出厂整个流程的时间节点，因此产品经理必须经常与制造管理部门进行沟通，及时掌握目标产品的原料资源及生产时间节点等情况，以合理安排产品的试制计划，及时跟进、掌握产品生产过程的工艺及质量等情况。

2. 与生产分厂相关技术及操作人员的沟通及合作

不锈钢的生产工序较多，生产工艺及质量控制较复杂，一个产品经理要掌握产品整个生产线的所有工艺技术需要相当长的时间，而要做到对各工序产品质量的完全掌控更是相当困难。而现场技术管理人员及操作人员有着丰富的现场技术、质量管理经验。因此，只有与各相关工序的技术人员进行充分沟通，才能让产品的质量特点和技术要求深入人心；只有与各专业技术人员紧密合作，才能博采众长，将公司内各部门、分厂的技术及产品管理资源有效地集中到各个产品上来。

3. 处理产品生产过程异常情况

产品在生产过程中经常会发生各种异常情况，如因生产工艺条件的变化造成产品表面质量、性能不能达到设计要求。在此情况下，产品经理须协同区域技术管理人员，组织相关技术、管理人员采取有效的补救措施，给出异常产品的处置意见或建议，以确保合同产品按质、按量、按时完成。

四、做好用户技术服务，促进产品服务增值

产品经理是公司生产现场和用户生产现场的桥梁，协调、服务好公司生产现场是为了让产品在质量上成功达到设计要求、在时间节点上顺利达到计划及合同规定要求，而服务好用户生产现场是为了让产品顺利使用。做好售前、售中及售后技术服务工作，让用户买得放心、用得顺心，在合理成本条件下实现产品的顺利生产和使用，从而不断提升公司品牌价值，是产品经理工作的最终目的。

1. 掌握产品质量动态

产品经理通过公司营销、用户的采购及用户的技术管理等业务人员，通过电话询问、技术交流或用户现场生产跟踪等方式，掌握产品在用户加工使用过程中的质量动态，并根据产品使用过程中出现的问题及用户的技术质量要求，及时调整产品质量设计，提升产品质量控制水平，确保用户使用过程的顺利稳定。

2. 处理产品质量异议

不锈钢产品在加工使用过程中难免会发生用户不认同的质量特征，如压痕、擦划伤等外观缺陷，或发生开裂、锈蚀等失效现象。此时，产品经理需要及时跟进、参与或负责调查分析，掌握缺陷或失效现象产生的原因。如果是不锈钢材料的问题，就要根据缺陷产生的原因及时修改产品质量设计或采取措施加强产品的过程及成品出厂质量控制。如果为用户加工使用的原因，就要为用户提供必要的技术支持，帮助用户尽快解决存在的问题。

3. 深化与用户的技术合作

首先，要做好用户不锈钢材料的技术顾问。为用户选好不锈钢材料出谋划策，在满足产品质量要求及加工使用技术要求的前提下，为用户实现低成本采购提供技术支持。其次，要做好用户技术、研发人员的合作伙伴。一方面随着用户新产品的开发及老产品的升级换代，需要具有不同的耐蚀性、冲压加工性、焊接性等性能，以及不同表面结构、不同表面质量要求的不锈钢材料。此时，产品经理要与用户的技术人员进行充分的沟通，了解用户技术及研发人员的设想，推荐合适的不锈钢材料，详细说明材料的特征，并为其关于不锈钢材料的加工工艺提供建议。另一方面用户在加工生产过程中也可能会发生各种各样的技术或质量问题，此时，产品经理要与用户的技术人员一起对其加工工艺、装备及与不锈钢材料的匹配性进行研究探讨，并在公司备具的条件下尽力为用户提供各种检测及分析工作，最终解决存在的问题。另外，产品经理还要积极为用户培训提供不锈钢材料的技术支持，让用户了解不锈钢、用好不锈钢。产品有价、服务无价，产品经理要协同营销部门用真诚的服务与用户建立长期、稳定、双赢的合作关系。

五、产品经理制的完善

产品经理制推行近3年来，在各级领导的支持下，在营销、生产及现场技术人员的配合下，宝新公司的产品经理队伍逐渐成长、业务逐步扩展，赢得了广泛认可。但随着各项业务的深入开展，产品经理们在个人技术水平、项目管理能力、技术支持等各方面的弊端逐渐显现，迫切需要提升个人能力、寻求各方面的技术支持及管理支持。

