⑴ 304不銹鋼餐具去應力退火和完全退火的區別
304不銹鋼去應力退火工藝要求通過冷加工後抗拉強度達到675Mpa,屈服強度達到460Mpa,晶粒度,晶版間腐蝕,通權磁率現均達到要求,由於變形量大應力較大,現由室溫加熱到300度左右保溫6小時出爐空冷後機械性能發生了變化。抗拉強度,屈服強度降低。晶間腐蝕不合格,現通過什麼方法來去除應力,要求去除應力後工件不能有污點抗拉強度和屈服強度,等所有指標要達標。
完全退火
奧氏體304不銹鋼通過固溶處理來軟化,一般將不銹鋼加熱到950~1150℃左右,保溫一段時間,使碳化物和各種合金元素充分均勻地溶解於奧氏體中,然後快速淬水冷卻,碳及其它合金元素來不及析出,獲得純奧氏體組織,稱之為固溶處理.固溶處理的作用有3點.
⑵ 請問不銹鋼和45#在材料上有什麼區別
一、材質不同
1、不銹鋼:指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、鹼、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼
2、45#:是一種優質碳素結構鋼,對應日標S45C, 美標: 1045,德標 C45。其特徵是相比普通A3鋼,具有更高的強度,抗變形能力。
二、材料特點不同
1、不銹鋼:含鉻量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機械性能與工藝性能較差,多用於受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕,並具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數小等特點
2、45#:未熱處理時:HB≤229;熱處理:正火;沖擊功:Aku≥39J;;強度較高,塑性和韌性尚好,45#鋼板淬火後沒有回火之前,硬度大於HRC55(最高可達HRC62)為合格,經過熱處理,再淬火可以達到HRC42-46,這樣既能保證它良好的機械性能,又能得到表面的硬度要求。

三、材料用途不同
1、不銹鋼:用於硝酸及食品工廠設備,也可製作在高溫下工作的零件,如燃氣輪機零件等。
2、45#:用於製作承受負荷較大的小截面調質件和應力較小的大型正火零件,以及對心部強度要求不高的表面淬火零件,如梢子,導柱,表針等部件。
⑶ 什麼是不銹鋼的應力腐蝕
對於裂紋擴展速率,應力腐蝕存在臨界KISCC,即臨界應力強度因子要大於KISCC,裂紋才會擴展回。一般應力腐蝕都屬於脆答性斷裂。應力腐蝕的裂紋擴展速率一般為10- 6~10-3 mm/min,而且存在孕育期,擴展區和瞬斷區三部分。容易發生應力腐蝕的設備.發生這種腐蝕的主要設備有熱交換器、冷卻器、蒸汽發生器、送風機、乾燥機和鍋爐.應力腐蝕的機理仍處於進一步研究中。為防止零件的應力腐蝕,首先應合理選材,避免使用對應力腐蝕敏感的材料,可以採用抗應力腐蝕開裂的不銹鋼系列,如高鎳奧氏體鋼、高純奧氏體鋼、超純高鉻鐵素體鋼等。其次應合理設計零件和構件,減少應力集中。改善腐蝕環境,如在腐蝕介質中添加緩蝕劑,也是防止應力腐蝕的措施。採用金屬或非金屬保護層,可以隔絕腐蝕介質的作用。此外,採用陰極保護法見電化學保護也可減小或停止應力腐蝕。

⑷ 不銹鋼的種類與區別
種類:
1、按室溫下的組織結構分類,有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不銹鋼;按主要化學成分分類,基本上可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大系統;
2、按用途分則有耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐海水不銹鋼等等,按耐蝕類型分可分為耐點蝕不銹鋼、耐應力腐蝕不銹鋼、耐晶間腐蝕不銹鋼等;
