“不銹”是不銹鋼的主要特征,但是最早的一些不銹鋼卻因為高強度被用來制造不腐蝕的刀具。在美國20世紀大蕭條開始后的第二年,有人就開始建造了世界上第一架不銹鋼飛機一一先鋒號,其結構件和機身使用了不銹鋼,機翼采用纖維織物包裹,建成的飛機重量竟然還比當時木質飛機輕一點,其中不銹鋼的厚度只有兩張紙那么厚。一個世紀后,2019年馬斯克建造了一艘直徑9米的不銹鋼飛船--星船,馬斯克說,盡管不銹鋼材質不是最輕的材料,但在溫度特別低(如-165℃)的情況下,不銹鋼材質的性能和強度都提高50%,延展性良好、非常堅韌且沒有斷裂的問題。我國很多建筑也采用了不銹鋼材料作為主體結構材料。


  從刀具、飛(fei)機到(dao)飛(fei)船(chuan)、建(jian)筑物,可(ke)見人(ren)們(men)對不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)力(li)學性能(neng)也非(fei)常感興(xing)趣。根據不同的(de)(de)化(hua)學成分和(he)基(ji)體組(zu)織,不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)牌(pai)號可(ke)覆蓋(gai)很寬的(de)(de)力(li)學性能(neng)范圍(wei)(wei),如固(gu)溶態不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)熱軋(ya)板(GB/T4237)的(de)(de)室溫屈(qu)服強(qiang)度范圍(wei)(wei)從不低(di)于170兆帕(pa)至不低(di)于1050兆帕(pa),抗(kang)拉強(qiang)度從不低(di)于360兆帕(pa)至不低(di)于1350兆帕(pa)。在4K到(dao)1000K范圍(wei)(wei)內,都可(ke)以找(zhao)到(dao)合適的(de)(de)、滿足力(li)學性能(neng)要求的(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)牌(pai)號。


  不(bu)銹鋼(gang)的力學性(xing)能(neng)包(bao)括(kuo)室溫(wen)和高(gao)溫(wen)拉伸性(xing)能(neng)、硬(ying)度性(xing)能(neng)、低溫(wen)沖擊韌性(xing)、高(gao)溫(wen)疲勞(lao)試(shi)驗等(deng)。


  1. 室(shi)溫力(li)學性能檢測(ce)


    在(18±5)℃環境下,按照標準規定的試驗速度在拉伸試驗機上將試樣拉斷,以拉斷過程中的各種力值除以試樣的原始截面積,計算出各種拉伸強度。通過試樣斷裂前后標距長度的變化計算試樣伸長率指標,具體見《金屬材料 拉伸試驗 第1部分:室溫試驗方法》(GB/T 228.1-2010)。


  2. 高溫(wen)或低溫(wen)力學性能檢(jian)測


   試樣裝在爐內加熱或冷卻,保持一定時間后,按照標準規定的試驗速度在拉伸試驗機上將試樣拉斷,測量過程同室溫拉伸,具體見《金屬材料 拉伸試驗 第1部分:高溫試驗方法》(GB/T 228.2-2010)和《金屬材料低溫拉伸試驗方法》(GB/T 13239-2006)。


 3. 低溫(wen)沖擊性能檢測(ce)


   將檢測試樣在低溫介質中保溫至少5分鐘,在規定時間內放置于沖擊試驗裝置支座上,試樣中心必須對中于支座上,然后釋放擺錘打斷試樣,記錄沖擊能量值,具體見《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法》(GB/T 229-2007)。


  4. 硬度性能檢測(ce)(包(bao)括布(bu)氏(shi)硬度、維氏(shi)硬度、洛氏(shi)硬度)


   以硬度計的硬質合金球或錐體給試樣表面施加一定的力,通過壓痕深度或直徑換算出不銹鋼的硬度值,具體見《金屬材料洛氏硬度試驗 第1部分:試驗方法》(GB/T 230.1-2018)、《金屬材料布氏硬度試驗 第1部分:試驗方法》(GB/T 231.1-2018)和《金屬維氏硬度試驗 第1部分:試驗方法》(GB/T 4340.1-2009)。


  5. 疲勞(lao)性(xing)能測試


   使用疲勞試驗機,在指定的溫度環境下,對不銹鋼試樣施加拉-拉或拉-壓或扭轉形式的一定頻率和強度的應力,循環試驗,直至試樣斷裂,繪制出應力/應變-壽命曲線,分析應力-壽命特性結果,包括疲勞強度指數、疲勞延性指數、疲勞強度系數和疲勞延性系數,具體見《金屬材料軸向等幅低循環疲勞試驗方法》(GB/T 15248-2008)、《金屬材料扭應力疲勞試驗方法》(GB/T 12443-2007)。




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