1. 个人能力的提升

产品经理需要为产品从设计、生产到用户使用各个环节提供技术保障，因此优秀的产品经理，不但需要有深厚的技术水平，还需要有较强的沟通协调能力、项目管理能力、处理各种突发事件的应变能力，以及处理各种琐碎事情的耐心及信心。不仅要与公司内外的技术人员合作，还要与营销人员及生产管理等各方面业务人员合作，才能设计、生产出具有竞争力的产品。而产品经理们来自不同的工作岗位，此前的工作都比较单一，对不锈钢材料从冶炼到冷轧再到用户加工的工艺及技术掌握得并不透彻，更没有接受各种专业技术及项目管理等专业技能的培训，依靠自身边工作、边摸索、边积累，进步相对较慢，限制了用户技术服务工作的深入开展。因此，产品经理制的长足发展，还需要产品经理们去接受有针对性的各项专业技术及管理的培训，以提升个人的技术水平及管理能力。

2. 技术支持体系的完善

在各项工作开展过程中，产品经理们除了需要不断提升个人能力外，还需得到从研发、生产到质量控制等各方面技术业务人员的合作与支持。目前多数产品的管理更多的是由产品经理依靠个人关系去寻求各方面的支持，虽然大部分的业务人员都比较配合，但长期合作下来，难免会因为各种原因产生矛盾，从而逐渐消磨了产品经理们的工作激情。因此，扩展产销研工作的覆盖面，使每类产品都能获得产销研团队的支持，是让我们的技术服务工作得到持续提升的有效途径。

第6篇：不锈钢材料范文

安装母猪饮水器的方法：鸭嘴式饮水器，距床板30至50cm高，安装角度不能太大，不然料槽易积水生锈。猪饮水器是应于现代化猪场，为猪场提供清洁饮用水。因此，猪饮水器设备是猪场不可缺少的养猪设备。猪用自动饮水器的种类很多，有鸭嘴式、式、杯式等，应用最为普遍的是鸭嘴式猪只自动饮水器。

鸭嘴式猪只饮水设备主要由阀体、阀芯、密封圈、回位弹簧、塞盖、滤网等组成。其中阀体、阀芯选用黄铜和不锈钢材料，弹簧、滤网为不锈钢材料，塞盖用工程塑料制造。整体结构简单，耐腐蚀，工作可靠，不漏水，寿命长，猪饮水时，嘴含饮水器，咬压下阀杆，水从阀芯和密封圈的间隙流出，进入猪的口腔，当猪嘴松开后，靠回位弹簧张力，阀杆复位，出水间隙被封闭，水停止流出，鸭嘴式猪只饮水设备密封性能好，水流出时压力降低，流速较低，符合猪只饮水要求。

（来源：文章屋网 ）

第7篇：不锈钢材料范文

关键词：不锈钢；有限元法；整体稳定性；参数分析；计算方法

中图分类号：TU391 文献标识码：A

文章编号：1674-2974（2016）03-0055-11

不锈钢材料具有易维护和全生命周期成本低等优势，在建筑结构中得到广泛的应用[1].目前有关不锈钢结构的研究比较广泛，但研究尚处于初期阶段.对于不锈钢材料的应力应变关系，Mirambell和Real[2]提出了两阶段的Ramberg-Osgood模型，此外，Quach等[3]通过引入σ2.0，提出了一个三阶段修正模型.Gardner等[4]和Quach等[5]分别对不同情况构件提出了残余应力模型.王元清[6]和杨璐[7]等进行了相应的试验和理论研究，提出了纯弯作用下焊接工字形不锈钢梁的整体稳定计算表达式.Yuan等[8]对不锈钢焊接截面轴心受压构件的相关稳定性能进行了试验研究，并提出了相应的设计方法.舒赣平等[9-10]对冷弯不锈钢轴心受压构件的稳定承载力以及压弯构件平面稳定承载力进行了研究.Gardner等[11-12]根据若干不锈钢试件的试验研究结果进行分析，总结并提出了连续强度法[13].在不锈钢受压构件研究方面，Gardner[14-15]等对不锈钢的短柱试件进行了试验，对比了现行欧洲不锈钢设计规范的计算结果，提出了新的设计方法和设计建议.此外还有一些学者对不锈钢构件的变形性能和不锈钢管混凝土进行了研究.