3、按功能特點分類又可分為無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、低溫不銹鋼、高強度不銹鋼等等。由於不銹鋼材具有優異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內的強韌性等系列特點,所以在重工業、輕工業、生活用品行業以及建築裝飾等行業中獲取得廣泛的應用。
區別:
首先密度比重就不一樣,其次防銹程度不一樣.價格當然是差別很大的,普通304不銹鋼是一種合金,而304復合不銹鋼是兩或三種合金組合而成的復合材料,經常是表面是304,中間夾一層其他材料,或者是夾三層。
保溫杯一般都是不銹鋼 很普通很常見的,就像食堂裡面的不銹鋼餐具,不銹鋼對人體都無害,效果都是一樣的 說某種鋼材對身體有益那都是扯淡 奸商騙人用的 ,不銹鋼也有很多種 CR含量超過13%的都可以說是不銹鋼,一般的餐具用的不銹鋼都差不多 就是厚薄不一樣。
而且做餐具 水杯的鋼必定是不銹鋼 ,這是常識,什麼304鋼 不知道是誰杜撰出來的,不管兩種是不是一樣 他們說的304鋼也是不銹鋼的一種,屬於不銹鋼 不是單獨的一種鋼。
而且做餐具水杯的不銹鋼也沒有三六九等 大家都是一樣的鋼材 一樣的水平,無非是一個做的厚點 一個薄點,表面處理的問題。

(4)不銹鋼應力什麼區別擴展閱讀:
304不銹鋼的抗拉強度 σb (MPa)≥515-1035
條件屈服強度 σ0.2 (MPa)≥205
伸長率δ5 (%)≥40
斷面收縮率 ψ (%)≥?
硬度:≤201HBW;≤92HRB;≤210HV
密度(20℃,g/cm3):7.93
熔點(℃):1398~1454
比熱容(0~100℃,KJ·kg-1K-1):0.50
熱導率(W·m-1·K-1):(100℃)16.3,(500℃)21.5
線脹系數(10-6·K-1):(0~100℃)17.2,(0~500℃)18.4
電阻率(20℃,10-6Ω·m2/m):0.73
縱向彈性模量(20℃,KN/mm2):193
產品標准
對於304不銹鋼來說,其成份中的Ni元素非常重要,直接決定著304不銹鋼的抗腐蝕能力及其的價值。
304中最為重要的元素是Ni、Cr,但是又不僅限於這兩個元素。具體的要求由產品標准規定。行業常見判定情況認為只要Ni含量大於8%,Cr含量大於18%,就可以認為是304不銹鋼。這也是為什麼業內會把這類不銹鋼叫做18/8不銹鋼的原因。
其實,相關的產品標准對304有著非常清楚的規定,而這些產品標准針對不同形狀的不銹鋼又有一些差異。下面是一些常見的產品標准與測試。
要想確定一個材料是不是304不銹鋼,必須滿足產品標准中每一個元素的要求,只要有一個不符合,就不能叫做304不銹鋼。
⑸ 冷軋鋼和不銹鋼什麼區別
1、作用不同
冷軋鋼因為沒有經過退火處理,其硬度很高(HRB大於90),機械加工性能極差,只能進行簡單的有方向性的小於90度的折彎加工(垂直於卷取方向)。不銹鋼材則具有優異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內的強韌性等系列特點。
2、製作方式
冷軋是在常溫狀態下由熱軋板加工而成,雖然在加工過程因為軋制也會使鋼板升溫,盡管如此還是叫冷軋。耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質或具有不銹性的鋼種都稱為不銹鋼,製作方法多。
3、應用
冷軋鋼廣泛用於工程機械、交通運輸機械、建築機械、起重機械、農用機械及輕工民用等行業的一般結構件與沖壓件。
不銹鋼廣泛用於幕牆、側牆、屋頂及其它建築用途,不銹鋼本身具有耐腐蝕性能好,在高溫下不銹鋼仍能保持其優良的物理機械性能等特點,在3d列印領域也被廣泛使用。

不銹鋼種類:
1、奧氏體不銹鋼
在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時,具有穩定的奧氏體組織。
奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量並加入Mo、Cu、Ti等元素發展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性,但強度較低,不可能通過相變使之強化,僅能通過冷加工進行強化。
2、奧氏體鐵素體雙相不銹鋼
是奧氏體和鐵素體組織各約佔一半的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點。
與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高,具有超塑性等特點。
與奧氏體不銹鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不銹鋼。
3、馬氏體不銹鋼
通過熱處理可以調整其力學性能的不銹鋼,通俗地說,是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號為Cr13型,如20Cr13 ,30Cr13 ,40Cr13等。淬火後硬度較高,不同回火溫度具有不同強韌性組合,主要用於蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術器械。
根據化學成分的差異,馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同,還可分為馬氏體不銹鋼、馬氏體和半奧氏體(或半馬氏體)沉澱硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。
⑹ 請問材質Q235與不銹鋼在強度等方面有什麼區別
一、屈服值不同
1、Q235:這種材質的屈服值,在235MPa左右。並會隨著材質的厚度的增加而使其屈服值減小
2、不銹鋼:同絕大多數的其它金屬材料相似,其抗拉強度、屈服強度和硬度,隨著溫度的降低而提高;塑性則隨著溫度降低而減小。
二、抗拉強度不同
1、Q235:含碳適中,綜合性能較好,強度、塑性和焊接等性能得到較好配合。
2、不銹鋼:其抗拉強度在溫度15~80°C范圍內增長是較為均勻的。更重要的是:隨著溫度的降低,其沖擊韌度減少緩慢,並不存在脆性轉變溫度。所以不銹鋼在低溫時能保持足夠的塑性和韌性。

三、應用不同
1、Q235:用以製作鋼筋或建造廠房房架、高壓輸電鐵塔、橋梁、車輛、鍋爐、容器、船舶等,也大量用作對性能要求不太高的機械零件。C、D級鋼還可作某些專業用鋼使用。
2、不銹鋼:每種不銹鋼都在其特定的應用領域具有良好的性能。成功的關鍵首先是要弄清用途,然後再確定正確的鋼種。
⑺ 一些關於不銹鋼殘余應力和硬度的問題
1. 不銹鋼材料變形處的殘余應力和應力集中這兩個概念有什麼區別?
答:(1)應力集中是指受力構件由於幾何形狀、外形尺寸發生突變而引起局部范圍內應力顯著增大的現象。
(2)殘余應力是金屬加工過程中由於不均勻的應力場、應變場、溫度場和組織不均勻性,在變形後的變形體內保留下來的應力。
(3) 兩個概念有什麼區別:這個應力包括殘余應力。是應力場。
2. 有殘余應力的位置材料的硬度有什麼變化?
答:殘余應力越高,硬度越高;
硬度增加還是降低與殘余應力是拉應力還是壓應力有關嗎?
答:(1)硬度增加:殘余應力的"拉應力(抗拉強度)增加、壓應力(抗壓強度)增加";
(2)硬度降低:殘余應力的"拉應力(抗拉強度)降低、壓應力(抗壓強度)降低"。
⑻ 不銹鋼有哪幾種型號,它們之間有什麼區別。
不銹鋼分為:馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼、奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼及沉澱硬化不銹鋼等。
一、鐵素體不銹鋼
含鉻15%~30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高,耐氯化物應力腐蝕性能優於其他種類不銹鋼,屬於這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。
