不銹鋼的物理性能
一、一般物理性能
和其他材料一樣，物理性能主要包括以下3個(gè)方面：熔點(diǎn)、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)和線膨脹系數(shù)等熱力學(xué)性能，電阻率、電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率等電磁學(xué)性能，以及楊氏彈性模量、剛性系數(shù)等力學(xué)性能。這些性能一般都被認(rèn)為是不銹鋼材料的固有特性，但是也會(huì)受到諸如溫度、加工程度和磁場強(qiáng)度等的影響。通常情況下不銹鋼與純鐵相比導(dǎo)熱系數(shù)低、電阻大，而線膨脹系數(shù)和導(dǎo)磁率等性能則依不銹鋼本身的結(jié)晶結(jié)構(gòu)而異。
表4—1~表4—5中列出馬氏體型不銹鋼、鐵素體型不銹鋼、奧氏體型不銹鋼、沉淀硬化型不銹鋼和雙相不銹鋼主要牌號(hào)的物理性能。如密度、熔點(diǎn)、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、線膨脹系數(shù)、電阻率、磁導(dǎo)率和縱向彈性系數(shù)等參數(shù)。
二、物理性能與溫度的相關(guān)性
?。?span>1）比熱容
隨著溫度的變化比熱容會(huì)發(fā)生變化，但在溫度變化的過程中金屬組織中一旦發(fā)生相變或沉淀，那么比熱容將發(fā)生顯著的變化。
?。?span>2）導(dǎo)熱系數(shù)
在600℃以下，各種不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)基本在10~30W/（m·℃）范圍內(nèi)，隨著溫度的提高導(dǎo)熱系數(shù)有增加趨勢。在100℃時(shí)，不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)由大至小的順序?yàn)?Cr17、00Cr12、2 Cr 25N、0 Cr 18Ni11Ti、0 Cr 18 Ni 9、0 Cr 17 Ni 12Mο2、2 Cr 25Ni20。500℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)由大至小的順序?yàn)? Cr 13、1 Cr 17、2 Cr 25N、0 Cr 17Ni12Mο2、0 Cr 18Ni9Ti和2 Cr 25Ni20。奧氏體型不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)較其他不銹鋼略低，與普通碳素鋼相比，100℃時(shí)奧氏體型不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)約為其1/4。
?。?span>3）線膨脹系數(shù)
在100-900℃ 范圍內(nèi)，各類不銹鋼主要牌號(hào)的線膨脹系數(shù)基本在10ˉ6~130*10ˉ6℃ˉ1，且隨著溫度的升高呈增加的趨勢。對于沉淀硬化型不銹鋼，線膨脹系數(shù)的大小時(shí)效處理溫度來決定。
?。?span>4）電阻率
在0~900℃，各類不銹鋼主要牌號(hào)的比電阻的大小基本在70*10ˉ6~130*10ˉ6Ω·m，且隨著溫度的增加有增加的趨勢。當(dāng)作為發(fā)熱材料時(shí)，應(yīng)選用電阻率低的材料。
?。?span>5）磁導(dǎo)率
奧氏體型不銹鋼的磁導(dǎo)率極小，因此也被稱為非磁性材料。具有穩(wěn)定奧氏體型組織的鋼，如0 Cr 20 Ni 10、0 Cr 25 Ni 20等，即使對其進(jìn)行大于80%的大變形量加工也不會(huì)帶磁性。
不銹鋼的物理性能
碳、高氮、高錳奧氏體型不銹鋼，如1Cr17Mn6NiSN、1Cr18Mn8Ni5N系列以及高錳奧氏體型不銹鋼等，在大壓下量加工條件下會(huì)發(fā)生ε相相變，因此保持非磁性。在居里點(diǎn)以上的高溫下，即使是強(qiáng)磁材料也會(huì)喪失磁性。但有些奧氏體型不銹鋼如1Cr17Ni7、0Cr18Ni9，因?yàn)槠浣M織為亞穩(wěn)定奧氏體組織，因而在進(jìn)行大壓下量冷加工或進(jìn)行低溫加工時(shí)會(huì)發(fā)生馬氏體相變，本身將具有磁性且磁導(dǎo)率也會(huì)提高。
?。?span>6）彈性模量
室溫下鐵素體型不銹鋼的縱向彈性模量為200kN/mm2，奧氏體型不銹鋼的縱向彈性模量為193 kN/mm2，略低于碳素結(jié)構(gòu)鋼。隨著溫度的升高縱向彈性模量減小，泊松比增加，橫向彈性模量（剛性）則顯著下降?？v向彈性模量將對加工硬化和組織集合產(chǎn)生影響。
（7）密度
含鉻量高的鐵素體型不銹鋼密度小，含鎳量高和含錳量高的奧氏體型不銹鋼的密度大，在高溫下由于品格間距的加大密度變小。
三、低溫下的物理性能
?。?span>1）導(dǎo)熱系數(shù)
各類不銹鋼在極低溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)的大小略有差異，但總的來說是室溫下導(dǎo)熱系數(shù)的1/50左右。在低溫下隨著磁通（磁通密度）的增加導(dǎo)熱系數(shù)增加。
（2）比熱容
在極低溫度下，各種不銹鋼的比熱容有一些差異。比熱容受溫度的影響很大，在4k時(shí)的比熱容可減小至室溫下比熱容的1/100以下。
?。?span>3）熱膨脹性
對于奧氏體型不銹鋼，在80k以下收縮率（相對于273K）的大小略有差異。鎳的含量對收縮率有一定的影響。
（4）電阻率
在極低溫度下各牌號(hào)間電阻率大小的差異加大。合金元素對電阻率的大小有較大的影響。
?。?span>5）磁性
在低溫下，奧氏體型不銹鋼隨材質(zhì)的不同其質(zhì)量磁化率對負(fù)荷磁場的影響有差異。不同的合金元素含量也有差異。
不同牌號(hào)的磁導(dǎo)率沒有什么差異。
?。?span>6）彈性模量
在低溫下，有磁性轉(zhuǎn)變的奧氏體型不銹鋼其泊松比相應(yīng)地產(chǎn)生極值。
316不銹鋼帶的性質(zhì)
拉強(qiáng)度(Mpa) 620 MIN
屈服強(qiáng)度(Mpa) 310 MIN
伸長率(%) 30 MIN
面積縮減(%) 40 MIN
316不銹鋼的密度 8.03 g/cm3,奧氏體不銹鋼一般都用這個(gè)值
316含鉻量(%) 16--18 .