不锈钢的应力应变曲线特征以及构件受力性能特征与普通钢有很大的不同，不锈钢材料具有明显的非线性特征以及明显的应变硬化特性，因此在进行不锈钢整体稳定性能分析时不宜使用钢结构规范.目前，中国不锈钢设计规范正在编制中，对不锈钢轴心受压构件整体稳定性能的研究对规范的编纂有一定的价值.

1 试验概况

1.1 试件设计

本文对奥氏体型和双相体型焊接工字型不锈钢共计22根构件进行了轴压试验，根据试验设定其中12个构件绕弱轴出现失稳，10个构件绕强轴出现失稳.所有构件在设计前均进行了试算，确保施加荷载能够使构件发生整体失稳，同时限制构件的截面尺寸以防构件出现局部屈曲.构件的材料属性通过材性实验获得.

1.2 试验装置

试验过程中使用的加载装置如图1所示，采用500T液压式长柱压力试验机进行加载，加载过程中，试件两端各布置一个单刀铰，使得加载装置与柱子端部实现单向铰接，单刀铰的转动轴线与试件弯曲失稳平面垂直.通过单刀铰约束方向来控制构件绕强轴或弱轴的失稳，单刀铰转动中心至柱端面距离为170 mm，试件的铰接长度Lt=L+340.

1.3 测量内容

位移计架设示意图如图2所示，在柱中设置2个位移计LVDT-5和LVDT-6用于测量试件失稳平面内柱中截面的水平位移，同时在柱中失稳平面外设置一个位移计LVDT-7用于测量试件失稳时失稳平面外柱中截面的水平位移.通过LVDT-3和LVDT-4两个位移计可以测量试件在受压时的竖向变形，即试验仪器加载点的竖向位移.此外在柱两端截面各布置了4个应变片，用于根据试件在弹性受力阶段端部截面的应变分布推算荷载初偏心值.在试验开始前，采用光学测量设备通过测量沿柱长方向四分点位置处截面中心偏离柱两端截面中心连线的距离来对每个试件的整体几何初始弯曲进行了测量.

2 有限元方法及试验验证

对工字形构件的整体稳定性能的研究需要考虑不同的影响因素，并分别进行参数化分析，由于试验本身的局限性，需引入有限元软件进行分析.在建立有限元模型及计算分析的过程中考虑了材料的非线性、构件几何初始缺陷以及截面残余应力的因素，并用试验结果对有限元模型进行了验证.

2.1 有限元模型的建立

2.1.1 单元的选择及边界约束

本文主要对轴压构件的整体稳定性能进行研究，因此采用BEAM188单元.为了与试验的柱端约束情况取得一致，首先在有限元模型的两端采用固定约束，在此基础上释放特定方向的扭转.对于工字形截面构件，应对构件绕强轴与弱轴失稳分别进行考虑[16].

2.1.2 不锈钢材料的本构模型

不锈钢的本构模型中比较准确的有两阶段的R-O模型和三阶段模型，其中两阶段模型相对简洁，使用较多.为能更好地反映试验的实际情况，本文采用试验测得的3条应力应变曲线的平均值模型.有限元分析采用多线性等向强化本构模型进行模拟.应力应变试验曲线与平均值模型曲线的对比如图3所示.

2.1.3 构件的初始缺陷

目前，在钢结构稳定计算中，各国规范都考虑了构件的初始几何缺陷.在进行有限元模拟时可偏于安全地取一阶整体屈曲模态作为几何初始缺陷的变形状态，用总的初始缺陷作为构件的一阶模态的最大位移，并对模型节点的坐标进行更新以实现对初始缺陷的模拟.初始几何缺陷模型如图4所示.

2.1.4 构件残余应力的分布

焊接构件中普遍存在残余应力，且残余应力的存在会对构件的极限承载力产生影响.本文采用袁焕鑫[17]测得的残余应力分布图[图5（a）]和他提出的残余应力分布模型[图5（b）].根据残余应力自平衡特点将残余应力分布模型进行简化，如图5（c）所示，并将其施加在有限元模型中，如图5（d）所示[17].

2.2 有限元模型与试验对比

2.2.1 荷载位移曲线对比

采用上述方法对22根不锈钢焊接工字形截面轴压构件进行有限元模拟，有限元模拟得到各构件的荷载与端部的竖向位移曲线与试验曲线的对比如图6所示，模拟得到各构件的荷载与构件中点处水平位移曲线与试验曲线的对比如图7所示，其中取构件内侧与外侧的残余应力测量值的平均值作为实测值.