鐵素體不銹鋼因為含鉻量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機械性能與工藝性能較差,多用於受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。
這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕,並具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數小等特點,用於硝酸及食品工廠設備,也可製作在高溫下工作的零件,如燃氣輪機零件等。
二、奧氏體不銹鋼
含鉻大於18%,還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好,可耐多種介質腐蝕。這類鋼中含有大量的Ni和Cr,使鋼在室溫下呈奧氏體狀態。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性、耐蝕性能和無磁或弱磁性,在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好,用來製作耐酸設備。
三、奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼
兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優點,並具有超塑性。奧氏體和鐵素體組織各約佔一半的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。
該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高,具有超塑性等特點。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不銹鋼。

四、馬氏體不銹鋼
強度高,但塑性和可焊性較差。馬氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr13、3Cr13等,因含碳較高,故具有較高的強度、硬度和耐磨性,但耐蝕性稍差,用於力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上,如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理後使用的。
五、承壓設備用不銹鋼鋼板及鋼帶
壓力容器專用不銹鋼,其分類和代號、尺寸、外形及允許偏差、技術要求、試驗方法、檢驗規則、包裝、標志及產品質量證明書等有明確要求。常用牌號有06Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo2數字代號為:S30408、S31603等。主要用於食品機械、制葯機械等衛生級設備。
⑼ 304跟316的不銹鋼材質有什麼區別
1、優點不同:
304不銹鋼加工性能好,韌性高。
316不銹鋼耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度好。
2、應用領域不同:
304不銹鋼廣泛使用於工業和家居裝飾行業和食品醫療行業。
316不銹鋼使用在海水裡用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料等生產設備、照像、食品工業、沿海地區設施、繩索、CD桿、螺栓、螺母。
3、密度不同:
304不銹鋼密度為7.93 g/cm³。
316不銹鋼密度為8.03 g/cm3。

(9)不銹鋼應力什麼區別擴展閱讀:
304不銹鋼廣泛用於幕牆、側牆、屋頂及其它建築用途,但在侵蝕性嚴重的工業或海洋大氣中,最好採用316不銹鋼。
