不銹鋼材料精選(九篇)

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第1篇：不銹鋼材料范文

Yang Xiquan

（AVIC Shenyang Aircraft Industry (Group) Co.，Ltd.，Shenyang 110034，China；Shenyang Aviation Vocational Technical College，Shenyang 110034，China）

摘要： 奧氏體不銹鋼材料在加工中容易出現加工硬化，容易形成積屑瘤，采用試驗分析方法，確定最佳刀具幾何角度、材料、切削液等車削加工參數。通過對比分析，取得了合理的工藝參數，保證了良好的加工質量和效率。

Abstract: In the processing process, the austenitic stainless steel materials are prone to hardening, and are easy to form a BUE. We can use the experimental analysis to determine the lathing processing parameters, such as optimum tool geometry, material, lathing fluid and so on. Through comparative analysis, the reasonable parameters are achieved to ensure good processing quality and efficiency.

關鍵詞： 奧氏體不銹鋼 車削加工 刀具 幾何角度 切削用量 切削液

Key words: austenitic stainless steel；lathing；tool；geometry；cutting data；lathing fluid

中圖分類號：TG51 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）20-0038-01

1奧氏體不銹鋼的加工特性

奧氏體不銹鋼的相對可加工性為0.3-0.5，其難加工性主要表現在：

1.1 一般鋼材切削時，隨著切削過程的進行，切削溫度的升高使其強度與硬度會明顯降低，切削層可以很容易的形成為切屑，而奧氏體不銹鋼在700℃時其機械性能仍然沒有顯著的降低，并在表面形成加工硬化層，對后續(xù)加工造成很大困難，所以在切削過程中呈現出切削力大，切削質量不好，刀具易磨損等現象。

1.2 奧氏體不銹鋼塑性和韌性高，其延伸率、斷面收縮率和沖擊值都較高，1Crl8Ni9Ti奧氏體不銹鋼的延伸率是40％，是40#鋼的210％～237％，是45#鋼的250％～280％，是20Cr、40Cr鋼的400％～500％，所以切屑不易切離、卷曲和折斷，切屑變形所消耗的功能增多，在刀具前刀面上容易形成積屑瘤，由于積屑瘤的大小不固定，形狀不規(guī)則，對加工精度以及表面粗糙度有很大的影響。

1.3 由于奧氏體不銹鋼在切削過程中切屑不易切離和折斷，切屑持續(xù)在前刀面上進行摩擦，所以在切削過程中會形成大量的切削熱，這不僅會影響工件的加工質量和機械性能，而且還會降低刀具壽命，而奧氏體不銹鋼的導熱率低（約為普通鋼的1/2～1/3），散熱差，由切屑帶走的熱量少。大部分的熱量被刀具吸收，致使刀具的溫度升高，硬度降低，降低刀具壽命。并且在切削過程中高溫高壓和適當的切削速度也會加劇積屑瘤的形成，對加工質量造成影響。

1.4 奧氏體不銹鋼中存在較多的碳化鈦（TiC）顆粒，硬度相對于我們選擇的工件硬度高，這種顆粒在奧氏體不銹鋼工件中，會增大對于刀具的沖擊，加劇刀具的磨損。另外，碳化物的熔點低，容易附著在刀面上，為積屑瘤的形成提供了資源，影響表面加工質量。

2刀具材料的選擇

按照奧氏體不銹鋼來正確選用刀具材料是保證高效率加工不銹鋼的決定因素。針對不銹鋼綜合性能良好，切削熱不易傳散，刀具磨損大的加工特性，所選擇的刀具材料應具備足夠的強度、韌性、高硬度、紅硬性、高化學穩(wěn)定性和高耐磨性。常用的刀具材料有硬質合金和高速鋼、陶瓷、超硬材料四大類，形狀復雜的刀具主要采用高速鋼。由于高速鋼切削不銹鋼時的切削速度不能太高，就影響了加工效率。對于結構上較為簡單的車刀，刀具材料應當選用強度高、導熱性好的硬質合金，因其硬度、耐磨性等性能要均優(yōu)于高速鋼，只有這樣才能從根本上去提高奧氏體不銹鋼的加工效率。

3刀具角度的選擇

各個刀具角度在機械加工中均起到非常重要的作用，刀具角度的變化，可使加工質量、加工效率得到明顯的提高。由于奧氏體不銹鋼材料具有塑性大，導熱系數小和加工硬化嚴重等特點，刀具幾何角度的選擇，就顯得非常重要。

3.1 前角前角的大小直接影響著切屑與刀具之間的摩擦，也影響著切削熱的大小，當粗車奧氏體不銹鋼工件時，前角可選擇-10°至-20°，精車奧氏體不銹鋼工件時，前角可選擇15°至25°左右。

3.2 后角后角的大小直接影響著工件過渡表面與刀具后刀面之間的摩擦，由于經常以后刀面的磨損量作為刀具壽命衡量的標準，所以后角應適量減小。但是過大的減小后角，會相對的減小楔角，會影響刀具的強度。所以在試驗中發(fā)現，粗加工時，后角可選擇6°至8°，精加工時可選擇8°至10°。

3.3 刃傾角刃傾角的大小直接影響著刀尖的強度，一般在加工時選擇-15°至0°。

3.4 其他刀具參數在斷屑槽的選用時，對于不銹鋼這種塑性金屬，經常選用全圓弧形斷屑槽，從而達到更為有效的斷屑卷屑的效果。另外若果條件允許，可以使用可轉位車刀進行加工，可以避免傳統(tǒng)焊接車刀在焊接硬質合金刀片所產生的裂紋，物理性能下降等問題。

4切削用量的選擇

切削用量中切削速度、進給量、背吃刀量的選擇，同樣會影響到加工質量、工作效率和刀具壽命。所以在切削中選擇合適的切削用量對于奧氏體不銹鋼的加工質量、效率都會有顯著的提高。在金屬切削原理中提到切削用量對于切削效果的影響，最大的是切削速度，之后是進給量，最后是背吃刀量。所以背吃刀量值可以根據機床的剛度去進行選擇。當使用硬質合金焊接車刀去進行車削，粗車時切削速度可選擇10至13m/min，進給量可選擇0.25至0.36mm/r，背吃刀量可適當選擇5至8mm；精車時切削速度可選擇40至50m/min，進給量可選擇0.12至0.18mm/r，背吃刀量可適當選擇2至4mm；當使用硬質合金可轉位車刀進行車削時，切削用量可選擇與上述切削用量相同的數值，由于可轉為車刀避免了傳統(tǒng)焊接車刀在焊接時物理性能下降的問題，所以刀具角度中的前角可以相應的選擇大些，這樣可以減小摩擦熱和刀具與切屑之間的摩擦，增大刀具壽命。

5切削液的選擇

在機械加工中經常使用的切削液包括油溶性切削液和水溶性切削液兩種，油溶性切削液在方面有著較大的優(yōu)勢，而水溶性切削液在冷卻方面比較突出。相對于奧氏體不銹鋼熱傳導率較低、塑性變形較大、容易出現積屑瘤的加工特性，為了在加工時減小切削熱、切削變形和積屑瘤的形成，所以在切削液的選用上主要目的以為主要目的，所以選擇油溶性切削液作為首選。選用含有S,Cl等極壓添加劑的乳化液、硫化油、煤油、四氯化碳和油酸等合成的油溶性切削液。對于硬質合金可轉位車刀進行加工時，切削液的供給要及時并且充分，在切削液噴灑的同時，最好使用噴霧冷卻、高壓冷卻等冷卻方式，降低切削區(qū)域的切削溫度。

新型加工方法，如水刀加工、激光加工同樣適用于奧氏體不銹鋼的加工，加工工程中，要根據不同工件選用合理的工藝參數與工藝裝備，奧氏體不銹鋼的加工質量和加工效率都會有顯著的提高。

參考文獻：

[1]陸劍中，孫佳寧．金屬切削原理與刀具[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005.

第2篇：不銹鋼材料范文

摘要： 針對國內外火力發(fā)電廠中高溫高壓工作環(huán)境的要求，研發(fā)了高Cr奧氏體型不銹鋼焊接材料，并對其工藝性能進行了研究。

關鍵詞： 高Cr奧氏體型不銹鋼；焊接材料；工藝性能

中圖分類號： TG422

Abstract： The high temperature and pressure environment for thermal power plants at home and abroad require new types of welding materials. A kind of high Cr austenitic stainless steel welding material was developed in this research， and it process performance were studied.