由图6和图7可知，试验值与模拟值的荷载位移曲线匹配得较好，有限元模型能够较准确地模拟奥氏体型与双相体型不锈钢构件整体失稳的真实受力情况.由于试验需要克服单刀铰的摩擦力，无法达到理想状态；另一方面，在进行有限元模拟时，构件初始缺陷是按构件最大初始缺陷的一阶模态来取用的，因此，试验和数值模拟曲线之间存在一定的差别.此外，模拟还受到了构件的计算长度以及残余应力模型简化的影响.

2.2.2 极限荷载的对比

目前，欧洲不锈钢规范以及美国不锈钢规范是不锈钢设计的主要依据.本文对比了模拟和试验得到的极限承载力，同时也分别按欧洲不锈钢规范和美国不锈钢规范对稳定承载力进行了计算，通过对比验证了有限元模拟的准确性，并对两种规范的合理性进行了评估.

由表1可知，双相体型的模拟值与试验值的差别比奥氏体型模拟值与试验值的差别小，这主要是由于双相体型构件在极限荷载状态下未达到屈服状态，构件均属于弹性失稳；构件绕强轴失稳时模拟值与试验值的差别比构件绕弱轴失稳时的差别小.总体来看，有限元模拟值与试验值的误差控制在10%以内，平均误差在5%以内，本文的有限元方法能够很好地模拟不锈钢轴心受压构件整体稳定承载力.

对于不锈钢构件，根据欧洲不锈钢规范得到的设计值普遍低于试验值和模拟值，随长细比的增加两者的差异逐渐变小，欧洲不锈钢规范相对较保守且符合实际情况.根据美国不锈钢规范得到的设计值整体上高于试验值与模拟值，美国规范相对较激进不适用于焊接不锈钢构件.当构件长细比较小时，根据美国规范得到的设计值与构件极限承载力差别较小，而对于长细比较大的构件按照欧洲规范得到的设计值与构件的极限荷载差别较小.

综合来看，试验与模拟之间的差别在可接受的范围之内，故此有限元方法比较准确.

3 参数分析

本节使用以上经试验确定的有限元方法进行参数化分析，分别讨论构件几何初始缺陷、截面残余应力、材料力学性能、截面宽厚比以及长细比对构件极限承载力的影响.

3.1 构件几何初始缺陷

为研究构件几何初始缺陷对构件极限承载力的影响，本文在不改变其他参数情况下，采用改变初始缺陷大小的方法进行验证.本文选取初始缺陷系数分别为0.000 5L，0.001L和0.002L时构件绕强轴失稳及绕弱轴失稳2种情况进行有限元分析，并将初始缺陷值为0.000 5L与0.002L时的极限荷载值与初始缺陷值为0.001L时的极限荷载值进行对比.对比结果如图8所示.

图8中横坐标表示构件长细比，纵坐标表示初始缺陷分别为0.002L，0.000 5L构件的极限荷载F0.002，F0.000 5与初始缺陷为0.001L构件的极限荷载F0.001的比值.由图8可知，初始缺陷为0.000 5L时的极限荷载比初始缺陷为0.001L的极限荷载高5%左右，且随正则化长细比的变化有轻微的波动；初始缺陷为0.002L时的极限荷载比初始缺陷为0.001L的极限荷载低7%左右，且随正则化长细比的变化有轻微的波动.初始缺陷大小对构件的极限承载力影响较大，但对不同长细比的构件，初始缺陷对于绕弱轴失稳和绕强轴失稳2种情况的极限承载力影响不大.此外，通过奥氏体型与双相体型对比可知，不同初始缺陷对两者的影响基本相同，但初始缺陷对双相体型构件影响较小且对绕弱轴失稳构件影响更大.

3.2 构件截面残余应力的影响

为研究构件截面残余应力的影响，本文在不改变其他参数情况下，分别对考虑残余应力与不考虑残余应力2种情况进行了有限元分析，并对考虑残余应力时构件的极限荷载与不考虑残余应力时的极限荷载进行了对比.对比结果如图9所示.

图9中横坐标表示构件长细比，纵坐标表示不考虑残余应力时构件的极限荷载Fw与考虑残余应力的极限荷载Fy的比值.从构件的残余应力影响来看，随长细比的变化，残余应力对构件的极限承载力的影响也随之发生改变；残余应力对构件绕弱轴失稳时的极限承载力影响较大，表明绕弱轴失稳时构件对残余应力更为敏感.此外，残余应力对奥氏体型不锈钢构件的极限承载力的影响较大，而对双相体型不锈钢构件的极限承载力的影响较小，主要是由于残余应力的存在使得奥氏体型不锈钢构件更容易达到屈服应力fy.