不銹鋼拉門,人們已充分認識到了在結構應用中使用不銹鋼的優越性。有幾種設計准則中包括了304和316不銹鋼。因為"雙相"不銹鋼2205已把良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強度及彈限強度融為一體,所以,歐洲准則中也包括了這種鋼。
產品形狀 實際上,不銹鋼是以全標準的金屬形狀和尺寸生產製造的,而且還有許多特殊形狀。最常用的產品是用薄板和帶鋼製成的,也用中厚板生產特殊產品,例如,生產熱軋結構型鋼和擠壓結構型鋼。
而且還有圓型、橢圓型、方型、矩型和六角型焊管或無縫鋼管及其它形式的產品,包括型材、棒材、線材和鑄件。
⑽ 不銹鋼的抗壓強度大小和許用應力大小
結構不銹鋼
不銹鋼與普通碳鋼相比投資成本較高,使它一直不能用作普通結構件。不過目前評估結構件總體成本的因素越來越多,例如:耐腐蝕性,特別是在沿海地區,減少維修量和降低維修成本都會對整體壽命周期成本產生巨大的影響。
核電工業就是一個典型的例子,在核電工業中,結構件需要有很長的使用壽命,因其不便於維修甚至不可 能進行維修。
1.核工業
以Sellafield核回收廠為例,該廠的接收和儲藏池頂部(跨度為41.5米,長100米)的結構框架共用了350噸左右的321S12不銹鋼。
4米深的桁梁是用鋼板壓成角鋼製作而成的,規格從200×200×1600mm到100×100×10mm。作為頂部檁子的矩形空心型材(300×200×8mm)是由圓形空心型材(直徑324mm,厚度10mm)支撐的。
2.磚牆支撐角鋼
在牆內的潛在腐蝕環境中,同樣使用了數千噸不銹鋼作為支撐磚牆的座角鋼。
這一點將在本文後面詳細論述。
3.露天體育場
義大利新Bari體育場的維護是一大難題,而且是一項耗資巨大的工程,為此選用了不銹鋼。
塗有聚四氟乙烯的玻璃纖維漆布屋頂是由不銹鋼構件和拉桿組成的框架支撐,把漆布綳緊。
在使用直徑為193.7mm,厚度為4~10mm的管材的同時,使用了20噸棒材和15噸板材。
通過海上平台這種特殊應用實例,NiDI已經證明如果考慮整體壽命成本,即:首先是安裝成本再加上日後的維護修理或更換部件的費用,採用不銹鋼是一個節省開支的措施。
不銹鋼由於其美觀和作為結構件的功能可以用作購物中心等場所的扶欄或作為表現建築特徵的玻璃支架。
4.BOND街購物中心
防火玻璃幕牆全部由不銹鋼框架支撐。
除活動接頭外,從地面到各樓層一直到
樓頂的豎框全部是一體的。豎框所用型鋼為60X30X3mm的矩型空心型鋼。
在下面介紹的地鐵系統中,由於減壓系統的效應,設計中必須允許有空氣壓力差。
預計空氣的流速為5英里/小時,相當於0.25千牛頓/平方米的載荷。扶欄由豎框支撐,能承受的水平載荷為0.74千牛頓/平方米。
安裝後允許的撓度為25mm。通過變形或樓板間的垂直移動對框架進行補償。
5.BUSH LANE大廈
該大廈充分表明了作為工程材料和結構用途的不銹鋼的所有特點。由於位置的限制和由於下面是地鐵網架樁深度的限制,構架位於建築物外方。網架結構的結構件是用離心鑄造生產的,具有12.5~30mm的不同厚度。節點為砂型鑄造,為向倫敦市中心的一個建築物提供必要時的防火,整個構架內充滿了水。
結構設計指南
目前能夠提供給設計人員的結構設計指南很有限,使現有的結構型材不能得到更廣泛的應用。這種情況在最近幾年發生了很大的變化。就材料本身而言,目前廣泛出版的不銹鋼標准共有57個標准鋼種,按冶金結構可分為奧氏體、鐵素體和馬氏體,這么多的鋼種會使設計中不常使用不銹鋼的設計人員無從選擇。他們最常提到的問題是"我該用哪個鋼種?"這些材料的機械性能數據與碳鋼的不同,使設計人員面臨的問題更多。
要幫助設計人員利用不銹鋼,要採取哪些措施呢?
過去的四年中,在日本、美國和歐洲出版了不銹鋼結構設計指南。
1.美國的研究成果
為了對1974年出版的AISI冷成型結構設計手冊進行修訂,NiDI進行了為期四年的研究,其研究結果見1991年出版的美國國家標准協會(ANSI)和美國土木工程師學會(ASCE)標准ANSI/ASCE8-90。