Key words： high Cr austenitic stainless steel； welding material； process performance

1 概述

近年來，在國內外的火力發(fā)電廠中，由于蒸汽條件的高溫高壓化，要求使用蠕變強度比18Cr-8Ni型不銹鋼高的耐熱鋼，因此開發(fā)了20-25Cr型奧氏體不銹鋼。對于焊接材料，開發(fā)了改善高溫特性的19Cr-11.5Ni-0.1C型不銹鋼焊接用焊絲和焊條。但是對于更高要求的高溫高壓環(huán)境的焊接材料尚未開發(fā)，為了滿足20-25Cr型奧氏體不銹鋼的焊接，研究了高Cr奧氏體型不銹鋼，特別是20-25Cr型焊接材料的優(yōu)良蠕變特性，研發(fā)了高溫高壓環(huán)境下具有更高要求的高Cr奧氏體型不銹鋼焊接材料。

2 發(fā)明的內容

2.1 氣體保護焊用焊絲的合金含量及其作用

C：0.02%～0.1%，C是降低耐腐蝕性的成分。超過0.1%時，產生晶間腐蝕。小于0.02%時，降低蠕變強度。因此，C含量控制在0.02%～0.1%范圍內。

Si：0.1%～1.0%，Si是脫氧劑，是改善熔融金屬流動性，獲得良好焊縫的成分。小于0.1%時，沒有效果，超過1.0%時，產生高溫裂紋。因此，Si含量控制在0.1%～1.0%范圍。最好控制在0.6%以下。

Mn：0.5%～2.5%，Mn是脫氧劑，與S結合生成MnS，是降低S對高溫熱裂紋影響的有效成分。小于0.5%時，沒有效果。超過2.5%時，其效果飽和，認為不能改善上述的影響。因此，Mn含量控制在0.5%～2.5%范圍。

Ni：13.00%～18.00%，為了保持與母材同等的耐蝕性，Ni含量必須大于14.00%以上。但是，Ni是貴重金屬，價格昂貴，隨著添加量的增加，制造成本增加。因此，Ni含量控制在13.00%～18.00%。

Cr：20.00%～25.00%，為了保持與母材同等的耐蝕性、抗氧化性，Cr含量必須大于20.00%。但是，加入量超過25.00%時，促進δ鐵素體的形成，顯著降低熱加工性能，焊絲和焊芯加工困難。因此，Cr含量控制在20.00%～25.00%范圍。

Nb：0.2%～1.5%，Nb的加入量大約是C含量的8～10倍，具有改善抗晶間腐蝕的效果。但是，由于Nb是很強的鐵素體形成元素，過多加入時，與Cr相同，顯著降低熱加工性能，焊絲和焊芯加工困難。因此，Nb含量控制在0.2%～1.5%范圍。

N：0.01%～0.20%，N具有提高蠕變強度的作用，必須加入0.01%以上。但是，超過0.2%時，與Cr氮化的作用，減少了耐蝕的Cr含量。因此，N含量控制在0.01%～0.20%范圍。

以上成分是必須的成分，雜質含量越少越好。特別是以下的元素含量必須控制。

P≤0.010%，S≤0.005%，因為P，S都是抗高溫裂紋的有害成分，所以，P≤0.010%，S≤0.005%，最好控制在P≤0.005%，S≤0.003%。

Al≤0.010%，Al含量超過0.010%時，熔敷金屬流動性明顯受阻，由于焊道的一致性惡化，所以控制Al含量小于0.010%，最好小于0.005%。

Ti≤0.010%，Ti含量超過0.010%時，熔渣量增加，是造成夾渣等缺陷的原因。所以，控制Ti含量小于0.010%，最好小于0.005%。

B≤0.001 0%，B與P，S一樣，由于是抗高溫裂紋的有害成分，所以控制硼含量小于0.001 0%，最好小于0.000 5%。

O≤0.010%，O含量超過0.010%時，熔渣量增加，是產生夾渣等缺陷的原因。所以，控制O含量小于0.010%。

Zr≤0.10%，Mg≤0.10%，Zr+Mg≤0.10%，Zr，Mg與Ti相同，由于是增加熔渣的成分，所以，控制Zr≤0.10%，Mg≤0.10%，同時控制Zr，Mg含量時，Zr，Mg各自含量分別Zr≤0.10%，Mg≤0.10%，同時Zr+Mg≤0.10%。

具有上述化學成分的焊絲使用于TIG，MIG等各種氣體保護焊接。氣體成分及組成沒有特殊的限制。

2.2 藥皮焊條的藥皮及其作用

金屬碳酸鹽：10%～45%，金屬碳酸鹽在焊接過程中形成堿性熔渣，具有抑制熔敷金屬中的P、S含量、改善抗熱裂紋的作用。分解生成的的CO2氣體保護焊接電弧免受空氣的侵入，具有防止麻坑、氣孔等焊接缺陷的作用。但是，小于10%時，沒有這種效果；超過45%時，電弧不穩(wěn)定。所以，金屬碳酸鹽加入量控制在10%～45%范圍內。作為金屬碳酸鹽有碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇、碳酸鋰、碳酸鍶等，可以使用1種或2種以上。

金屬氟化物：5%～50%，金屬氟化物改善熔渣的流動性，具有使焊道平滑的作用和降低焊道熔合不良和夾渣等焊接缺陷的效果。但是，小于5%時，沒有這種效果，超過50%時，電弧不穩(wěn)定。因此，金屬氟化物含量在5%～50%范圍內。作為金屬氟化物有氟化鈣、氟化鎂、氟化鋇、氟化鋰、氟化鍶、氟化鈉、氟硅酸鉀、冰晶石等，可以使用1種或2種以上。

Si化合物（換算成SiO2）：1%～10%，Si化合物是電弧穩(wěn)定劑，具有造渣的作用。但是，小于1%時，容易產生粘渣，是產生夾渣的原因。超過10%時，損害電弧穩(wěn)定性，所以，Si化合物（換算成SiO2）含量控制在1%～10%范圍內。作為Si化合物有硅石、硅砂、長石、云母、硅酸鈉、硅灰石等?？梢允褂?種或2種以上。

Ti化合物（換算成TiO2）：1%～15%，Ti化合物是電弧穩(wěn)定劑、造渣劑。但是，小于1%時，容易產生粘渣，是產生夾渣的原因。超過15%時，損害電弧穩(wěn)定性，所以，Ti化合物（換算成TiO2）含量控制在1%～15%范圍內。作為Ti化合物有金紅石、鈦酸鉀、鈦鐵礦、鈦白粉等?？梢允褂?種或2種以上。

Re：0.5%～5%，Re（稀土類元素）與S結合形成熔點較高的Re硫化物，具有改善耐高溫裂紋的作用。但是，小于0.5%時，沒有效果，超過5%時，損害電弧穩(wěn)定性。因此，Re含量控制在1%～10%范圍內。作為Re有氧化釔、氧化鈰、鈰鑭合金等，可以使用1種或2種以上。

金屬粉末小于20% ，在藥皮中添加金屬粉末，補充焊接時焊芯中氧化消耗的金屬成分，希冀提高焊縫金屬的力學性能、耐蝕性能。但是，金屬粉末添加量超過20%時，電弧不穩(wěn)定，所以控制在20%以下。作為金屬粉末有金屬錳、金屬鉻、金屬鎳、FeTi，FeMn，FeCr，FeNb，FeSi等?？梢允褂?種或2種以上。

這種焊條的焊芯使用與上述焊絲成分相同的焊芯。其理由是，對于焊條電弧焊，藥皮中合金元素添加量多時，在焊接條件下，從藥皮中添加合金元素向熔敷金屬中過渡容易變動，不能獲得穩(wěn)定的熔敷金屬化學成分。

藥皮中主要成分由上述構成外，還適量添加氧化鋯、鐵粉等其他成分。藥皮重量系數為20%～40%。焊芯成分的一部分可以通過藥皮中添加，可以獲得同樣的熔敷金屬。

發(fā)明的焊接材料主要是焊接高Cr奧氏體型不銹鋼，特別是對20-25Cr型不銹鋼焊接，效果顯著。無論是高溫特性良好的材料，還是以Cr為主添加其他元素成分的材料，均能焊接。

3 實施例

3.1 實施例1

冶煉鋼錠并加工成具有表1所示化學成分的焊絲，進行焊接試驗供評價焊絲的加工性能。焊絲加工性能容易的標記為，加工性能極困難時標記×。其次，使用這些焊絲進行鎢極氬弧焊接（焊接規(guī)范見表2）制成熔敷金屬。研究焊縫的均勻性、熔渣產生量、抗裂紋性能、熔合不良、夾渣等焊接缺陷和加工性能，試驗結果見表3。

焊道的均勻性特別良好的評價標記為，良好的評價標記為，不良的評價標記為×。熔渣生產量特別少的評價標記為，少的評價標記為，多時的評價標記為×。抗裂性能，焊接時不產生裂紋的評價標記為，產生裂紋的評價標記為×。焊接后，按照JIS Z3106 規(guī)定的放射線照相試驗進行檢測焊縫熔合不良，產生夾渣等焊接缺陷。其底片等級為Ⅰ級的評價標記為，達不到Ⅰ級的評價標記為×。

由表3可知，發(fā)明例的任何焊絲，焊道的均勻性、熔渣生產量、抗裂性能、加工性能均良好。特別是發(fā)明例的A，D，E，F焊絲，由于Ti含量控制在0.005%以下，熔渣產生量極少。發(fā)明例的B，C，E焊絲，由于Al含量控制在0.005%以下，焊道均勻性特別良好。

比較例的G～K焊絲中，焊絲G，焊絲H，由于Nb，Cr含量高，加工極為困難。焊絲I由于Si含量過少、Al含量過多，焊道的均勻性不好。焊絲J，由于Si，B含量過多，產生裂紋。此外，由于Ti，O，Zr，Mg含量過多，熔渣生產量多，產生夾渣。焊絲K，由于P，S含量過多，產生裂紋。

3.2 實施例2

冶煉鋼錠并加工成具有表1中所示化學成分的焊絲，使用L焊絲按表2焊接規(guī)范進行鎢極氬弧焊，制成熔敷金屬，加工成GL=30 mm，外徑6 mm的蠕變試樣。用實施例1 中A～F得到的熔敷金屬加工成同樣尺寸的蠕變試樣。這些試樣在650 ℃×30.0Kf/mm2和650 ℃×22.0Kf/mm2兩種條件下進行蠕變斷裂試驗，測量蠕變斷裂時間。其試驗結果見圖1。結果表明，發(fā)明例的A～F任何焊絲與L焊絲相比，其蠕變斷裂時間均大為延長。

