Vi siete mai chiesti perché l'acciaio inossidabile è così ampiamente utilizzato in ingegneria e nella produzione? Questo articolo esplora le otto proprietà meccaniche critiche che rendono indispensabile l'acciaio inossidabile: resistenza allo snervamento, resistenza alla trazione, rapporto di snervamento, allungamento, indice di incrudimento, coefficiente di equilibrio dell'austenite, punto di trasformazione della martensite e dimensione dei grani. La comprensione di queste proprietà vi permetterà di capire la versatilità e l'affidabilità dell'acciaio inossidabile in varie applicazioni. Immergetevi per scoprire come queste proprietà influenzano le prestazioni e l'idoneità per i vostri progetti.
(simbolo meccanico σ0,2, abbreviazione YS)
σ0,2=P0,2/F0
Un basso resistenza allo snervamento di un materiale significa che è incline allo snervamento, ha un rimbalzo minimo dopo la formatura e ha proprietà favorevoli per l'adattamento allo stampo e il mantenimento della forma durante la formatura.
(simbolo meccanico σb, abbreviazione TS)
σb=Pb/F0
Un'elevata resistenza alla trazione di un materiale significa che è resistente alla rottura durante la deformazione, rendendolo adatto a subire una deformazione plastica.
(σ0,2/σb)
Il rapporto di snervamento ha un impatto significativo sulla formabilità dei materiali durante lo stampaggio.
Quando il rapporto di snervamento è basso, la fase di deformazione plastica dallo snervamento alla frattura in lamiera è prolungato, riducendo il rischio di frattura durante la formatura e facilitando lo stampaggio.
In generale, un basso rapporto di snervamento aumenta la resistenza alle cricche delle lamiere durante le varie fasi di lavorazione. processi di formatura.
Tabella: Rapporto di rendimento del comune materiali in acciaio inox
| Tipo di acciaio | Resistenza allo snervamento (N/mm)2) | Resistenza alla trazione (N/mm)2) | Rapporto di rendimento |
| SUS304 | 300 | 670 | 0.45 |
| SUS304（Cu） | 295 | 640 | 0.46 |
| SU5316 | 312 | 625 | 0.50 |
| SUS316L | 245 | 525 | 0.47 |
| SUS430 | 350 | 510 | 0.69 |
| SUS409L | 241 | 410 | 0.59 |
(simbolo meccanico, abbreviazione inglese EL)
L'allungamento si riferisce al rapporto tra l'aumento totale della lunghezza del materiale dalla deformazione plastica alla rottura, rispetto alla sua lunghezza originale. Si esprime come:
Un elevato allungamento di un materiale significa che può subire una maggiore deformazione plastica e ha una buona resistenza alle cricche, il che lo rende favorevole alla trafilatura, flangiaturae rigonfiamento.
In genere, il coefficiente di flangiatura e la proprietà di rigonfiamento (valore Ericsson) di un materiale sono direttamente proporzionali al suo allungamento.
L'indice di indurimento da deformazione, noto anche come "valore n", riflette l'indurimento da lavoro a freddo dei materiali e il suo impatto sulla formabilità durante lo stampaggio.
Un indice di indurimento da deformazione elevato indica che il materiale ha una forte capacità di deformazione locale e può prevenire efficacemente l'assottigliamento locale. Ciò significa che aumentando la deformazione limite di instabilità si ottiene una distribuzione più uniforme della deformazione e il limite di formatura complessivo del materiale è elevato durante la formatura.
A(BAL) = 30(C+N)+0,5Mn+Ni-1,3Cr+11,8
La stabilità di austenite è indicato dal "valore A". Un valore A più piccolo significa che l'austenite è meno stabile.
La struttura dell'acciaio è soggetta a modifiche dovute alla lavorazione a freddo e a caldo, che possono influire sulle sue proprietà meccaniche.
Ni, Mn, C e N sono elementi comuni che contribuiscono a formare e a stabilizzare austenite negli acciai inossidabili, in particolare il Ni. Un aumento del contenuto di questi elementi può aumentare il coefficiente di equilibrio austenitico e rendere la struttura austenitica più stabile.
Cr, Mo, Si, Ti e Nb sono elementi che contribuiscono a formare e stabilizzare la struttura della ferrite. Un aumento del contenuto di Cr può ridurre il coefficiente di equilibrio austenitico.
Acciaio inox SUS304 è una struttura austenitica pura con una propria stabilità. Dopo la lavorazione a freddo, diventa duro a causa di una parte della struttura austenitica che passa a martensitenota come martensite indotta dalla lavorazione a freddo.
Gli acciai inossidabili austenitici hanno un piccolo coefficiente di equilibrio, che li rende inclini alla trasformazione in martensite o ad ulteriori formazione di martensite durante la lavorazione a freddo, con conseguente elevato grado di indurimento a freddo.
Md(30/50)= 551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-13.7Cr-29(Ni+Cu)-18.5Mo
Il punto di trasformazione della martensite (Md(30/50)) è la temperatura alla quale 50% del materiale subisce la trasformazione in martensite dopo aver subito 30% di deformazione reale a freddo. Più alto è il contenuto di elementi in lega nell'acciaio inossidabile austenitico, più basso è il punto di trasformazione della martensite.
Gli acciai inossidabili austenitici con un punto di trasformazione della martensite più basso sono meno inclini alla martensite indotta durante la lavorazione a freddo e hanno un basso grado di incrudimento a freddo.
L'indurimento da lavoro a freddo nell'acciaio inossidabile è causato da due fattori: l'indurimento da lavoro dovuto all'aumento delle dislocazioni e l'indurimento da lavoro dovuto alla trasformazione strutturale (da austenite a martensite).
L'acciaio SUS430 non subisce trasformazioni strutturali durante la deformazione e il suo incrudimento a freddo è causato esclusivamente da un aumento delle dislocazioni.
Al contrario, l'indurimento da lavoro a freddo dell'acciaio SUS304 è dovuto principalmente alla trasformazione da austenite a martensite, con un contributo minore dovuto all'aumento delle dislocazioni. Per questo motivo, l'indurimento da lavoro a freddo dell'acciaio inossidabile austenitico è più pronunciato di quello dell'acciaio SUS304. acciaio inossidabile ferritico.
Il contenuto di Ni ha un effetto significativo sul punto di trasformazione della martensite nell'acciaio inossidabile austenitico. Un aumento del contenuto di Ni porta a un punto di trasformazione della martensite più basso e a un minor grado di incrudimento a freddo.
Il significato fisico della granulometria può essere compreso secondo la seguente formula:
ξ=2N+3
Un livello di granulometria N più alto significa che ci sono più grani per unità di sezione trasversale, rendendo la granulometria più fine. Ciò si traduce in una maggiore resistenza e in un migliore allungamento del materiale.
L'acciaio con N>5 (256 grani/mm) è considerato acciaio a grana fine.
Le grandi dimensioni dei grani possono aumentare il rapporto di deformazione plastica (R) del materiale, ma anche diminuire il rapporto di snervamento e l'allungamento.
Tuttavia, in presenza di grani di grandi dimensioni, possono esserci orientamenti diversi sulla superficie della lamiera, che portano a una deformazione disuguale e causano l'effetto "buccia d'arancia" sulla superficie del materiale.
L'affinamento della granulometria può ridurre la comparsa della buccia d'arancia, ma se la granulometria è troppo fine, il rapporto di deformazione plastica diminuisce, mentre il rapporto di snervamento e l'allungamento aumentano, rendendo meno favorevole la formatura.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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