這本1974年出版的手冊是許多年來結構設計人員唯一的一本關於不銹鋼應用的資料。
新的ANSI/ASCE標準是利用極限狀態設計原則制定的。這一標准已經被過去幾年中起草的絕大多數有關結構的業務法規所採用。
不過許用應力的設計方法仍在使用。因為這兩份文獻都是現行的,採用哪種方法取決於設計人員。
新的設計指南中的附件E只是簡要地介紹了許用應力設計方法,詳細內容見本項研究的(進展報告(3))。
2.不銹鋼鋼種
ANSI/ASCE標准中包括的材料如下;
鐵素體鋼種:409、430和439
奧氏體鋼種:201、301、304和316
經過退火的1/16、1/4和半硬材料都屬於奧氏體鋼,這些鋼種冷加工時會產生加工硬化。
NiDI和國際鉻開發協會(現為國際鉻開發協會)是該項目的贊助單位。
3.英國的研究成果
它們也是在英國所進行的研究的主要贊助單位,該研究結果將成為制定歐洲結構不銹鋼標準的基礎。
該指南完全是依據極限狀態原則編寫的,它包括冷成型結構件和板材加工而成的結構件。研究過程中有些試驗是在從未試驗過的大型不銹鋼型材上進行的。
①鋼種--英國研究成果
盡管不銹鋼的鐵素體鋼種包括在美國的ANSI/ASCE標准中,但未包括在英國設計手冊中。
英國的設計手冊中只包括了三種奧氏體不銹鋼鋼種,即:
奧氏體鋼種:304L、316L和鐵索體/奧氏體雙相2205。
選擇少量鋼種的原因很簡單,因為目前可使用的碳結鋼總共只有三種。使用L編號是因為這些低碳鋼種能夠焊接,不會出現與晶間腐蝕有關的問題。英國的手冊中不包括加工硬化材料。這並不意味著不銹鋼的其它鋼種或加工硬化材料的使用不屬於結構鋼的應用范疇。
雙向不銹鋼因兩相兼有而強度高,其強度高於高強度碳鋼,這種材料已成功地用於北海的海上石油平台。
②BUSH LANE大廈
該大廈是一個將雙相不銹鋼用作結構件的好例子。
該大廈位於倫敦的CONNON街,地鐵站上面縱橫交錯的地鐵隧道限制了地樁的深度和位置。
為此在建築物的外邊使用了結構框架,並利用網架結構將載荷傳到支撐柱上。
使用的離心鑄管的直徑分別為194mm、324mm和512mm,前兩種鑄管的壁厚9.5mm,最大的鑄管管壁厚度為12.5~30mm。
節點是砂鑄的。
採用的表面是經過玻璃球噴丸,表面加工相當於63CLA。材料的屈服強度為380N/mm2,抗拉強度650~780N/mm2,延伸率30%。該材料含碳0.08%,鉻21%,鎳5.5%,鉬2%。
NiDI和歐洲不銹鋼協會(EUROINOX)已經出版了不銹鋼結構設計手冊。
歐洲負責制定標準的機構計劃出版一套不銹結構鋼的業務規程,而且將編入EUROCODE3的1.4節中。
NiDI已經將其研究結果提供給了編制EUROCODE的有關人員,1.4節就是按我們起草的內容編寫的。
設計規則
為什麼不銹鋼不能沿用碳素結構鋼的設計規則?
碳鋼的設計規則不能用於不銹鋼是因為碳鋼與不銹鋼之間有著根本的區別:
1.不銹鋼沒有屈服點,通常以ó0.2來表示該屈服應力被認為是當量值。
2.應力/應變曲線形狀不同,不銹鋼的彈性極限大約是屈服應力的50%,就標准中所規定的最小值而論,該屈服應力值低於中碳鋼的屈服應力值。
3.冷加工時不銹鋼產生加工硬化,例如,彎曲時具有各向異性,即:橫向和縱向性能不同。
可以利用由冷加工而增高的強度,不過如果與總面積相比彎曲面積較小而忽略不計這種增加時,強度增高可以在一定程度上提高安全系數。
基本設計程序
不銹鋼的設計程序大體上是從現適用於結構工程設計的各個方面的原則派生出來的。
但是由於通常使用的不銹鋼是薄規格型鋼,所以,它的設計過程比碳鋼薄規格材料復雜得多。
重要的是確定不銹鋼的最終用途,因為在許多應用中不銹鋼不僅作為結構件而且要起到美觀的作用。
為了防止構件受力部分出現局部彎曲和變形,關鍵的因素是材料的寬度和厚度之比的極限值。
還有一點也很重要,值得一提,即:材料標准規定了ó0.2的最小值,對於建築物所用的奧氏體不銹鋼,該值大約是240N/mm2,但是,材料的特徵強度一般要比該值高出15%,設計人員應將這一強度系數考慮在內。
設計依據
1.不銹鋼和碳結鋼之比較
