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ISO M 不锈钢

定义


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  • 以铁 (Fe) 为主要组成元素的合金。

  • 铬含量高于12%

  • 通常碳含量较低 (C ≤ 0.05 %)。

  • 添加镍 (Ni)、铬 (Cr)、钼 (Mo)、铌 (Nb) 和钛 (Ti) 各种合金元素,赋予材料不同的特性,如耐腐蚀性和高温强度。

  • 铬与氧 (O) 结合,在钢表面上产生Cr0O3保护膜,使材料具有不锈的特性。

 


切削加工性概述


不锈钢的切削加工性依合金元素、热处理和制造工艺 (锻造、铸造等) 不同而不同。通常切削加工性随着合金含量增加而降低,但是易切削或切削加工性改善的材料在所有各类不锈钢中都存在。

  • 长屑材料。

  • 切屑控制在铁素体/马氏体材料加工中比较容易,但在奥氏体和双相不锈钢加工中就比较复杂。

  • 特定切削力:1800-2850 N/mm²。

  • 加工时产生高切削力、积屑瘤、高热和加工硬化表面。

  • 奥氏体材料中氮 (N) 含量较高会使强度增加,耐腐蚀性也有一定提高,但切削加工性降低,同时变形硬化增加。

  • 加入硫 (S) 改善材料的切削加工性。

  • 碳含量高 (>0.2%) 会产生较大的后刀面磨损。

  • Mo和N会降低切削加工性,但是它们提供抗酸侵蚀能力并使高温强度增加。

  • SANMAC (山特维克商标) 是通过优化硫和氧含量使切削加工性获得改善同时并不牺牲耐腐蚀性的材料。

 

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不锈钢MC代码


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材料组识别

不锈钢的显微结构主要取决于它的化学成分,其中最重要的是主要的合金元素铬 (Cr) 和镍 (Ni)。实际上,受其它合金元素的影响,显微结构的变化范围会很大。热处理或某些情况下的冷加工也会改变显微结构。沉淀硬化铁素体或奥氏体不锈钢具有更高的抗拉强度。

 

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铁素体和马氏体不锈钢 – P5.0-5.1


定义

根据切削加工性来分,铁素体和马氏体不锈钢被归类为ISO P。一般铬含量为12-18%。其它合金元素的加入量很少。
 
马氏体不锈钢具有较高的碳含量,这使其可硬化。铁素体钢有磁性。铁素体和马氏体的焊接性都很低,耐腐蚀性从中等到低并随着铬含量的增加而提高。

 

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常见零件

常用在对耐腐蚀性要求有限的应用领域。由于镍含量有限,铁素体材料成本较低。应用示例:耐腐蚀性要求较低的泵轴、蒸汽轮机和水轮机的涡轮、螺母、螺栓、热水加热器以及纸浆和食品加工行业。
 
马氏体不锈钢可硬化,可用于餐刀、剃刀片、手术器械等。
 

 

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切削加工性

一般而言,此类材料具有良好的切削加工性,非常类似于低合金钢,因此将其归类为
ISO P材料。较高的碳含量 (>0.2%) 使材料可以进行硬化处理。加工时会产生后刀面
磨损和月牙洼磨损,并会形成一些积屑瘤。适用ISO P牌号和槽形。

 


奥氏体和超级奥氏体不锈钢 – M1.0-2.0


定义

奥氏体不锈钢是主要的不锈钢组;最常见的组成是18% Cr和8% Ni (如18/8不锈钢和304不锈钢)。通过加入2-3%的钼而获得较强的耐腐蚀性,此类不锈钢经常被称为“耐酸钢”:(316不锈钢)。该材料组也包括超级奥氏体不锈钢,其镍含量超过20%。奥氏体沉淀硬化钢 (PH) 在溶解热处理状态为奥氏体结构,其铬含量>16%,镍含量>7%,铝 (Al) 含量约为1%。典型的沉淀硬化钢为17/7 PH不锈钢。

 

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常见零件

用于要求良好耐腐蚀性的零件。极佳的焊接性和良好的高温性能。应用包括:化学、纸浆和食品加工行业,飞机的排气歧管。通过冷加工,良好的机械性能获得进一步改善。

切削加工性

加工硬化产生硬化表面和硬切屑,由此会导致沟槽磨损。同时,其粘结作用强烈,易产生积屑瘤 (BUE)。其相对切削加工性为60%。发生硬化时,涂层和基体材料会被从切削刃上撕下,导致崩刃和不良表面质量。加工奥氏体时易出现强度较高的连续长切屑,不易折断。加入S可改善切削加工性,但会导致耐腐蚀性降低。

使用带正前角槽形的锋利切削刃。切削到加工硬化层下面。保持切削深度恒定。加工时会产生许多热量。

 


双相不锈钢 – M 3.41-3.42


定义

向铁素体铬基不锈钢内加入镍,会形成铁素体和奥氏体的混合基结构组织。这被称为双相不锈钢。双相材料抗拉强度高,并具有出色的耐腐蚀性。高级双相和超级双相的名称表明材料中具有更高的合金元素含量,而且耐腐蚀性更强。在双相钢中,通常铬含量在18%和28%之间,镍含量在4%和7%之间,这样铁素体约占25-80%。在室温下,通常铁素体和奥氏体相各占50%。典型的山特维克品牌名称为SAF 2205、SAF 2507。

 

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常见零件

用在化学、食品、建筑、医药、纤维和造纸行业的设备上,以及加工过程中含有酸或氯的场合。也常用于海洋石油和天燃气行业的相关设备上。

 

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切削加工性

一般而言,由于高屈服点和高抗拉强度,材料的相对切削加工性较低,只有30%。超过60%的较高铁素体含量,提高切削加工性。加工时产生很硬的切屑,会导致切屑冲击,并产生较高的切削力。切削时产生大量的热,这会导致塑性变形和严重的月牙洼磨损。

最好使用小的主偏角,以避免产生沟槽磨损和形成毛刺。刀具和工件的夹持必须保持稳定。


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