3.3 材料力学性能的影响

在探讨材料力学性能的影响时，在保证其他影响因素不变的前提下，分别取用2种奥氏体型与2种双相体型不锈钢材料进行有限元分析，并对有限元模拟得到的极限荷载进行对比，对比结果如图10所示.

图10中横坐标表示构件长细比，纵坐标表示2种牌号的材料极限荷载F1和F2的比值.由图10可知，绕强轴失稳和弱轴失稳时材料力学特性对整体稳定承载力的影响均表现为随构件长细比的增加先变大后变小.材料的力学性能对双相体型不锈钢构件的极限承载力影响较大，同一种材料使用正则化长细比考虑材料特性后2种牌号的材料稳定系数与正则化长细比的关系基本相同.

3.4 截面宽厚比的影响

考虑宽厚比的影响时，在不改变其他参数的情况下，通过改变截面宽厚比，使用有限元分析获得极限荷载并对比按照中国钢结构规范中φ=F/fyA计算得到稳定系数的变化.如图11所示.

图11中横坐标表示构件宽厚比，纵坐标表示不考虑残余应力时与考虑残余应力时的整体稳定系数.由图11可知，腹板的宽厚比和翼缘的宽厚比对绕弱轴失稳和绕强轴失稳的极限承载力的影响可以忽略，且宽厚比对奥氏体型与双相体型不锈钢构件极限承载力的影响相同.

3.5 构件长细比的影响

当讨论长细比对构件的极限荷载的影响时，在不改变其他因素的前提下，通过改变构件的长度来改变构件的长细比，通过有限元分析确定当构件长细比改变时构件极限荷载按照中国钢结构规范中φ=F/fyA计算得到整体稳定系数变化，如图12所示.

图12中横坐标表示构件长细比，纵坐标表示构件的整体稳定系数.由图12可知，奥氏体型与双相体型不锈钢的极限荷载随长细比的变化均呈现出较明显的改变，构件长细比越大极限荷载值越小.

4 计算方法的提出

4.1 计算方法

本文采用正则化长细比构建整体稳定系数，将柱子曲线分为3段分别进行计算.第1段，由于正则化长细比较小，构件失稳时由于截面屈服应力已超过fy，边缘屈服准则已不再成立，因此对于此类问题可采用Gardner提出的连续强度法.由于此种方法计算比较复杂且在实际中此类长细比较小的构件较少，因此为了使用方便以及曲线的完整可采用一段保守的函数曲线来代替.第2段，考虑到材料的非线性特性，构件失稳形式为弹塑性失稳，综合美国钢结构规范以及冷弯构件的直接强度法，可采用美国冷弯不锈钢规范中给出的公式形式进行计算.第3段，此时构件正则化长细比较大，构件失稳形式为弹性失稳，可采用基于构件边缘屈服准则的perry公式的形式进行计算.

4.2 数据拟合

通过对奥氏体型与双相体型不锈钢进行参数化有限元分析，将得到的有限元参数分析结果使用Matlab提出的稳定系数公式进行拟合，最终确定公式中系数的取值，并考虑到系数的简便以及曲线的连续性对系数进行简单处理，如表2所示.

将通过计算得到的柱子曲线与欧洲不锈钢规范和美国不锈钢规范得到的曲线进行对比可以看出：计算得到的柱子曲线高于欧洲规范曲线，且长细比越大两者柱子曲线的差别越小；当正则化长细比较小时，计算得到的柱子曲线高于规范曲线，当正则化长细比较大时，计算得到的柱子曲线低于规范曲线.当正则化长细比较小时，计算得到的柱子曲线与美国规范曲线间的差距较小，当正则化长细比较大时，计算得到的柱子曲线与欧洲不锈钢规范的柱子曲线间的差距较小.

此外，对于奥氏体型不锈钢构件，模拟得到的整体稳定系数与欧洲规范曲线差值较小，对于双相体型不锈钢构件，模拟得到的整体稳定系数与欧洲规范曲线差值较大，表明不同材料对构件整体稳定承载力影响较大，因此两者应分别进行讨论.构件绕强轴失稳时模拟得到的整体稳定系数与欧洲规范曲线差值小于构件绕弱轴失稳时模拟得到的整体稳定系数与欧洲规范曲线差值，因此应分别讨论工字形构件绕强轴失稳和绕弱轴失稳2种情况.