3.3 實施例3

冶煉鋼錠并加工成具有表1中所示A～F化學成分的焊條用焊芯，焊芯尺寸為3.2 mm。這些焊芯與表4～8所示組成的藥皮制成焊條。使用這些焊條按表9的焊接規(guī)范進行焊接，制成熔敷金屬。對電弧穩(wěn)定性、焊道氣孔的有無、熔合不良、夾渣等焊接缺陷進行評價，試驗結果見表10。

電弧穩(wěn)定性良好的評價標記為，不良的評價標記為×。抗裂性能評價，焊接時不產生裂紋的評價標記為，產生裂紋的評價標記為×。按照JIS Z3106 規(guī)定的放射線照相試驗對焊道氣孔的有無、熔合不良、夾渣焊接缺陷等進行檢測。其底片等級為Ⅰ級的評價標記為，達不到Ⅰ級的評價標記為×。

在表6中，編號1～8的發(fā)明焊條，無論哪一種焊條，電弧穩(wěn)定、抗裂性能優(yōu)良，認為沒有任何焊接缺陷。編號9～11的比較例焊條，編號9焊條金屬氟化物含量過多，電弧不穩(wěn)定，TiO2換算值合計、SiO2換算值合計含量為0，產生夾渣，X射線照相檢測時，發(fā)現存在夾渣。編號10焊條金屬碳酸鹽含量過少，氣體保護不良，X射線照相檢測時，發(fā)現存在氣孔。此外，不能降低熔敷金屬中P，S，RE含量為0，產生熱裂紋。由于金屬粉末添加量過多和SiO2換算值合計過多，電弧穩(wěn)定性不良。編號11焊條由于金屬碳酸鹽、TiO2換算值合計、RE含量過多，電弧穩(wěn)定性不良。此外，由于金屬氟化物含量過少，焊道根部過渡不圓滑，X射線照相檢測發(fā)現熔合不良。

3.4 實施例4

使用表12所示化學成分的焊芯（3.2 mm）與表4中比較例編號12所示的藥皮組成制成焊條。使用該焊條按照表5所示的焊接規(guī)范進行焊接，制成熔敷金屬，加工成GL=30 mm，外徑6 mm的蠕變試樣。還有，從實施例3中編號1～8發(fā)明例焊條得到的熔敷金屬制作成同樣的蠕變試樣。這些試樣在650 ℃×30.0 kgf/mm2和650 ℃×22.0 kgf/mm2兩種條件下進行蠕變斷裂試驗，測量蠕變斷裂時間。其試驗結果如圖2所示。結果表明，發(fā)明例焊條與比較例編號12焊條相比，其蠕變斷裂時間均大為延長。

3.5 實施例5

使用表13所示的焊條按照表14所示的焊接規(guī)范進行焊接試驗，制成試板，母材是表15所示化學成分的高Cr奧氏體不銹鋼，如圖3所示形狀的坡口，進行X射線照相試驗、彎曲試驗（試樣尺寸：9.5 mm×10 mm×300 mm）、拉伸試驗（試樣尺寸：6 mm，取樣位置如圖4所示），試驗結果分別見表16。其結果表明焊縫金屬具有良好的接頭性能。

第3篇：不銹鋼材料范文

1、不銹鋼保溫水箱內膽一般采用304不銹鋼材或者316L不銹鋼材料制作，材料本身具有一定防腐功能，在焊接制作過程中，雖然采用氬保護焊接設備，但焊接本身就是一個金屬金相組織變化及抗電化學腐蝕的極其復雜而高難度的技術工藝過程，不可能完全保證不銹鋼材料經過高溫焊接后，焊縫處材質不會出現變化。

2、因此、在內膽組件焊接完畢后，對不銹鋼換熱承壓水箱內膽再次進行防腐處理是必然的。通過水箱內膽表面金屬化學液表面特殊處理，在不銹鋼水箱表面生成一種非常薄的、致密的、覆蓋性能良好的、能堅固地附在金屬表面上的富鉻鈍化膜，這種富鉻鈍化膜電位可高達+1。

3、0V，接近電位;并形成多層CrO3或Cr2O3結構，把金屬與腐蝕介質完全隔開的作用，防止金屬與腐蝕介質直接接觸，使金屬基本停止溶解，形成鈍態(tài)達到防止腐蝕的效果。將2件304不銹鋼同等焊接工件，其中一件焊接后采取表面特殊處理，另一件未采取防腐表面處理，經過5%鹽霧試驗，在試驗30天后，左邊的焊接后未作防腐表面特殊處理不銹鋼工件就出現銹蝕。

（來源：文章屋網 ）

第4篇：不銹鋼材料范文

【關鍵詞】 不銹鋼 可持續(xù) 可循環(huán)利用 環(huán)保節(jié)能

一 、引言

公共建筑是供人們進行各種公共活動的建筑，其內容很廣泛，從辦公建筑、商業(yè)建筑、旅游建筑到科教文衛(wèi)建筑、通信建筑以及交通運輸類建筑等均可列入公共建筑的范疇。

現代公共建筑對建筑設計的要求日益提高，人們往往對那些具有吸引力且空間開闊的建筑更感興趣，而且伴隨著綠色建筑和環(huán)保節(jié)能的浪潮，政府部門更多地要求建設能可持續(xù)性地發(fā)展——滿足最少材料更新需要且能達到50甚至100年服務壽命的建筑。因此，建筑選材的耐腐蝕性，耐劃傷、耐沖擊性，維護要求，服務壽命，材料的可循環(huán)利用以及建筑物對能源和水的消耗等問題是材料選擇的重點。此外，公共安全問題，如防火和抗風性、抗震性能、欄桿和障礙設施的長期完好性等問題正變得越來越重要。而在眾多的建筑材料中，不銹鋼材料憑借著自身良好的特性獲得一致的好評，這一點在服務壽命在30年或更長的建筑物上表現的尤為突出。

二、不銹鋼的主要性能

不銹鋼（Stainless Steel）指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實際應用中，常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。

不銹鋼有很強的耐蝕性，不易產生腐蝕、點蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼是建筑用金屬材料中強度最高的材料之一。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，所以它能使結構部件永久地保持工程設計的完整性。含鉻不銹鋼還集機械強度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可滿足建筑師和結構設計人員的需要。

三、建筑用不銹鋼牌號及規(guī)格：

在建筑領域常用的不銹鋼牌號是304、304L、316、316L，以及相對較少的2205。304/304L、306/306L是最常用的建筑用不銹鋼。它們具有相同的強度水平，并可容易的由機械成型或焊接而成實際建筑應用中的任何產品。

304不銹鋼一般適用于氣候可控的室內環(huán)境及具有輕度城市污染的溫和室外環(huán)境。如處于較高水平的污染時，應選用光滑表面的304不銹鋼并進行定期清潔。

316不銹鋼除含有與304等量的鉻和鎳外，還含有鉬，因此更耐腐蝕。通常用在暴露于低/中度海鹽腐蝕環(huán)境或中度工業(yè)污染或更高程度城市污染水平環(huán)境中。

四、在建筑中的應用：

一般而言，人們期望建筑能以最小的維護來提供格外長的使用壽命。這對建筑物外墻、屋頂和室內高處尤為正確。環(huán)境中的腐蝕性物質會加速建筑材料和保護性涂層的退化變質。對于無需涂層保護的不銹鋼而言，相比于其他應用于建筑結構的金屬材料，不銹鋼的耐腐蝕性能具有明顯的優(yōu)勢。

不銹鋼在公共建筑設計中的應用具體有以下幾個方面：

1.結構用途：

冷作硬化后的304和316不銹鋼正越來越多地用于框架隱蔽化的玻璃幕墻、輕型天蓬及其他類型結構中。如馬德里巴拉哈斯機場和曼谷素旺那普機場壯觀的玻璃幕墻系統(tǒng)就是采用了不銹鋼支撐，創(chuàng)造出驚人的外墻效果。

曼谷素旺那普機場管狀大廳

2. 隱蔽區(qū)域：

敞向外界空氣的建筑區(qū)域，如建筑物的入口處，比能被雨水沖洗到的部分更易被腐蝕。因為在無雨水沖刷或人為清洗時，大量顆粒沉積物（如污物、鹽分、污染物）會在材料表面積累；當遇到來自潮濕空氣中的水分時，如果所用材料耐腐蝕能力不夠或涂層退化，腐蝕就會發(fā)生。因此建筑物入口的那些隱蔽區(qū)域選用更耐腐蝕的不銹鋼材料更為合適。

入口不銹鋼雨蓬

3. 外立面圍護：

公共建筑物很多在城市中，建筑外立面每天都會暴露在汽車尾氣、生活煙氣等城市污染中。對于建筑的外立面，大量被風刮起的磨損性粒子（如沙子）會導致建筑金屬材料上的漆或涂層出現加速老化的現象。使用不銹鋼材料作為建筑物的頂或外墻材料能很好地解決這些問題。因為不銹鋼良好的耐腐蝕性能并不來自于表面涂層，沙暴或類似的天氣情況可能會最終改變不銹鋼表面的紋路，但是改變不了其內在優(yōu)異的耐腐蝕性能。位于美國洛杉磯的迪斯尼音樂廳就是一個外立面運用不銹鋼的典型建筑案例。該建筑外立面采用316不銹鋼，振動拋光（亂紋）表面。由于建筑物造型的原因，其外立面不易清洗，盡管地處海邊并暴露在中度城市污染環(huán)境中，但自2003年10月落成以來，其外立面建筑效果始終如一。