首先,看一下普通碳結鋼與不銹鋼之間的主要區別。
2.應力/應變曲線圖
碳鋼的應力/應變曲線的線性部分實際上是一條直達屈服點的直線,而不銹鋼的線性區大約是ó0.2的50%。
當應力級在非彈性區時,用於結構設計中的彎曲設計理論和虎克定律,即:應力與應變成比例,不真正適用於不銹鋼。
因此,在應力級較低的情況下,對不銹鋼構件結構進行設計比較簡單,但是在應力級較高的情況下,需要查閱變形和局部彎曲的標准。
3.張力
在現代結構法規中,拉伸應力加上載荷系數與毛斷面的材料的屈服應力聯系在一起,抗拉極限強度與屈服應力的比值用於校 驗凈截面。
不銹鋼的抗拉極限強度與屈服應力之比為2.4,而碳鋼中該范圍是1.6~2.1。
拉伸構件需要對其強度進行兩項檢查:
①毛斷面的屈服應力
②凈有效斷面的拉伸極限強度(最大 1.2)
4.壓力
壓力取決於屈服應力和模數,因為受壓桿件的破壞通常是由於撓曲引起的,而撓曲本身又與剛度有關。因此,用減小E值來增大所能承受的力是很有必要的。因為這表明在細長比一定的條件下,不銹鋼構件的縱向彎曲力低於相同的碳鋼結構件。
細長比較低時,兩種材料一樣。
細長比較高時,應力低,強度類似,但細長比在80~120的中間值范圍內,不銹鋼的縱向彎曲力較低。
5.彎曲
在沒有縱向彎曲情況下,彎曲應力一般與屈服應力有關。各種規則即使是含有彈性設計的規則,都認識到了形狀系數的重要性。形狀系數把梁的塑性力矩值增加到遠遠高於開始屈服時能力的值。
但是,不銹鋼應變硬化在開始屈服後立即開始,因此,外纖維增加而內纖維仍在彈性區內變形。所以,由於應變硬化,不銹鋼能夠具有較高的彎曲能力。
不過在EUROCODE3第1.4節中沒有提供塑性分析的內容。
6.剪力和壓力
它們與剛度無關,而是直接關繫到屈服應力和極限應力。應變硬化可以提高安全裕度。
7.縱橫向性能
在英國的研究中,材料檢驗的結果普遍表明縱橫性能差不超過7.5%。
美國的結構分析和設計
新版ANSI/ASCE標准利用許用載荷和力距替代了許用應力。
因此,安全載荷的計算方法是在為所使用的構件和連接件計算得出的最大強度、縱向彎曲力或屈服力加上一個安全系數。大多數條款中還使用了無因次方程,從而可以方便地使用任何單位進行設計,同時還簡化了載荷和抗力設計格式的轉換。
有關結構不銹鋼的設計
1."冷成型結構件技術規格",參見ANSI/ASCE8-90,可以向ASCE索取。
2. EUROINOX(歐洲不銹鋼)協會的"結構不銹鋼設計手冊"。
不銹鋼的耐高溫性
不銹鋼作為結構件,例如,磚牆的支撐角鋼,很可能會遇到出現火情時的高溫。
不銹鋼的性能優於碳鋼性能,NiDI在電纜橋架上進行的試驗已經充分說明這一點,並在錄像片"最有效的解決方法"中作了介紹。
1.直接受熱
對電纜橋架進行直接受熱試驗是最能說明問題的。電纜橋架的承載能力相同。為了模擬典型的工作環境,試驗時的載入量是它們可能承載的50%。
3米長的橋架由18個煤氣燒嘴加熱,產生的溫度高達1000℃ 以上。
鋁質橋架在26秒內完全毀壞。
玻璃鋼橋架沒等燒嘴全部點燃就毀壞了。
碳鋼橋架經歷了5分鍾的試驗,達到了煉油廠的要求,達到的最高溫度是811℃ 。
5分鍾後的撓度為166mm。
不銹鋼橋架持續了45分鍾,當時不幸的是罐內的氣體被用完了。不過試驗過程中,有14分鍾溫度在1000℃ 以上,有30分鍾溫度在900℃以上。
在整個試驗過程中,不銹鋼不僅保持其結構的完整性,而且在試驗結束時撓度只有80mm--不到碳鋼的一半。
這一性能是在厚度僅為2mm的試樣上得出的。
不銹鋼不僅承受載荷能力的時間比碳鋼長,而且不會通過導熱使火情擴大。因為不銹鋼的導熱值較低。
支撐磚砌體的角鋼
這種角鋼廣泛用於磚覆蓋結構的承載件。不銹鋼角鋼連接在兩層樓之間的混凝土或鋼質框架上。這樣可以快速、准確地安裝面板。這種角鋼的基本設計很簡單,因為角鋼被看作是一個支撐懸臂。為了計算有關的應力和撓度確定了三個簡單的規則。
有關這些設計規則的小冊子可以向NiDI索取。按噸計算的話,支撐角鋼每年在英國佔有大約7000噸的市場