本文提出的三段式计算方法适用于奥氏体型和双相体型2类不锈钢构件.由图14可知，模拟值明显高于欧洲不锈钢规范曲线，表明欧洲不锈钢规范较保守；模拟值与美国不锈钢柱子曲线相差较大，表明美国不锈钢规范不适用于焊接不锈钢构件.三段式与试验和有限元数据点的分布形态吻合较好，对工字形截面构件的承载力计算值与试验和有限元的平均比值均近似为1，表明建议公式能够对奥氏体型、双相体型不锈钢的工字形截面构件的整体稳定承载力进行合理的计算.

5 结 论

1）通过考虑了不锈钢材料力学性能、焊接残余应力、整体几何初始缺陷等因素的有限元模型对试验进行验证，表明了有限元模型的可靠性和适用性.

2）通过参数分析可确定不锈钢构件的材料特性、几何初始缺陷与长细比对构件整体稳定承载力影响较大，截面残余应力对构件整体稳定承载力影响较小，截面宽厚比对构件整体稳定承载力影响可忽略.

3）欧洲不锈钢规范对于构件整体稳定性能的预测较保守，美国不锈钢规范对于焊接构件可能不适用.

4）计算了742个焊接工字形不锈钢构件的数值算例，根据算例结果提出了三段式计算方法，建议公式可很好地预测不锈钢构件的整体稳定承载力，可以为工程设计应用和相关设计规范编制提供参考.

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第8篇：不锈钢材料范文

关键词：反应堆冷却剂系统（RCS）；焊接材料；化学成分；力学性能

引言

在AP1000核电堆型中，反应堆冷却剂系统（RCS）是核电站中最为关键的管道系统，设计方采用的管道材质为ASME SA312 GR TP304L、ASME SA182 F TP304LN、ASME SA312 GR TP316LN金属材料。按照ASME 第二卷C篇《焊条、焊丝及填充金属》（1998+2000a）及依托化项目相关技术规格书要求，并针对核电站管道系统的特殊性，确定焊接材料的化学成分、力学性能、铁素体含量，不锈钢敏化试验要求。

1 焊接材料选择

1.1 焊接材料化学成分选择

奥氏体不锈钢焊接材料应在ASME第二卷焊接金属分析A-8中308、308L、309、316和316L类型选择，低碳奥氏体不锈钢金属需选择低碳级别的不锈钢填充金属308L、316L。与反应堆冷却剂系统 （RCS）相关的低碳奥氏体不锈钢管道安装和焊缝修补的焊接材料应满足ASME第III卷NB分卷要求，按照设计要求选择适用于GTAW的焊丝 ER308L、ER316L。

适用焊接材料在ASME第二卷中化学成分的基础上按照ASME第III卷NB分卷NB-2432.2要求相应的增加Cb+Ta、V、Ti、Co五种化学元素，化学成分含量的控制以316L要求的化学成分为基准。Cb+Ta、V、Ti、均为有益元素，适当的添加可细化组织晶粒，提高强度、韧性、淬透性、可防止晶间腐蚀现象[1]；考虑到反应堆冷却剂系统（RCS）有直接受反应堆辐照的焊缝，所以必须将Co元素应该被严格控制一定范围，与反应堆冷却水接触的焊接填充金属最大Co含量应为0.20%或更少。焊缝修补，如果与反应堆冷却水接触的焊缝表面区域比较大时，焊接材料的最大Co含量应为0.10%或更小。类似的要求在法国RCCM标准S-2511中也有相关描述。同时还要求控制S元素的含量至0.010以下，目前低硫填充金属材料已经证明能缓硫致焊接的热裂纹或微裂纹问题。

AP1000核电堆型反应堆冷却水剂系统管道焊接全部采用GTAW焊接工艺，选配的焊接材料化学成分与ASME标准第II卷中的参数对比情况，详见表格1～2。

1.2 焊接材料力学性能选择

反应堆冷却剂系统管道焊接全部采用GTAW焊接工艺，对应的ER308L、ER309L、ER316L在ASME标准第二卷C篇中仅规定了分类，力学性能是在附录A中已推荐方式提供，为焊接材料和产品母材力学性能有效结合起来提供了依据。反应堆冷却剂系统管道母材的抗拉强度540MPa，屈服强度275MPa，伸缩率 60%。根据等强匹配原则，反应堆冷却剂系统焊接材料力学性能按照表格4中的参数制定为抗拉强度550MPa，屈服强度310MPa，伸缩率 30%。