美國洛杉磯迪斯尼音樂廳

4. 室內外設施及裝飾：

不銹鋼因其具有耐用性、耐撞擊和劃痕損傷，以及可以提供多種類型表面狀態(tài)和花紋，而在公共建筑室內外均獲得了廣泛的應用。浮雕式、噴丸處理、無方向劃絲及No.4拋光等表面處理形式的不銹鋼可廣泛應用于諸如指示牌、電話臺、展示柜、立柱包裹、電梯轎廂、花盆、廢棄物回收箱以及墻壁護板等室內設施。不銹鋼雕塑等不銹鋼制品也是室內裝飾的重要組成部分。

上海浦東機場候機廳不銹鋼座椅及欄桿

除此之外，不銹鋼也是制造公共衛(wèi)生間隔斷、紙巾盒、洗手池和其他物件的首選材料。這是因為在可能存在尿液暴露的環(huán)境中，不像涂漆或塑料表面那樣，不銹鋼可以迅速徹底地使用不含化學物質的蒸汽來清洗消毒，同時不銹鋼比陶瓷和搪瓷碳鋼更具延展性和耐沖擊性。

五、 不銹鋼的可持續(xù)性

除了可以提供長服務期、清潔時能避免使用有潛在毒性的化學清洗劑，不銹鋼還在很多方面限制對環(huán)境的負面影響。不銹鋼平均含有60%的循環(huán)廢鋼量；在建筑和基礎設施里使用的不銹鋼，一旦抵達其服務期的終點，估計可回收的比例高達92%。尤其是對304和316等普通奧氏體不銹鋼來說，不銹鋼不會被降級回收利用且重復回收利用不會使材料性能退化。

對于室內環(huán)境來說，不銹鋼不像涂層鋼、地毯等其他建筑產品，對于室內墻板不會產生任何排放物，低碳、環(huán)保。

國外對外立面墻和屋面材料的研究表明，常用的不銹鋼屋面、墻面與磚、混凝土及木料相比，可以使建筑物少吸收熱，如果做好屋面密封，使用空心墻，那么不銹鋼這一性能改善作用可以得到更大的發(fā)揮。不銹鋼的低腐蝕率可使屋面、墻面板更長久地保持這種高性能，只需偶爾清洗一下。在不銹鋼上涂上高反射率的涂料，就可以進一步限制建筑物吸收的熱量。

第5篇：不銹鋼材料范文

一、掌握用戶質量要求，策劃產品實現方案

協(xié)同營銷部門了解用戶對產品技術、質量的要求，研究用戶使用技術、策劃產品實現方案，是產品經理開展產品管理工作的基礎。

1. 市場調研

不銹鋼產品用途廣泛，但不銹鋼冷軋產品的主要用戶為中小型制造加工企業(yè)，具有用戶數量多、使用量少等特點，大部分用戶對不銹鋼材料了解不多，對材料提不出具體、準確的技術質量要求，且同類產品的不同制造企業(yè)因加工工藝或產品定位不同，對不銹鋼材料質量要求也不相同。因此，產品經理的首要工作是對用戶進行逐個調研，與用戶在技術上進行充分溝通，了解并研究用戶的產品、裝備、加工工藝、用戶的歷史使用等情況，甚至產品使用失效案例，掌握用戶對每個產品、每個用途的具體質量要求，以此作為后續(xù)工作開展的基礎。

2. 產品實現方案的策劃

在充分調研的基礎上，分析、研究目標用戶的使用技術及產品質量要求，開展產品實現方案的策劃工作。在生產工藝比較穩(wěn)定、產品質量控制標準比較規(guī)范的情況下，常規(guī)產品已能滿足大部分用途的使用要求；但對于部分產品質量要求較高或加工工藝稍復雜的用途，需要進行產品質量的標準+α設計及控制；而對于部分新的使用領域，或特殊的加工使用要求，就需要開發(fā)新品種以滿足使用要求。由于此項工作是決定產品能否成功使用的關鍵，必要時可借助產品經理團隊以及公司內外其他部門的技術力量進行充分論證，在最低制造成本原則下，選擇滿足用戶使用要求的常規(guī)產品、標準+α產品或是新品種中的一種。

二、結合公司制造能力，進行產品質量設計

產品的質量設計就是將目標用戶對不銹鋼產品的技術、質量要求轉化為不銹鋼生產制造過程可控的各項工藝技術標準及檢驗標準。產品質量設計工作是連接生產方和使用方兩個生產現場技術質量的橋梁，也是產品經理的核心工作，前期的市場調研及后期的產品質量監(jiān)管、改進都是為確保產品質量設計的合理、完善、可控。

1. 產品質量設計的基本原則

設計的產品在滿足用戶使用要求的前提下，符合工序制造能力、工序管理水平及相關產品技術標準、管理標準的要求，是產品質量設計的基本原則。合格的產品質量設計必須遵循設備技術參數、工序技術標準、產品的內控檢驗標準的要求，并同時符合用戶指定接受的產品標準（如中國國家標準、日本工業(yè)標準、美國材料試驗協(xié)會標準、歐洲標準或生產方企業(yè)標準等）的相關技術規(guī)定。另外，由于產品的競爭力不僅體現在產品質量上，更體現在產品的制造成本及管理成本等方面。因此，產品經理應掌握本公司的工序制造能力及常規(guī)質量管理水平，準確區(qū)分哪種質量水平是可以穩(wěn)定控制的，哪種質量水平是通過自身或本部門的適當努力可以達到的，哪種質量水平是需要其他部門、分廠及原料供應單位的配合改進才能達到的，哪種質量水平要達到是非常困難的。成功的質量設計應結合本企業(yè)的制造能力設計合適的產品質量，在低制造成本的條件下滿足用戶要求。

2. 產品試制管理

當常規(guī)產品不能滿足用戶的質量要求時，必須開發(fā)標準+α產品或新品種，這兩類產品在投入批量生產前必須進行小批量的試制，在此期間，產品經理就是產品試制過程的項目負責人。由產品經理擔任標準+α產品或新品種試制的項目負責人，可以使產品經理及時了解目標用戶的技術質量要求等情況，以及新品種從科研開發(fā)部門進行實驗室研究開始的技術、進度等情況。當新品種投入大生產時，由產品經理全面負責對該新品種（或標準+α產品）制訂試制方案，進行產品質量設計，跟蹤產品的試制情況和用戶使用情況，等等，做到對整套生產工藝、技術及用戶使用情況了如指掌。從而可以讓產品從生產初期到穩(wěn)定生產之間形成一貫的質量管理，避免產品的開發(fā)者與日常管理者因技術交接而產生管理空缺或技術丟失的現象，并可以在用戶心目中樹立起穩(wěn)定管理的企業(yè)形象。

3. 修訂或制訂產品的各項配套標準

通常有完整的產品工藝技術標準、工序技術標準和產品檢驗標準等系列常規(guī)內控標準來指導、管理常規(guī)產品的生產、檢驗，但要實現標準+α產品的穩(wěn)定可控，確保新品種的順利投產，必須在試制結束的同時，修訂或制訂與標準+α產品或新品種質量要求配套的內控標準，如原材料采購的標準+α技術標準、工序工藝控制的標準+α技術標準、外觀及性能檢驗的標準+α產品標準等，并確保修訂或制訂的各項標準的可執(zhí)行性。

三、監(jiān)管產品過程質量，協(xié)調各方物流順行

產品質量設計為產品的制造工藝及檢驗制訂了技術標準，但由于冷軋不銹鋼生產對表面質量要求極為嚴格，所以要使最終產品達到質量設計各項標準的要求，還需要集合生產管理、現場技術管理及操作等各方力量對整個生產過程進行嚴格管控。與各相關部門的業(yè)務、技術人員的合作狀況對產品經理工作能否順利開展至關重要。溝通是合作的基礎，有效溝通是產品經理的核心能力及主要日常工作之一，只有進行有效的溝通，才能協(xié)同制造管理部門及各生產分廠相關業(yè)務人員，在低質量損失或零質量損失的前提下高效地實現產品的設計質量。

1. 與制造管理部門相關業(yè)務人員的溝通及合作

制造管理部門的生產計劃和合同管理人員計劃、組織、協(xié)調、控制著合同產品從原料采購、產品生產到成品出廠整個流程的時間節(jié)點，因此產品經理必須經常與制造管理部門進行溝通，及時掌握目標產品的原料資源及生產時間節(jié)點等情況，以合理安排產品的試制計劃，及時跟進、掌握產品生產過程的工藝及質量等情況。

2. 與生產分廠相關技術及操作人員的溝通及合作

不銹鋼的生產工序較多，生產工藝及質量控制較復雜，一個產品經理要掌握產品整個生產線的所有工藝技術需要相當長的時間，而要做到對各工序產品質量的完全掌控更是相當困難。而現場技術管理人員及操作人員有著豐富的現場技術、質量管理經驗。因此，只有與各相關工序的技術人員進行充分溝通，才能讓產品的質量特點和技術要求深入人心；只有與各專業(yè)技術人員緊密合作，才能博采眾長，將公司內各部門、分廠的技術及產品管理資源有效地集中到各個產品上來。

