1、屈服強(qiáng)度(力學(xué)符號σ0.2,英文縮寫YS)
σ0.2=P0.2/F0
P0.2-拉伸試樣塑性變形量為0.2%時(shí)承受的載荷
F0 -拉伸試樣的原始截面積
材料的屈服強(qiáng)度小,表示材料容易屈服,成形后回彈小,貼模性和定形性好。
2、抗拉強(qiáng)度(力學(xué)符號σb,英文縮寫TS)
σb=Pb/F0
Pb-拉伸試樣斷裂前承受的***大載荷
F0-拉伸試樣的原始截面積
材料的抗拉強(qiáng)度大,材料變形過程中不容易被拉斷,有利于塑性變形。
3、屈強(qiáng)比(σ0.2/σb)
屈強(qiáng)比對材料沖壓成形性能影響很大,屈強(qiáng)比小,板料由屈服到破裂的塑性變形階段長,成形過程中發(fā)生斷裂的危險(xiǎn)性小,有利于沖壓成形。一般來講,較小的屈強(qiáng)比對板料在各種成形工藝中的抗破裂性都有利。
表:常見不銹鋼材料的屈強(qiáng)比
4、延伸率(力學(xué)符號,英文縮寫EL)
延伸率是材料從發(fā)生塑性變形到斷裂的總的伸長長度與原有長度的比值,即:
δ-材料的延伸率(%)
L-試樣被拉斷時(shí)的長度(mm)
L0-拉伸前試樣的長度(mm)
材料的延伸率大,板料允許的塑性變形程度大,抗破裂性較好,對拉深、翻邊、脹形都有利。一般來說,材料的翻邊系數(shù)和脹形性能(埃里克森值)都與延伸率成正比關(guān)系。
5、應(yīng)變硬化指數(shù)(n)
應(yīng)變硬化指數(shù)就是通常所說的n值,表示材料冷作硬化現(xiàn)象的一個(gè)指標(biāo),可以反映材料的沖壓成形性能。應(yīng)變硬化指數(shù)大,顯示材料的局部應(yīng)變能力強(qiáng),防止材料局部變薄能力強(qiáng),即增大失穩(wěn)極限應(yīng)變,使變形分布趨于均勻化,材料成形時(shí)的總體成形極限高。
6、奧氏體平衡系數(shù)(A)
A(BAL)=30(C+N)+0.5Mn+Ni-1.3Cr+11.8
表示奧氏體的穩(wěn)定程度,A值越小,奧氏體越不穩(wěn)定,鋼的組織容易受到冷熱加工的影響而發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,影響到鋼的機(jī)械性能。
在不銹鋼中常見的奧氏體形成元素有:Ni、Mn、C、N,這些元素有助于形成和穩(wěn)定奧氏體,是奧氏體不銹鋼中不可缺少的,尤其是Ni元素。從奧氏體平衡系數(shù)也可以看出這四種元素含量增大可以增大奧氏體平衡系數(shù),從而使奧氏體組織越穩(wěn)定。常見的鐵素體形成元素有:Cr、Mo、Si、Ti、Nb,這些元素有助于形成和穩(wěn)定鐵素體組織,從上面公式也可以看出,Cr 元素含量增大可以降低奧氏體平衡系數(shù)。
SUS304不銹鋼是純奧氏體組織,奧氏體組織有其穩(wěn)定性,經(jīng)過冷加工SUS304變硬,主要原因是部分奧氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織,稱做冷加工誘變馬氏體。對奧氏體不銹鋼來說,平衡系數(shù)小,在冷加工過程中就容易產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變或者說是產(chǎn)生的馬氏體量就多,從而冷作硬化程度劇烈。
7、冷加工誘變馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)Md(30/50)
Md(30/50)=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-13.7Cr-29(Ni+Cu)-18.5Mo
表示真應(yīng)變量30%的冷變形后生成50%α馬氏體的溫度,說明奧氏體不銹鋼中合金元素含量越高,馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)Md(30/50)就越低,在冷加工變形過程中誘變馬氏體不易產(chǎn)生,冷作硬化程度小。
不銹鋼的冷作硬化現(xiàn)象主要是由兩種因素引起的:
一種是位錯(cuò)增多引起的加工硬化;一種是組織轉(zhuǎn)變(奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體轉(zhuǎn)變)引起的加工硬化。
對SUS430鋼種而言,加工變形過程中不會發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,其冷作硬化現(xiàn)象全部是由位錯(cuò)的增多引起的,因此對SUS430鋼談冷加工誘變馬氏體是沒有實(shí)際意義的。SUS304鋼在冷變形過程中則存在位錯(cuò)增多引起的硬化和馬氏體組織轉(zhuǎn)變引起的硬化,而且組織轉(zhuǎn)變引起的硬化是主要的,這也是奧氏體不銹鋼的冷作硬化現(xiàn)象比鐵素體不銹鋼要明顯,加工硬化系數(shù)(n值)大的原因。
在奧氏體不銹鋼中,Ni含量對誘變馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)的影響是很明顯的,Ni含量增多,馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)降低,材料在冷變形過程中硬化程度小。
8、晶粒度(N)
晶粒度的物理意義可根據(jù)下公式理解:
ξ=2N+3
ξ-每平方毫米截面積上的晶粒數(shù)
N-晶粒度
晶粒度N級別越高,單位截面積上的晶粒數(shù)越多,材料的晶粒就越細(xì),強(qiáng)度大,延伸率好。一般來講,N>5(256個(gè)晶粒/mm)的鋼稱為細(xì)晶粒鋼。晶粒較大時(shí),有利于提高材料的塑性應(yīng)變比(R),并降低屈強(qiáng)比和屈服伸長。但晶粒較大時(shí),它們在板料表層取向不同,變形量差異比較明顯,材料表面易出現(xiàn)桔皮現(xiàn)象。細(xì)化晶??蓽p輕桔皮現(xiàn)象發(fā)生,但晶粒過細(xì),值會減小,屈強(qiáng)比和屈服伸長都會增大,不利于成形。
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