力学性能参数对比详见表格3～4。

1.3 铁素体含量选择

奥氏体不锈钢焊缝金属应根据ASME第III卷，NX-2430进行试验。“开始”的焊接材料的未稀释的焊缝溶敷金属必须含有至少5FN（铁素体数）。与GTAW使用的焊接材料的δ铁素体可以从填充金属本身获得（仅仅使用化学分析方法就可以）。对于有低钼含量308L的焊材来讲，允许的δ铁素体范围应为5FN到20FN。对于有高钼含量的焊材316/316L，允许的δ铁素体范围应为5FN到16FN。详见表格5。

1.4 敏化试验

所有涉及AP1000核电堆型反应堆冷却水剂系统奥氏体不锈钢焊接的焊接材料必须符合USA核管会的RG1.44《敏化不锈钢使用的控制》管理导则，所以要求焊材供应商或者核电产品制造单位者证明在GTAW工艺下最大热输入量和最大碳含量符合RG1.44敏化不锈钢使用的控制的相关要求。

2 焊接材料应用结论

反应堆冷却剂系统使用的焊接材料ER308L、ER316L在遵循以上化学成分、力学性能、铁素体含量、敏化试验的基础上，通过三门核电一期工程，海阳核电一期工程设备模块产品（Q601）和反应堆一体化顶盖现场组装移交（IHPFA）最终证明反应堆冷却剂系统奥氏体不锈钢材质的管道焊缝产品质量符合ASME第三卷NB分卷和设计方相关技术规格书验收要求。本系统使用的焊接材料是在ASME 1998+2000a为执行标准和依托化项目相关技术规格书的要求下选择。因此，仅适用于AP1000核电堆型依托化项目。后续核电项目及CAP1400项目适用标准版本不同时，需要具有ASME认证资质的单位按照NCA-1140（e）的要求完成相关工作，并根据具体产品完成相关论证方可展开工作。

参考文献

[1]于宗森.钢的成分、残留元素及性能的定量关系[M].北京：冶金工业出版社，2001：259-264.

第9篇：不锈钢材料范文

关键词：不锈钢；刀具；切削量；

随着工业经济的快速发展，不锈钢已广泛应用于各个生产领域，不锈钢在大气中或在腐蚀性介质中具有一定的耐蚀能力，并在较高温度（>450℃）下具有较高的强度。在与氧化性介质接触中，由于电化学作用，表面很快形成一层富铬的钝化膜，保护金属内部不受腐蚀；但在非氧化性腐蚀介质中，仍不易形成坚固的钝化膜。为了提高钢的耐蚀能力，通常增大铬的比例或添加可以促进钝化的合金元素，这些合金元素在钢中的含量不同，对不锈钢的物理结构及化学性能产生不同的影响，对切削加工性影响很大。不锈钢加工切削刀尖处温度高、切屑粘附刃口严重、容易产生积屑瘤，加剧了刀具磨损，影响加工表面粗糙度，从而影响工件质量，为提高加工效率和工件质量，应从不锈钢加工件特性分析，选择合理的刀具材料、车刀几何参数和切削用量至关重要。

1. 不锈钢有哪些切削特点

在不锈钢的切削加工中，不锈钢的切削加工性比中碳钢差得多，首先要对被加工件的被切削性能有所了解，不锈钢在切削过程中有如下几方面特点：

1.1.加工硬化严重：不锈钢的塑性大，塑性变形时品格歪扭，强化系数很大；且奥氏体不够稳定，在切削应力的作用下，部分奥氏体会转变为马氏体；再加上化合物杂质在切削热的作用下，易于分解呈弥散分布，使切削加工时产生硬化层，给后续加工工序增加了困难。

1.2.加工性能：不锈钢在切削过程中塑性变形大、韧性高，切削力增加、热强度高、切削时消耗能量大，切削温度高；不锈钢导热率低，散热不好易形成刀具高温；不锈钢粘结凝焊性强，切削过程中易形成积屑瘤；不锈钢加工硬化倾向强，切削表面易形成硬化层；不锈钢不易断屑，切削过程中易堵塞，影响加工表面的光洁。

1.3.切削温度高：切削时塑性变形及与刀具间的摩擦都很大，产生的切削热多；加上不锈钢的导热系数约为45号钢的?～?，大量切削热都集中在切削区和刀―屑接触的界面上，散热条件差。

