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不銹鋼棒材熱疲勞性能淺述

2020-03-05 11:07:48

高溫疲勞是指材料在高溫下由于周期反復變化著的應力的作用而發生損傷至斷裂的過程。對其進行的研究結果表明,在某一高溫下,10的8次冪次高溫疲勞強度是該溫度下高溫抗拉強度的1/2。

熱疲勞是指在進行加熱(膨脹)和冷卻(收縮)的過程中,當溫度發生變化和受到來自外部的約束力時,在材料的內部相應于其本身的膨脹和收縮變形產生應力,并使材料發生損傷。當快速地反復加熱和冷卻時其應力就具沖擊性,所產生的應力與通常情況相比更大,此時有的材料呈脆性破壞。這種現象被稱之為縶沖擊。熱疲勞和熱沖擊是有著相似之處的現象,但前者主要伴隨大的塑性應變,而后者的破壞主要是脆性破壞。

不銹鋼的成分和熱處理條件對高溫疲勞強度有影響。特別是當碳的含量增加時高溫疲勞強度明顯提高,固溶熱處理溫度也有顯著的影響。一般來說鐵素體型不銹鋼具有良好的熱疲勞性能。在奧氏體不銹鋼中,高硅的且在高溫下具有良好的延伸性的牌號有著良好的熱疲勞性能。

熱膨脹系數越小、在同一熱周期作用下應變量越小、變形抗力越小和斷裂強度越高,壽命就越長??梢哉f馬氏體型不銹鋼1Cr17的疲勞壽命長,而0Cr19Ni9、0Cr23Ni13和2Cr25Ni20等奧氏體型不銹鋼的疲勞壽命短。另外鑄件較鍛件更易發生由于熱疲勞引起的破壞。在室溫下,10的7次冪次疲勞強度是抗拉強度的1/2。與高溫下的疲勞強度相比可知,從室溫到高溫的溫度范圍內疲勞強度沒有太大的差異。

不銹鋼棒材

沖擊韌性

材料在沖擊載荷作用下,載荷變形曲線所包括的面積稱為沖擊韌性。對于鑄造馬氏體時效不銹鋼,當鎳含量為5%時其沖擊韌性較低。隨著鎳含量的增加,鋼的強度和韌性可得到改善,但鎳含量大于8%時,強度和韌性值又一次下降。在馬氏體鉻鎳系不銹鋼中添加鉬后,可提高鋼的強度且可保持韌性不變。

在鐵素體型不銹鋼中增加鉬的含量雖可提高強度,但缺口敏感性也被提高而使韌性下降。

在奧氏體型不銹鋼中具有穩定奧氏體組織和鉻鎳系奧氏體不銹鋼的韌性(室溫下韌性和低溫下韌性)非常優良,因而適用于在室溫下和低溫下的各種環境中使用。對于有穩定奧氏體組織和鉻錳系奧氏體不銹鋼。添加鎳可進一步改善其韌性。

雙相不銹鋼的沖擊韌性隨鎳含量的增加而提高。一般來說,在a+r兩相區內其沖擊韌性穩定在160至200J的范圍內。


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