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不锈钢雕塑材料的特点及耐蚀性能

查阅:685 发布时间:2019-12-24 11:41:34

材料特点

由于材料的机体承载能力较强,尤其是在高温强度与硬度都很高时,会在切削加工时增加材料的抗力,因此也增加了切削时卷曲的难度。

不锈钢不仅塑性大而且韧性高。当切削时刀具与塑性变形之间的摩擦较大时,就会产生切削热多,然而不锈钢的导热系数则比较低,基本上在0.039到0.08之间,所以,这种情况属于难切削加工范围内的。另一方面在加工中因为材料的散热较差,对刀具切削温度要求高,会加快刀具的磨损。

在切削操作中由于材料的塑性大、附着性强,积削瘤、鳞刺等很容易粘附在零件的表面,从而导致零件表面较为粗糙。

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不锈钢的耐蚀性能

Cr原子与其氧化物的大小类似,因此Cr的氧化物会紧密地堆积在金属表面,形成一层只有几个原子层厚、化学性质稳定的薄膜,这种保护性氧化物层可以阻止或延迟氧化物铁锈的进一步发展,从而阻止进一步地氧化腐蚀。这种现象也存在于其他金属中,如Al和Ti。与此形成强烈对比的是,因为Fe原子的大小比它的氧化物小很多,因此形成的氧化物不是紧密堆积的薄膜,而是相当疏松的薄膜,很快就剥落了,所以Fe腐蚀得非常快。除了Fe、C和Cr以外,现代不锈钢中也含有如Ni、Nb、Mo和Ti等其他元素。Ni、Mo、Nb和Cr都能增强不锈钢的耐蚀能力。

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如果切割不锈钢,对不锈钢表面进行机加工,或者不锈钢因意外被划伤、损坏,钝化膜就会受到破坏,在存在空气或水的情况下不锈钢很快会形成新的钝化层,重新覆盖裸露的表面,这也就是不锈钢“不锈蚀”的原因。Cr氧化物保护层非常薄,人们甚至感觉不到它的存在,因此金属仍会保持其迷人的光泽。研究发现,要使钢获得抗锈能力,或者比普通钢更不容易生锈,在钢中最少需要添加10.5wt%的Cr来形成具有可靠保护性的、自修复的氧化铬表面层。Cr含量越高,钝化层的耐蚀能力就越强。更进一步地,稀土元素的添加可以增强不锈钢材料的抗高温氧化能力。另一方面,钝化膜和金属基底的热膨胀特性是不同的,由此可以影响到膜的稳定性,特别是服务在频繁进行热循环的条件下。膜的膨胀系数很低,此时如果金属基底的热膨胀系数很高,就会产生很大的膨胀,当金属冷却并收缩时,膜就会剥落或开裂。得益于铁素体低的热膨胀系数,对于需要频繁进行高低温循环的场合,铁素体等级钢种的钝化膜比奥氏体合金的膜更不容易剥落或开裂,也就没有新的氧化发生。

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