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奥氏体不锈钢的力学性能分析
日期：2024-06-29 19:41
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摘要：
奥氏体不锈钢的力学性能分析
奥氏体系列不锈钢为Fe-Cr-Ni系列或Fe-Cr-Mn系列。从低温到高温都具有稳定的优良的力学性能。在920～1150℃温度进行固溶化热处理无变态点，依靠快速冷却成为非磁性的安定的具有的耐蚀性能的奥氏体组织。奥氏体系列不锈钢的力学性能如下表所示：
| 奥氏体系列不锈钢的力学性能 | |||||
| 钢种 | 状态 | 0.2%屈服强度 /MPa | 抗拉强度 /MPa | 伸长率 /% | 硬度 HRB |
| 201 | 板 、 固溶化 | 382 | 794 | 55 | 90 |
| 202 | 板 、 固溶化 | 382 | 726 | 55 | 90 |
| 301 | 板 、 固溶化 | 274 | 755 | 60 | 85 |
| 304 | 板 、 固溶化 | 294 | 578 | 55 | 82 |
| 305 | 板 、 固溶化 | 265 | 588 | 50 | 80 |
| 309S | 板 、 固溶化 | 314 | 618 | 45 | 85 |
| 板 、 固溶化 | 314 | 657 | 45 | 85 | |
| 316 | 板 、 固溶化 | 294 | 578 | 50 | 79 |
| 317 | 板 、 固溶化 | 274 | 617 | 45 | 85 |
| 321 | 板 、 固溶化 | 245 | 617 | 45 | 80 |
| 347 | 板 、 固溶化 | 275 | 657 | 45 | 85 |
奥氏体系列不锈钢与马氏体、铁素体系列不锈钢相比较，因富有延伸性和屈服比（屈服强度/抗拉强度）小等，所以其加工性十分优越。但其加工硬化性大，其中SUS301（17Cr-7Ni)*容易硬化。依据钢中不同所表现出的加工硬化性，依靠奥氏体稳定程度的不同而定。
奥氏体稳定度可由含有结晶粒度（GSN）的计算式求得：
Md30 = 551 - 462(C+N) - 9.2Si - 8.1Mn - 13.7Cr - 29（Ni+Cu）- 18.5Mo - 68Nb -1.4（ASTM G.S.N-8.0）
Md30值（施予30%变形量时，产生50%的马氏体的温度）越小，则奥氏体相就越稳定，而加工硬化性小。这种现象是由于加工感应而变态所产生的；在金相组织上面心立晶格（γ）相受到冷加工，则变为体心立方晶格（αˊ）相而发生马氏体变态。
这种变态还受加工温度及加工速度的影响，也即加工硬化性被加工条件所左右。近来，巧妙地利用加工温度，将以前不可能进行的超深拉深在一定温度的情况下拉深成功。在拉深加工中，以加工硬化系数（n值）作为加工性能指标。奥氏体系列不锈钢的SUS304（18Cr-8Ni）*大为0.50，铁素体系列不锈钢的SUS430(18Cr)为0.22。
奥氏体系列代表钢种的SUS304（18Cr-8Ni)称为准稳定奥氏体系列，固溶化热处理后为非磁性，常温加工后，容易变态为马氏体而具有磁性。但是，SUS305(18Cr-12Ni),因其奥氏体相是稳定的，冷加工不会引发马氏体转变，加工以后仍为非磁性。有效地利用SUS301（17Cr-7Ni)的加工硬化性，将其变为高强度不锈钢应用于制作弹簧或制造车辆材料。
奥氏体系列不锈钢没有像铁素体系列不锈钢中所见到的切口韧性低下或475℃脆性。但是，在600～800℃使用时，会析出σ相或碳化物。σ相的析出，与其化学成分、金相组织、加工条件等有关。SUS304（18Cr-8Ni)不引起σ脆化，但SUS309S（22Cr-12Ni)或SUS310S（25Cr-20Ni)那种高Cr、高Ni不锈钢，在600～800℃高温长时间加热过程中则可能析出σ相，因此必须注意其σ脆化倾向。还有，要注意因伴随奥氏体系列不锈钢加工所引起的，在使用过程中会发生时效裂纹或断裂。SUS301或SUS304等进行深度拉伸加工后，在常温放置不久，严重时会伴有声响的裂纹发生，即出现延迟破裂现象。其原因是因为氢、残留应力和马氏体变态等所引起的。作为对策，是采用奥氏体相稳定不锈钢，或借助于加工后热处理等方法去除应力。