3. 處理產品生產過程異常情況

產品在生產過程中經常會發(fā)生各種異常情況，如因生產工藝條件的變化造成產品表面質量、性能不能達到設計要求。在此情況下，產品經理須協(xié)同區(qū)域技術管理人員，組織相關技術、管理人員采取有效的補救措施，給出異常產品的處置意見或建議，以確保合同產品按質、按量、按時完成。

四、做好用戶技術服務，促進產品服務增值

產品經理是公司生產現場和用戶生產現場的橋梁，協(xié)調、服務好公司生產現場是為了讓產品在質量上成功達到設計要求、在時間節(jié)點上順利達到計劃及合同規(guī)定要求，而服務好用戶生產現場是為了讓產品順利使用。做好售前、售中及售后技術服務工作，讓用戶買得放心、用得順心，在合理成本條件下實現產品的順利生產和使用，從而不斷提升公司品牌價值，是產品經理工作的最終目的。

1. 掌握產品質量動態(tài)

產品經理通過公司營銷、用戶的采購及用戶的技術管理等業(yè)務人員，通過電話詢問、技術交流或用戶現場生產跟蹤等方式，掌握產品在用戶加工使用過程中的質量動態(tài)，并根據產品使用過程中出現的問題及用戶的技術質量要求，及時調整產品質量設計，提升產品質量控制水平，確保用戶使用過程的順利穩(wěn)定。

2. 處理產品質量異議

不銹鋼產品在加工使用過程中難免會發(fā)生用戶不認同的質量特征，如壓痕、擦劃傷等外觀缺陷，或發(fā)生開裂、銹蝕等失效現象。此時，產品經理需要及時跟進、參與或負責調查分析，掌握缺陷或失效現象產生的原因。如果是不銹鋼材料的問題，就要根據缺陷產生的原因及時修改產品質量設計或采取措施加強產品的過程及成品出廠質量控制。如果為用戶加工使用的原因，就要為用戶提供必要的技術支持，幫助用戶盡快解決存在的問題。

3. 深化與用戶的技術合作

首先，要做好用戶不銹鋼材料的技術顧問。為用戶選好不銹鋼材料出謀劃策，在滿足產品質量要求及加工使用技術要求的前提下，為用戶實現低成本采購提供技術支持。其次，要做好用戶技術、研發(fā)人員的合作伙伴。一方面隨著用戶新產品的開發(fā)及老產品的升級換代，需要具有不同的耐蝕性、沖壓加工性、焊接性等性能，以及不同表面結構、不同表面質量要求的不銹鋼材料。此時，產品經理要與用戶的技術人員進行充分的溝通，了解用戶技術及研發(fā)人員的設想，推薦合適的不銹鋼材料，詳細說明材料的特征，并為其關于不銹鋼材料的加工工藝提供建議。另一方面用戶在加工生產過程中也可能會發(fā)生各種各樣的技術或質量問題，此時，產品經理要與用戶的技術人員一起對其加工工藝、裝備及與不銹鋼材料的匹配性進行研究探討，并在公司備具的條件下盡力為用戶提供各種檢測及分析工作，最終解決存在的問題。另外，產品經理還要積極為用戶培訓提供不銹鋼材料的技術支持，讓用戶了解不銹鋼、用好不銹鋼。產品有價、服務無價，產品經理要協(xié)同營銷部門用真誠的服務與用戶建立長期、穩(wěn)定、雙贏的合作關系。

五、產品經理制的完善

產品經理制推行近3年來，在各級領導的支持下，在營銷、生產及現場技術人員的配合下，寶新公司的產品經理隊伍逐漸成長、業(yè)務逐步擴展，贏得了廣泛認可。但隨著各項業(yè)務的深入開展，產品經理們在個人技術水平、項目管理能力、技術支持等各方面的弊端逐漸顯現，迫切需要提升個人能力、尋求各方面的技術支持及管理支持。

1. 個人能力的提升

產品經理需要為產品從設計、生產到用戶使用各個環(huán)節(jié)提供技術保障，因此優(yōu)秀的產品經理，不但需要有深厚的技術水平，還需要有較強的溝通協(xié)調能力、項目管理能力、處理各種突發(fā)事件的應變能力，以及處理各種瑣碎事情的耐心及信心。不僅要與公司內外的技術人員合作，還要與營銷人員及生產管理等各方面業(yè)務人員合作，才能設計、生產出具有競爭力的產品。而產品經理們來自不同的工作崗位，此前的工作都比較單一，對不銹鋼材料從冶煉到冷軋再到用戶加工的工藝及技術掌握得并不透徹，更沒有接受各種專業(yè)技術及項目管理等專業(yè)技能的培訓，依靠自身邊工作、邊摸索、邊積累，進步相對較慢，限制了用戶技術服務工作的深入開展。因此，產品經理制的長足發(fā)展，還需要產品經理們去接受有針對性的各項專業(yè)技術及管理的培訓，以提升個人的技術水平及管理能力。

2. 技術支持體系的完善

在各項工作開展過程中，產品經理們除了需要不斷提升個人能力外，還需得到從研發(fā)、生產到質量控制等各方面技術業(yè)務人員的合作與支持。目前多數產品的管理更多的是由產品經理依靠個人關系去尋求各方面的支持，雖然大部分的業(yè)務人員都比較配合，但長期合作下來，難免會因為各種原因產生矛盾，從而逐漸消磨了產品經理們的工作激情。因此，擴展產銷研工作的覆蓋面，使每類產品都能獲得產銷研團隊的支持，是讓我們的技術服務工作得到持續(xù)提升的有效途徑。

第6篇：不銹鋼材料范文

安裝母豬飲水器的方法：鴨嘴式飲水器，距床板30至50cm高，安裝角度不能太大，不然料槽易積水生銹。豬飲水器是應于現代化豬場，為豬場提供清潔飲用水。因此，豬飲水器設備是豬場不可缺少的養(yǎng)豬設備。豬用自動飲水器的種類很多，有鴨嘴式、式、杯式等，應用最為普遍的是鴨嘴式豬只自動飲水器。

鴨嘴式豬只飲水設備主要由閥體、閥芯、密封圈、回位彈簧、塞蓋、濾網等組成。其中閥體、閥芯選用黃銅和不銹鋼材料，彈簧、濾網為不銹鋼材料，塞蓋用工程塑料制造。整體結構簡單，耐腐蝕，工作可靠，不漏水，壽命長，豬飲水時，嘴含飲水器，咬壓下閥桿，水從閥芯和密封圈的間隙流出，進入豬的口腔，當豬嘴松開后，靠回位彈簧張力，閥桿復位，出水間隙被封閉，水停止流出，鴨嘴式豬只飲水設備密封性能好，水流出時壓力降低，流速較低，符合豬只飲水要求。

（來源：文章屋網 ）

第7篇：不銹鋼材料范文

關鍵詞：不銹鋼；有限元法；整體穩(wěn)定性；參數分析；計算方法

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A

文章編號：1674-2974（2016）03-0055-11

不銹鋼材料具有易維護和全生命周期成本低等優(yōu)勢，在建筑結構中得到廣泛的應用[1].目前有關不銹鋼結構的研究比較廣泛，但研究尚處于初期階段.對于不銹鋼材料的應力應變關系，Mirambell和Real[2]提出了兩階段的Ramberg-Osgood模型，此外，Quach等[3]通過引入σ2.0，提出了一個三階段修正模型.Gardner等[4]和Quach等[5]分別對不同情況構件提出了殘余應力模型.王元清[6]和楊璐[7]等進行了相應的試驗和理論研究，提出了純彎作用下焊接工字形不銹鋼梁的整體穩(wěn)定計算表達式.Yuan等[8]對不銹鋼焊接截面軸心受壓構件的相關穩(wěn)定性能進行了試驗研究，并提出了相應的設計方法.舒贛平等[9-10]對冷彎不銹鋼軸心受壓構件的穩(wěn)定承載力以及壓彎構件平面穩(wěn)定承載力進行了研究.Gardner等[11-12]根據若干不銹鋼試件的試驗研究結果進行分析，總結并提出了連續(xù)強度法[13].在不銹鋼受壓構件研究方面，Gardner[14-15]等對不銹鋼的短柱試件進行了試驗，對比了現行歐洲不銹鋼設計規(guī)范的計算結果，提出了新的設計方法和設計建議.此外還有一些學者對不銹鋼構件的變形性能和不銹鋼管混凝土進行了研究.

不銹鋼的應力應變曲線特征以及構件受力性能特征與普通鋼有很大的不同，不銹鋼材料具有明顯的非線性特征以及明顯的應變硬化特性，因此在進行不銹鋼整體穩(wěn)定性能分析時不宜使用鋼結構規(guī)范.目前，中國不銹鋼設計規(guī)范正在編制中，對不銹鋼軸心受壓構件整體穩(wěn)定性能的研究對規(guī)范的編纂有一定的價值.

1 試驗概況

1.1 試件設計

本文對奧氏體型和雙相體型焊接工字型不銹鋼共計22根構件進行了軸壓試驗，根據試驗設定其中12個構件繞弱軸出現失穩(wěn)，10個構件繞強軸出現失穩(wěn).所有構件在設計前均進行了試算，確保施加荷載能夠使構件發(fā)生整體失穩(wěn)，同時限制構件的截面尺寸以防構件出現局部屈曲.構件的材料屬性通過材性實驗獲得.