1.特性：因添加Mo，故其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強(qiáng)度特別好，可在苛酷的條件下使用；加工硬化性優(yōu)（無磁性）；高溫強(qiáng)度優(yōu)秀；固溶狀態(tài)無磁性；冷軋產(chǎn)品外觀光澤度好，漂亮；相對304不銹鋼，價(jià)格較高。
2.316不銹鋼因添加Mo元素，使其耐蝕性、和高溫強(qiáng)度有教大的提高，耐高溫可達(dá)到1200-1300度，可在苛酷的條件下使用
3.用途：海水里用設(shè)備、化學(xué)、染料、造紙、草酸、肥料等生產(chǎn)設(shè)備；照像、食品工業(yè)、沿海地區(qū)設(shè)施、繩索、CD桿、螺栓、螺母 410 1.特性：作為馬氏體鋼的代表鋼，雖然強(qiáng)度高，但不適合于苛酷的腐蝕環(huán)境下使用；其加工性好，依熱處理面硬化（有磁性）?！?.用途：刀刃、機(jī)械零件、石油精練裝置、螺栓、螺母、泵桿、1類餐具（刀叉）。
316不銹鋼中含鉬且含碳量低，在海洋中和化學(xué)工業(yè)環(huán)境中的抗點(diǎn)腐蝕能力大大地優(yōu)于304不銹鋼！（316L低碳、316N含氮高強(qiáng)度高、316不銹鋼含硫量較高，易削不銹鋼。
作為低碳的304鋼，在一般情況下，耐腐蝕性與316L相似，但在焊接后或者消除應(yīng)力后，其抗晶界腐蝕能力優(yōu)秀，在未進(jìn)行熱處理情況下，也能保持良好的耐腐蝕性。
具有良好的耐蝕性，耐熱性，低溫強(qiáng)度和機(jī)械特性，沖壓，彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現(xiàn)象。用途：餐具，櫥柜，鍋爐，汽車配件，醫(yī)療器具，建材，食品工業(yè)（使用溫度-196°C-700°C)。
刃具級”馬氏體鋼，類似布氏高鉻鋼這種最早的不銹鋼。也用于外科手術(shù)刀具，可以做的非常光亮。
316不銹鋼中含鉬且含碳量低，在海洋中和化學(xué)工業(yè)環(huán)境中的抗點(diǎn)腐蝕能力大大地優(yōu)于304不銹鋼！（316L低碳、316N含氮高強(qiáng)度高、316不銹鋼含硫量較高，易削不銹鋼。
作為低碳的304鋼，在一般情況下，耐腐蝕性與316L相似，但在焊接后或者消除應(yīng)力后，其抗晶界腐蝕能力優(yōu)秀，在未進(jìn)行熱處理情況下，也能保持良好的耐腐蝕性。
具有良好的耐蝕性，耐熱性，低溫強(qiáng)度和機(jī)械特性，沖壓，彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現(xiàn)象。用途：餐具，櫥柜，鍋爐，汽車配件，醫(yī)療器具，建材，食品工業(yè)（使用溫度-196°C-700°C)。
主要特點(diǎn)是:耐高溫,一般使用鍋爐內(nèi),汽車排氣管.其他性能一般。
奧氏體鉻鎳不銹鋼具有很好的抗氧化性、耐腐蝕性，因?yàn)檩^高百分比的鉻和鎳，310S擁有好得多蠕變強(qiáng)度，在高溫下能持續(xù)作業(yè)，具有良好的耐高溫性。
廣泛用于汽車配件、航空、航天五金工具，化工。具體如下：工藝品，軸承，滑花，醫(yī)療儀器，電器等。特性：302不銹鋼球?qū)儆趭W氏體型鋼，與304比較接近，但是302的硬度更高一些，HRC≤28，具有良好的防銹及防腐性。
301延展性好，用于成型產(chǎn)品。也可通過機(jī)械加工使其迅速硬化。焊接性好?？鼓バ院推趶?qiáng)度優(yōu)于304不銹鋼。
202屬于鉻-鎳-錳 奧氏體不銹鋼，性能優(yōu)于201不銹鋼。
201屬于鉻-鎳-錳 奧氏體不銹鋼，磁性比較低。
316L屬于馬氏體（高強(qiáng)度鉻鋼），耐磨性好，抗腐蝕性較差。
316“刃具級”馬氏體鋼，類似布氏高鉻鋼這種最早的不銹鋼。也用于外科手術(shù)刀具，可以做的非常光亮。
317抗點(diǎn)蝕性能優(yōu)于316鋼。用于印染設(shè)備材料。
430鐵素體不銹鋼，裝飾用，例如用于汽車飾品。良好的成型性，但耐溫性和抗腐蝕性要差。
302不銹鋼球?qū)儆趭W氏體型鋼，與304比較接近，但是302的硬度更高一些，HRC≤28，具有良好的防銹及防腐性。