1.4.切屑不易折断、易粘结：不锈钢的塑性、韧性都很大，车加工时切屑连绵不断，影响操作，同时挤伤工件加工表面，在高温、高压下，不锈钢与其他金属的亲和性强，易产生粘附现象，并形成积屑瘤，加剧刀具磨损。

1.5.刀具易磨损：切削不锈钢过程中的亲和作用，使刀―屑间产生粘结、扩散，从而使刀具产生粘结磨损、扩散磨损，不锈钢中的碳化物（如TiC）微粒硬度很高，切削时直接与刀具接触、摩擦，擦伤刀具，还有加工硬化现象，均会使刀具磨损加剧。

1.6.线膨胀系数大：不锈钢的线膨胀系数约为碳素钢的1.5倍，在切削温度作用下，工件容易产生热变形，尺寸精度较难控制。

2.刀具材料选择

不锈钢切削加工工序中，如何选择合理刀具材料是保证高效率切削加工不锈钢的重要条件。切削不锈钢时选择刀具时应考虑以下参数：

2.1.高速钢的选择：高速钢主要用来制造铣刀、钻头、丝锥、拉刀等复杂多刃刀具。普通高速钢W18Cr4V使用时刀具耐用度很低已不符合需要，在相同的车削条件下，用W18Cr4V和95w18Cr4V两种材料的刀具加工1Cr17Ni2工件，采用新型高速钢刀具切削不锈钢可获得较好的效果。对于批量大的工件，采用硬质合金多刃、复杂刀具进行切削加工效果会更好。

2.2.硬质合金的选择：YG类硬质合金的韧性较好，可采用较大的前角，刀刃也可以磨得锋利些，使切削轻快，且切屑与刀具不易产生粘结，较适于加工不锈钢。特别是在振动的粗车和断续切削时，YG类合金的这一优点更为重要。

2.3.刀具几何参数

2.3.1.前角：不锈钢的硬度、强度并不高，但其塑性、韧性都较好，热强性高，切削时切屑不易被切离。在保证刀具有足够强度的前提下，应选用较大的前角，这样不仅能够减小被切削金属的塑性变形，而且可以降低切削力和切削温度，同时使硬化层深度减小。

2.3.2.后角：加大后角能减小后刀面与加工表面的摩擦，但会使切削刃的强度和散热能力降低。后角的合理值取决于切削厚度，切削厚度小时，宜选较大后角，三轨由于切削量大，所以选用20°的后角。

2.3.3.刀盘直径：刀盘的直径一定要比被加工件大一点，否则在切削时受力非常大，而且不易刀片的散热和铁削的排出！一般刀盘直径是被加工件宽度的1.5倍。

3.不锈钢加工控制

3.1.选择合理的切削用量

切削用量对加工不锈钢时的加工硬化、切削力、切削热等有很大影响，特别是对刀具耐用度的影响较大。选择的切削用量合理与否，将直接影响切削效果。

3.1.1.切削深度ap：粗加工时余量较大，应选用较大的切深，可减少走刀次数，同时可避免刀尖与毛坯表皮接触，减轻刀具磨损。但加大切深应注意不要因切削力过大而引起振动，可选ap=2～5 mm。精加工时可选较小的切削深度，还要避开硬化层，一般采用ap=0.2～0.5 mm。

3.1.2.进给量的选择 实践证明，进给量在0.12～0.20/r时较好。f=0.14/r时，每个钻头平均钻孔80个，f=0.20/r时每个钻头平均钻孔25个。

3.1.3.切削速度的选择 钻削不锈钢时切削速度对钻头耐用度和孔的表面粗糙度影响很大。对1Cr18Ni9Ti不锈钢钻孔时的切削速度以8～10m/min较好。

3.2.切削液的选择

用10%的油酸、20%～30%切削油、60%左右的酱油，配制成冷却液。在切削加工时将配制好的冷却液加入冷却部位，最后加水，以便充分冷却，保护钻头，但用完后应立即擦干净机床导轨、工作台面及冷却液溅到的部位，以防生锈。经过反复使用证明，用这种冷却液加工，不但表面粗糙度低，生产效率也提高了许多。

3.3.冷却方式

在切削加工过程中应使切削液喷嘴对准切削区，或最好采用高压冷却、喷雾冷却等冷却方式。采用喷雾冷却法效果最为显著，可提高铣刀耐用度一倍以上；如用一般10%乳化液冷却，应保证切削液流量达到充分冷却。