1.2 試驗裝置

試驗過程中使用的加載裝置如圖1所示，采用500T液壓式長柱壓力試驗機進行加載，加載過程中，試件兩端各布置一個單刀鉸，使得加載裝置與柱子端部實現單向鉸接，單刀鉸的轉動軸線與試件彎曲失穩(wěn)平面垂直.通過單刀鉸約束方向來控制構件繞強軸或弱軸的失穩(wěn)，單刀鉸轉動中心至柱端面距離為170 mm，試件的鉸接長度Lt=L+340.

1.3 測量內容

位移計架設示意圖如圖2所示，在柱中設置2個位移計LVDT-5和LVDT-6用于測量試件失穩(wěn)平面內柱中截面的水平位移，同時在柱中失穩(wěn)平面外設置一個位移計LVDT-7用于測量試件失穩(wěn)時失穩(wěn)平面外柱中截面的水平位移.通過LVDT-3和LVDT-4兩個位移計可以測量試件在受壓時的豎向變形，即試驗儀器加載點的豎向位移.此外在柱兩端截面各布置了4個應變片，用于根據試件在彈性受力階段端部截面的應變分布推算荷載初偏心值.在試驗開始前，采用光學測量設備通過測量沿柱長方向四分點位置處截面中心偏離柱兩端截面中心連線的距離來對每個試件的整體幾何初始彎曲進行了測量.

2 有限元方法及試驗驗證

對工字形構件的整體穩(wěn)定性能的研究需要考慮不同的影響因素，并分別進行參數化分析，由于試驗本身的局限性，需引入有限元軟件進行分析.在建立有限元模型及計算分析的過程中考慮了材料的非線性、構件幾何初始缺陷以及截面殘余應力的因素，并用試驗結果對有限元模型進行了驗證.

2.1 有限元模型的建立

2.1.1 單元的選擇及邊界約束

本文主要對軸壓構件的整體穩(wěn)定性能進行研究，因此采用BEAM188單元.為了與試驗的柱端約束情況取得一致，首先在有限元模型的兩端采用固定約束，在此基礎上釋放特定方向的扭轉.對于工字形截面構件，應對構件繞強軸與弱軸失穩(wěn)分別進行考慮[16].

2.1.2 不銹鋼材料的本構模型

不銹鋼的本構模型中比較準確的有兩階段的R-O模型和三階段模型，其中兩階段模型相對簡潔，使用較多.為能更好地反映試驗的實際情況，本文采用試驗測得的3條應力應變曲線的平均值模型.有限元分析采用多線性等向強化本構模型進行模擬.應力應變試驗曲線與平均值模型曲線的對比如圖3所示.

2.1.3 構件的初始缺陷

目前，在鋼結構穩(wěn)定計算中，各國規(guī)范都考慮了構件的初始幾何缺陷.在進行有限元模擬時可偏于安全地取一階整體屈曲模態(tài)作為幾何初始缺陷的變形狀態(tài)，用總的初始缺陷作為構件的一階模態(tài)的最大位移，并對模型節(jié)點的坐標進行更新以實現對初始缺陷的模擬.初始幾何缺陷模型如圖4所示.

2.1.4 構件殘余應力的分布

焊接構件中普遍存在殘余應力，且殘余應力的存在會對構件的極限承載力產生影響.本文采用袁煥鑫[17]測得的殘余應力分布圖[圖5（a）]和他提出的殘余應力分布模型[圖5（b）].根據殘余應力自平衡特點將殘余應力分布模型進行簡化，如圖5（c）所示，并將其施加在有限元模型中，如圖5（d）所示[17].

2.2 有限元模型與試驗對比

2.2.1 荷載位移曲線對比

采用上述方法對22根不銹鋼焊接工字形截面軸壓構件進行有限元模擬，有限元模擬得到各構件的荷載與端部的豎向位移曲線與試驗曲線的對比如圖6所示，模擬得到各構件的荷載與構件中點處水平位移曲線與試驗曲線的對比如圖7所示，其中取構件內側與外側的殘余應力測量值的平均值作為實測值.

由圖6和圖7可知，試驗值與模擬值的荷載位移曲線匹配得較好，有限元模型能夠較準確地模擬奧氏體型與雙相體型不銹鋼構件整體失穩(wěn)的真實受力情況.由于試驗需要克服單刀鉸的摩擦力，無法達到理想狀態(tài)；另一方面，在進行有限元模擬時，構件初始缺陷是按構件最大初始缺陷的一階模態(tài)來取用的，因此，試驗和數值模擬曲線之間存在一定的差別.此外，模擬還受到了構件的計算長度以及殘余應力模型簡化的影響.

2.2.2 極限荷載的對比

目前，歐洲不銹鋼規(guī)范以及美國不銹鋼規(guī)范是不銹鋼設計的主要依據.本文對比了模擬和試驗得到的極限承載力，同時也分別按歐洲不銹鋼規(guī)范和美國不銹鋼規(guī)范對穩(wěn)定承載力進行了計算，通過對比驗證了有限元模擬的準確性，并對兩種規(guī)范的合理性進行了評估.

由表1可知，雙相體型的模擬值與試驗值的差別比奧氏體型模擬值與試驗值的差別小，這主要是由于雙相體型構件在極限荷載狀態(tài)下未達到屈服狀態(tài)，構件均屬于彈性失穩(wěn)；構件繞強軸失穩(wěn)時模擬值與試驗值的差別比構件繞弱軸失穩(wěn)時的差別小.總體來看，有限元模擬值與試驗值的誤差控制在10%以內，平均誤差在5%以內，本文的有限元方法能夠很好地模擬不銹鋼軸心受壓構件整體穩(wěn)定承載力.

對于不銹鋼構件，根據歐洲不銹鋼規(guī)范得到的設計值普遍低于試驗值和模擬值，隨長細比的增加兩者的差異逐漸變小，歐洲不銹鋼規(guī)范相對較保守且符合實際情況.根據美國不銹鋼規(guī)范得到的設計值整體上高于試驗值與模擬值，美國規(guī)范相對較激進不適用于焊接不銹鋼構件.當構件長細比較小時，根據美國規(guī)范得到的設計值與構件極限承載力差別較小，而對于長細比較大的構件按照歐洲規(guī)范得到的設計值與構件的極限荷載差別較小.

綜合來看，試驗與模擬之間的差別在可接受的范圍之內，故此有限元方法比較準確.

3 參數分析

本節(jié)使用以上經試驗確定的有限元方法進行參數化分析，分別討論構件幾何初始缺陷、截面殘余應力、材料力學性能、截面寬厚比以及長細比對構件極限承載力的影響.

3.1 構件幾何初始缺陷

為研究構件幾何初始缺陷對構件極限承載力的影響，本文在不改變其他參數情況下，采用改變初始缺陷大小的方法進行驗證.本文選取初始缺陷系數分別為0.000 5L，0.001L和0.002L時構件繞強軸失穩(wěn)及繞弱軸失穩(wěn)2種情況進行有限元分析，并將初始缺陷值為0.000 5L與0.002L時的極限荷載值與初始缺陷值為0.001L時的極限荷載值進行對比.對比結果如圖8所示.

圖8中橫坐標表示構件長細比，縱坐標表示初始缺陷分別為0.002L，0.000 5L構件的極限荷載F0.002，F0.000 5與初始缺陷為0.001L構件的極限荷載F0.001的比值.由圖8可知，初始缺陷為0.000 5L時的極限荷載比初始缺陷為0.001L的極限荷載高5%左右，且隨正則化長細比的變化有輕微的波動；初始缺陷為0.002L時的極限荷載比初始缺陷為0.001L的極限荷載低7%左右，且隨正則化長細比的變化有輕微的波動.初始缺陷大小對構件的極限承載力影響較大，但對不同長細比的構件，初始缺陷對于繞弱軸失穩(wěn)和繞強軸失穩(wěn)2種情況的極限承載力影響不大.此外，通過奧氏體型與雙相體型對比可知，不同初始缺陷對兩者的影響基本相同，但初始缺陷對雙相體型構件影響較小且對繞弱軸失穩(wěn)構件影響更大.

3.2 構件截面殘余應力的影響

為研究構件截面殘余應力的影響，本文在不改變其他參數情況下，分別對考慮殘余應力與不考慮殘余應力2種情況進行了有限元分析，并對考慮殘余應力時構件的極限荷載與不考慮殘余應力時的極限荷載進行了對比.對比結果如圖9所示.

圖9中橫坐標表示構件長細比，縱坐標表示不考慮殘余應力時構件的極限荷載Fw與考慮殘余應力的極限荷載Fy的比值.從構件的殘余應力影響來看，隨長細比的變化，殘余應力對構件的極限承載力的影響也隨之發(fā)生改變；殘余應力對構件繞弱軸失穩(wěn)時的極限承載力影響較大，表明繞弱軸失穩(wěn)時構件對殘余應力更為敏感.此外，殘余應力對奧氏體型不銹鋼構件的極限承載力的影響較大，而對雙相體型不銹鋼構件的極限承載力的影響較小，主要是由于殘余應力的存在使得奧氏體型不銹鋼構件更容易達到屈服應力fy.

3.3 材料力學性能的影響

在探討材料力學性能的影響時，在保證其他影響因素不變的前提下，分別取用2種奧氏體型與2種雙相體型不銹鋼材料進行有限元分析，并對有限元模擬得到的極限荷載進行對比，對比結果如圖10所示.

