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        不銹鋼的力學性能

        一:蠕變強度

        由于外力的作用隨時間的增加而發生變形的現象稱之為蠕變。在一定溫度下特別是在高溫下、載荷越大則發生蠕變的速度越快;在一定載荷下,溫度越高和時間越長則發生蠕變的可能性越大。與此相反,溫度越低蠕變速度越慢,在低至一定溫度時蠕變就不成問題了。這個低溫度依鋼種而異,一般來說純鐵在330℃左右,而不銹鋼則因己采取各種措施進行了強化,所以該溫度是550℃以上。

        和其他鋼一樣,熔煉方式、脫氧方法、凝固方法、熱處理和加工等對不銹鋼的蠕變特性有很大的影響。據介紹,在美國進行的對18-8不銹鋼進行蠕變強度試驗表明,取自同一鋼錠同一部位的試料的蠕變斷裂時間的標準今偏差是平均值的約11%,而取自不同鋼錠的上、中、下不同部位的試料的標準偏差與平均值相差則達到兩倍之多。又據在德國進行的試驗結果表明,在10的5次冪h時間下0Cr18Ni11Nb鋼的強度為小于49MPa至118MPa,散差很大。

        二:疲勞強度

        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。


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