圖10中橫坐標表示構件長細比，縱坐標表示2種牌號的材料極限荷載F1和F2的比值.由圖10可知，繞強軸失穩(wěn)和弱軸失穩(wěn)時材料力學特性對整體穩(wěn)定承載力的影響均表現為隨構件長細比的增加先變大后變小.材料的力學性能對雙相體型不銹鋼構件的極限承載力影響較大，同一種材料使用正則化長細比考慮材料特性后2種牌號的材料穩(wěn)定系數與正則化長細比的關系基本相同.

3.4 截面寬厚比的影響

考慮寬厚比的影響時，在不改變其他參數的情況下，通過改變截面寬厚比，使用有限元分析獲得極限荷載并對比按照中國鋼結構規(guī)范中φ=F/fyA計算得到穩(wěn)定系數的變化.如圖11所示.

圖11中橫坐標表示構件寬厚比，縱坐標表示不考慮殘余應力時與考慮殘余應力時的整體穩(wěn)定系數.由圖11可知，腹板的寬厚比和翼緣的寬厚比對繞弱軸失穩(wěn)和繞強軸失穩(wěn)的極限承載力的影響可以忽略，且寬厚比對奧氏體型與雙相體型不銹鋼構件極限承載力的影響相同.

3.5 構件長細比的影響

當討論長細比對構件的極限荷載的影響時，在不改變其他因素的前提下，通過改變構件的長度來改變構件的長細比，通過有限元分析確定當構件長細比改變時構件極限荷載按照中國鋼結構規(guī)范中φ=F/fyA計算得到整體穩(wěn)定系數變化，如圖12所示.

圖12中橫坐標表示構件長細比，縱坐標表示構件的整體穩(wěn)定系數.由圖12可知，奧氏體型與雙相體型不銹鋼的極限荷載隨長細比的變化均呈現出較明顯的改變，構件長細比越大極限荷載值越小.

4 計算方法的提出

4.1 計算方法

本文采用正則化長細比構建整體穩(wěn)定系數，將柱子曲線分為3段分別進行計算.第1段，由于正則化長細比較小，構件失穩(wěn)時由于截面屈服應力已超過fy，邊緣屈服準則已不再成立，因此對于此類問題可采用Gardner提出的連續(xù)強度法.由于此種方法計算比較復雜且在實際中此類長細比較小的構件較少，因此為了使用方便以及曲線的完整可采用一段保守的函數曲線來代替.第2段，考慮到材料的非線性特性，構件失穩(wěn)形式為彈塑性失穩(wěn)，綜合美國鋼結構規(guī)范以及冷彎構件的直接強度法，可采用美國冷彎不銹鋼規(guī)范中給出的公式形式進行計算.第3段，此時構件正則化長細比較大，構件失穩(wěn)形式為彈性失穩(wěn)，可采用基于構件邊緣屈服準則的perry公式的形式進行計算.

4.2 數據擬合

通過對奧氏體型與雙相體型不銹鋼進行參數化有限元分析，將得到的有限元參數分析結果使用Matlab提出的穩(wěn)定系數公式進行擬合，最終確定公式中系數的取值，并考慮到系數的簡便以及曲線的連續(xù)性對系數進行簡單處理，如表2所示.

將通過計算得到的柱子曲線與歐洲不銹鋼規(guī)范和美國不銹鋼規(guī)范得到的曲線進行對比可以看出：計算得到的柱子曲線高于歐洲規(guī)范曲線，且長細比越大兩者柱子曲線的差別越??；當正則化長細比較小時，計算得到的柱子曲線高于規(guī)范曲線，當正則化長細比較大時，計算得到的柱子曲線低于規(guī)范曲線.當正則化長細比較小時，計算得到的柱子曲線與美國規(guī)范曲線間的差距較小，當正則化長細比較大時，計算得到的柱子曲線與歐洲不銹鋼規(guī)范的柱子曲線間的差距較小.

此外，對于奧氏體型不銹鋼構件，模擬得到的整體穩(wěn)定系數與歐洲規(guī)范曲線差值較小，對于雙相體型不銹鋼構件，模擬得到的整體穩(wěn)定系數與歐洲規(guī)范曲線差值較大，表明不同材料對構件整體穩(wěn)定承載力影響較大，因此兩者應分別進行討論.構件繞強軸失穩(wěn)時模擬得到的整體穩(wěn)定系數與歐洲規(guī)范曲線差值小于構件繞弱軸失穩(wěn)時模擬得到的整體穩(wěn)定系數與歐洲規(guī)范曲線差值，因此應分別討論工字形構件繞強軸失穩(wěn)和繞弱軸失穩(wěn)2種情況.

本文提出的三段式計算方法適用于奧氏體型和雙相體型2類不銹鋼構件.由圖14可知，模擬值明顯高于歐洲不銹鋼規(guī)范曲線，表明歐洲不銹鋼規(guī)范較保守；模擬值與美國不銹鋼柱子曲線相差較大，表明美國不銹鋼規(guī)范不適用于焊接不銹鋼構件.三段式與試驗和有限元數據點的分布形態(tài)吻合較好，對工字形截面構件的承載力計算值與試驗和有限元的平均比值均近似為1，表明建議公式能夠對奧氏體型、雙相體型不銹鋼的工字形截面構件的整體穩(wěn)定承載力進行合理的計算.

5 結 論

1）通過考慮了不銹鋼材料力學性能、焊接殘余應力、整體幾何初始缺陷等因素的有限元模型對試驗進行驗證，表明了有限元模型的可靠性和適用性.

2）通過參數分析可確定不銹鋼構件的材料特性、幾何初始缺陷與長細比對構件整體穩(wěn)定承載力影響較大，截面殘余應力對構件整體穩(wěn)定承載力影響較小，截面寬厚比對構件整體穩(wěn)定承載力影響可忽略.

3）歐洲不銹鋼規(guī)范對于構件整體穩(wěn)定性能的預測較保守，美國不銹鋼規(guī)范對于焊接構件可能不適用.

4）計算了742個焊接工字形不銹鋼構件的數值算例，根據算例結果提出了三段式計算方法，建議公式可很好地預測不銹鋼構件的整體穩(wěn)定承載力，可以為工程設計應用和相關設計規(guī)范編制提供參考.

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第8篇：不銹鋼材料范文

關鍵詞：反應堆冷卻劑系統(tǒng)（RCS）；焊接材料；化學成分；力學性能

引言

在AP1000核電堆型中，反應堆冷卻劑系統(tǒng)（RCS）是核電站中最為關鍵的管道系統(tǒng)，設計方采用的管道材質為ASME SA312 GR TP304L、ASME SA182 F TP304LN、ASME SA312 GR TP316LN金屬材料。按照ASME 第二卷C篇《焊條、焊絲及填充金屬》（1998+2000a）及依托化項目相關技術規(guī)格書要求，并針對核電站管道系統(tǒng)的特殊性，確定焊接材料的化學成分、力學性能、鐵素體含量，不銹鋼敏化試驗要求。

1 焊接材料選擇

1.1 焊接材料化學成分選擇

奧氏體不銹鋼焊接材料應在ASME第二卷焊接金屬分析A-8中308、308L、309、316和316L類型選擇，低碳奧氏體不銹鋼金屬需選擇低碳級別的不銹鋼填充金屬308L、316L。與反應堆冷卻劑系統(tǒng) （RCS）相關的低碳奧氏體不銹鋼管道安裝和焊縫修補的焊接材料應滿足ASME第III卷NB分卷要求，按照設計要求選擇適用于GTAW的焊絲 ER308L、ER316L。

適用焊接材料在ASME第二卷中化學成分的基礎上按照ASME第III卷NB分卷NB-2432.2要求相應的增加Cb+Ta、V、Ti、Co五種化學元素，化學成分含量的控制以316L要求的化學成分為基準。Cb+Ta、V、Ti、均為有益元素，適當的添加可細化組織晶粒，提高強度、韌性、淬透性、可防止晶間腐蝕現象[1]；考慮到反應堆冷卻劑系統(tǒng)（RCS）有直接受反應堆輻照的焊縫，所以必須將Co元素應該被嚴格控制一定范圍，與反應堆冷卻水接觸的焊接填充金屬最大Co含量應為0.20%或更少。焊縫修補，如果與反應堆冷卻水接觸的焊縫表面區(qū)域比較大時，焊接材料的最大Co含量應為0.10%或更小。類似的要求在法國RCCM標準S-2511中也有相關描述。同時還要求控制S元素的含量至0.010以下，目前低硫填充金屬材料已經證明能緩硫致焊接的熱裂紋或微裂紋問題。

AP1000核電堆型反應堆冷卻水劑系統(tǒng)管道焊接全部采用GTAW焊接工藝，選配的焊接材料化學成分與ASME標準第II卷中的參數對比情況，詳見表格1～2。

1.2 焊接材料力學性能選擇

反應堆冷卻劑系統(tǒng)管道焊接全部采用GTAW焊接工藝，對應的ER308L、ER309L、ER316L在ASME標準第二卷C篇中僅規(guī)定了分類，力學性能是在附錄A中已推薦方式提供，為焊接材料和產品母材力學性能有效結合起來提供了依據。反應堆冷卻劑系統(tǒng)管道母材的抗拉強度540MPa，屈服強度275MPa，伸縮率 60%。根據等強匹配原則，反應堆冷卻劑系統(tǒng)焊接材料力學性能按照表格4中的參數制定為抗拉強度550MPa，屈服強度310MPa，伸縮率 30%。

力學性能參數對比詳見表格3～4。

1.3 鐵素體含量選擇

奧氏體不銹鋼焊縫金屬應根據ASME第III卷，NX-2430進行試驗?！伴_始”的焊接材料的未稀釋的焊縫溶敷金屬必須含有至少5FN（鐵素體數）。與GTAW使用的焊接材料的δ鐵素體可以從填充金屬本身獲得（僅僅使用化學分析方法就可以）。對于有低鉬含量308L的焊材來講，允許的δ鐵素體范圍應為5FN到20FN。對于有高鉬含量的焊材316/316L，允許的δ鐵素體范圍應為5FN到16FN。詳見表格5。

1.4 敏化試驗

所有涉及AP1000核電堆型反應堆冷卻水劑系統(tǒng)奧氏體不銹鋼焊接的焊接材料必須符合USA核管會的RG1.44《敏化不銹鋼使用的控制》管理導則，所以要求焊材供應商或者核電產品制造單位者證明在GTAW工藝下最大熱輸入量和最大碳含量符合RG1.44敏化不銹鋼使用的控制的相關要求。

2 焊接材料應用結論

反應堆冷卻劑系統(tǒng)使用的焊接材料ER308L、ER316L在遵循以上化學成分、力學性能、鐵素體含量、敏化試驗的基礎上，通過三門核電一期工程，海陽核電一期工程設備模塊產品（Q601）和反應堆一體化頂蓋現場組裝移交（IHPFA）最終證明反應堆冷卻劑系統(tǒng)奧氏體不銹鋼材質的管道焊縫產品質量符合ASME第三卷NB分卷和設計方相關技術規(guī)格書驗收要求。本系統(tǒng)使用的焊接材料是在ASME 1998+2000a為執(zhí)行標準和依托化項目相關技術規(guī)格書的要求下選擇。因此，僅適用于AP1000核電堆型依托化項目。后續(xù)核電項目及CAP1400項目適用標準版本不同時，需要具有ASME認證資質的單位按照NCA-1140（e）的要求完成相關工作，并根據具體產品完成相關論證方可展開工作。

參考文獻

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第9篇：不銹鋼材料范文

關鍵詞：不銹鋼；刀具；切削量；

隨著工業(yè)經濟的快速發(fā)展，不銹鋼已廣泛應用于各個生產領域，不銹鋼在大氣中或在腐蝕性介質中具有一定的耐蝕能力，并在較高溫度（>450℃）下具有較高的強度。在與氧化性介質接觸中，由于電化學作用，表面很快形成一層富鉻的鈍化膜，保護金屬內部不受腐蝕；但在非氧化性腐蝕介質中，仍不易形成堅固的鈍化膜。為了提高鋼的耐蝕能力，通常增大鉻的比例或添加可以促進鈍化的合金元素，這些合金元素在鋼中的含量不同，對不銹鋼的物理結構及化學性能產生不同的影響，對切削加工性影響很大。不銹鋼加工切削刀尖處溫度高、切屑粘附刃口嚴重、容易產生積屑瘤，加劇了刀具磨損，影響加工表面粗糙度，從而影響工件質量，為提高加工效率和工件質量，應從不銹鋼加工件特性分析，選擇合理的刀具材料、車刀幾何參數和切削用量至關重要。

1. 不銹鋼有哪些切削特點

在不銹鋼的切削加工中，不銹鋼的切削加工性比中碳鋼差得多，首先要對被加工件的被切削性能有所了解，不銹鋼在切削過程中有如下幾方面特點：

1.1.加工硬化嚴重：不銹鋼的塑性大，塑性變形時品格歪扭，強化系數很大；且奧氏體不夠穩(wěn)定，在切削應力的作用下，部分奧氏體會轉變?yōu)轳R氏體；再加上化合物雜質在切削熱的作用下，易于分解呈彌散分布，使切削加工時產生硬化層，給后續(xù)加工工序增加了困難。

1.2.加工性能：不銹鋼在切削過程中塑性變形大、韌性高，切削力增加、熱強度高、切削時消耗能量大，切削溫度高；不銹鋼導熱率低，散熱不好易形成刀具高溫；不銹鋼粘結凝焊性強，切削過程中易形成積屑瘤；不銹鋼加工硬化傾向強，切削表面易形成硬化層；不銹鋼不易斷屑，切削過程中易堵塞，影響加工表面的光潔。

1.3.切削溫度高：切削時塑性變形及與刀具間的摩擦都很大，產生的切削熱多；加上不銹鋼的導熱系數約為45號鋼的?～?，大量切削熱都集中在切削區(qū)和刀―屑接觸的界面上，散熱條件差。

1.4.切屑不易折斷、易粘結：不銹鋼的塑性、韌性都很大，車加工時切屑連綿不斷，影響操作，同時擠傷工件加工表面，在高溫、高壓下，不銹鋼與其他金屬的親和性強，易產生粘附現象，并形成積屑瘤，加劇刀具磨損。

1.5.刀具易磨損：切削不銹鋼過程中的親和作用，使刀―屑間產生粘結、擴散，從而使刀具產生粘結磨損、擴散磨損，不銹鋼中的碳化物（如TiC）微粒硬度很高，切削時直接與刀具接觸、摩擦，擦傷刀具，還有加工硬化現象，均會使刀具磨損加劇。

1.6.線膨脹系數大：不銹鋼的線膨脹系數約為碳素鋼的1.5倍，在切削溫度作用下，工件容易產生熱變形，尺寸精度較難控制。

2.刀具材料選擇

不銹鋼切削加工工序中，如何選擇合理刀具材料是保證高效率切削加工不銹鋼的重要條件。切削不銹鋼時選擇刀具時應考慮以下參數：

2.1.高速鋼的選擇：高速鋼主要用來制造銑刀、鉆頭、絲錐、拉刀等復雜多刃刀具。普通高速鋼W18Cr4V使用時刀具耐用度很低已不符合需要，在相同的車削條件下，用W18Cr4V和95w18Cr4V兩種材料的刀具加工1Cr17Ni2工件，采用新型高速鋼刀具切削不銹鋼可獲得較好的效果。對于批量大的工件，采用硬質合金多刃、復雜刀具進行切削加工效果會更好。

2.2.硬質合金的選擇：YG類硬質合金的韌性較好，可采用較大的前角，刀刃也可以磨得鋒利些，使切削輕快，且切屑與刀具不易產生粘結，較適于加工不銹鋼。特別是在振動的粗車和斷續(xù)切削時，YG類合金的這一優(yōu)點更為重要。

2.3.刀具幾何參數

2.3.1.前角：不銹鋼的硬度、強度并不高，但其塑性、韌性都較好，熱強性高，切削時切屑不易被切離。在保證刀具有足夠強度的前提下，應選用較大的前角，這樣不僅能夠減小被切削金屬的塑性變形，而且可以降低切削力和切削溫度，同時使硬化層深度減小。

2.3.2.后角：加大后角能減小后刀面與加工表面的摩擦，但會使切削刃的強度和散熱能力降低。后角的合理值取決于切削厚度，切削厚度小時，宜選較大后角，三軌由于切削量大，所以選用20°的后角。

2.3.3.刀盤直徑：刀盤的直徑一定要比被加工件大一點，否則在切削時受力非常大，而且不易刀片的散熱和鐵削的排出！一般刀盤直徑是被加工件寬度的1.5倍。

3.不銹鋼加工控制

3.1.選擇合理的切削用量

切削用量對加工不銹鋼時的加工硬化、切削力、切削熱等有很大影響，特別是對刀具耐用度的影響較大。選擇的切削用量合理與否，將直接影響切削效果。

3.1.1.切削深度ap：粗加工時余量較大，應選用較大的切深，可減少走刀次數，同時可避免刀尖與毛坯表皮接觸，減輕刀具磨損。但加大切深應注意不要因切削力過大而引起振動，可選ap=2～5 mm。精加工時可選較小的切削深度，還要避開硬化層，一般采用ap=0.2～0.5 mm。

3.1.2.進給量的選擇 實踐證明，進給量在0.12～0.20/r時較好。f=0.14/r時，每個鉆頭平均鉆孔80個，f=0.20/r時每個鉆頭平均鉆孔25個。

3.1.3.切削速度的選擇 鉆削不銹鋼時切削速度對鉆頭耐用度和孔的表面粗糙度影響很大。對1Cr18Ni9Ti不銹鋼鉆孔時的切削速度以8～10m/min較好。

3.2.切削液的選擇

用10%的油酸、20%～30%切削油、60%左右的醬油，配制成冷卻液。在切削加工時將配制好的冷卻液加入冷卻部位，最后加水，以便充分冷卻，保護鉆頭，但用完后應立即擦干凈機床導軌、工作臺面及冷卻液濺到的部位，以防生銹。經過反復使用證明，用這種冷卻液加工，不但表面粗糙度低，生產效率也提高了許多。

3.3.冷卻方式

在切削加工過程中應使切削液噴嘴對準切削區(qū)，或最好采用高壓冷卻、噴霧冷卻等冷卻方式。采用噴霧冷卻法效果最為顯著，可提高銑刀耐用度一倍以上；如用一般10%乳化液冷卻，應保證切削液流量達到充分冷卻。