5 种顶级可加工不锈钢让您的产品更上一层楼

不锈钢是金属制造中最受欢迎的材料选择之一，其应用范围从炊具到汽车部件再到化学加工设备。许多不锈钢产品是通过 CNC 加工生产的，这是一种通用的制造方法，利用计算机引导的铣床、钻头、车床和其他切削工具的精度，高效且经济高效地制造出精确、可重复的零件。

然而，“不锈钢”一词实际上不仅仅指一种材料。不锈钢是一类金属，每一种都表现出不同的特性。为特定应用选择合适的不锈钢可以显着改善或阻碍零件的性能。以下是产品团队需要了解的内容。

什么是不锈钢？

不锈钢是一种主要由铁、碳和铬组成的合金，尽管许多等级的碳含量略高，以提高强度和硬度。加入其他金属——如镍以稳定铁的晶体微观结构，或钼或钛以提高合金的耐热性和耐腐蚀性——也是常见的做法。不锈钢的延展性和延展性相对较高，具体取决于热处理。

不锈钢的耐腐蚀性和防锈性源于合金在暴露于氧气时的行为。一旦裸露的金属暴露在空气中，合金中的铬就会产生一层薄薄的氧化层。这种氧化层抑制了金属的进一步氧化，防止了由水分和氧气引起的腐蚀和生锈。这种耐腐蚀和防锈性使许多不锈钢非常适合用于长时间暴露在恶劣环境中的部件。

不锈钢主要有五类：

• 奥氏体
• 铁素体
• 马氏体
• 复式
• 沉淀硬化

尽管不锈钢通常难以加工，但所有这些类别的可加工性都可以通过遵循一些最佳实践来提高，包括：每种特定的合金。

此外，硫、铜、铅和其他合金等元素的加入会改变材料的可加工性。硫尤其会降低切屑的延展​​性，使其更容易脱落。

1。奥氏体不锈钢

奥氏体不锈钢——以铁中的奥氏体结晶微观结构命名——是最常见的不锈钢形式。这些钢种提供高耐腐蚀性和强度、令人印象深刻的加工后成型性、良好的焊接性，并且与其他合金类型相比，通常具有更高的镍含量。奥氏体钢用300范围内的数字表示。

304 级钢（通常称为标准 18/8 不锈钢）的铬含量最低为 18%，镍含量为 8%，碳含量最高为 0.07%。它们用于制造各种家用和工业部件，包括炊具、螺丝和机械。

316 级钢非常相似，但含有更高水平的镍和钼，它们对酸和氯化物的抵抗力更强。因此，316 级非常适合用于海洋和化学加工环境的零件。然而，额外的金属会增加材料成本。

304 和 316 钢都有低碳等级（304L 和 316L），可降低碳化铬析出的风险（这种现象会大大降低焊缝的耐腐蚀性）。这些是高腐蚀性环境的首选。

奥氏体不锈钢可能是最难加工的，这在很大程度上是因为它们具有粘性并且加工硬化很快。在加工过程中，冷却剂和润滑剂对于防止热量集中尤为重要。

2。铁素体不锈钢

铁素体不锈钢是磁性、高铬、低碳合金，具有很高的抗应力腐蚀开裂（一种常见的钢退化类型）和高温氧化的能力。

这些等级通常用于需要与潜在腐蚀性材料相互作用的汽车部件、厨具、石化设备和其他应用。铁素体不锈钢还具有出色的导热性能，使其成为锅炉热交换器和熔炉等应用的理想选择。

虽然铁素体不具备与奥氏体不锈钢相同的强度和耐腐蚀性，但它们的低碳含量提供了卓越的延展性，使这些等级能够在不削弱材料的情况下进行广泛的成型。它们也不能通过热处理硬化。由于缺乏镍，铁素体不锈钢的成本通常低于奥氏体不锈钢。这些等级由 400 范围内的数字表示。

434 级是最常用的铁素体不锈钢之一。钼提高了合金的耐腐蚀性，使材料具有良好的机械性能以及强大的抗健康和抗氧化性。

另一方面，444 级的碳和氮含量低，具有出色的抗点蚀、缝隙腐蚀和氯化物应力腐蚀开裂能力——使其成为热水箱和啤酒厂或葡萄园设备等应用的理想选择。

铁素体不锈钢是最容易加工的不锈钢​​之一，但铬含量较高的合金（例如 446 级）通常存在加工困难。

3。马氏体不锈钢

马氏体不锈钢在结构上与铁素体钢相似，但碳含量更高（铁素体钢的碳含量通常低于 0.10%，而马氏体钢的碳含量可高达 1% 或更多）。这会在材料中形成马氏体微观结构，与其他不锈钢相比，这些合金在机加工后具有更高的强度和耐磨性，但也会增加材料的脆性。

此外，它们增加的碳含量允许对马氏体钢进行热处理和时效处理，以进一步硬化和强化金属。然而，它也增加了材料对生锈和腐蚀的敏感性。因此，该系列非常适合需要高强度和耐用性但仅具有中等耐腐蚀性的应用，例如涡轮部件、高端餐具以及机械阀门和泵。

马氏体不锈钢也用数字 400 表示，并且与铁素体不锈钢一样，相对容易加工，但碳含量增加会降低加工性能。 440C 级以提供不锈钢合金可能的一些最大强度、硬度和耐磨性而著称，但需要首先进行热处理才能完全实现这些特性。在退火状态下，440C 钢处于最容易加工的状态，但建议使用坚固的工具。

4。双相不锈钢

双相不锈钢是极耐腐蚀的合金，同时包含奥氏体和铁素体微观结构。其结果是一组具有相当可塑性和可焊接性的钢材，具有两种类别的混合特性。

双相合金可以提供两倍于奥氏体或铁素体不锈钢的强度，并且表现出的抗应力腐蚀开裂性远高于普通奥氏体合金，如 304 和 316 级，如果低于标准铁素体钢。然而，这种高强度和耐腐蚀性的结合使双相合金成为水下应用的理想选择，因为这些应用中的零件必须长时间承受腐蚀性盐水。

耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀由特定合金的铬、钼和氮含量决定，但双相钢比奥氏体合金含有更少的镍和钼，因此通常更便宜。此外，它们的高强度还使设计人员能够减少某些组件的截面厚度，从而进一步降低成本和整体零件重量。

双相不锈钢最常见的形式可能是 2205（以其 22% 的铬和 5% 的镍成分命名），通常用于化学加工和储存设备以及货舱。双相钢由于退火强度高，往往更难加工。

5。沉淀硬化不锈钢

沉淀硬化不锈钢结合了奥氏体和马氏体合金的优点，使其能够通过热处理获得高强度和机械性能，同时保持良好的耐腐蚀性。

除了提供良好的氧化作用外，这些沉淀硬化不锈钢在大多数条件下的性能与奥氏体 304 不锈钢相当。沉淀硬化不锈钢最常见的形式是 17-4 PH 或 630 级，其名称来源于其成分为 17% 铬和 4% 镍。

虽然沉淀硬化不锈钢的机械加工性因特定合金而异，但这些金属的一个显着优势是它们在固溶处理条件下很容易加工——随后可以进行时效硬化工艺以改善钢的实力。

为每个项目寻找理想的不锈钢合金

不锈钢有多种不同的形式。如果产品团队正在寻找具有平均耐腐蚀性的超强度，那么马氏体合金将是一个很好的选择。同样，需要具有高强度、高点蚀和耐腐蚀性的钢材的团队可能会发现双相合金是理想的。

为特定组件确定合适的材料是产品设计和生产过程的关键部分，产品团队应该彻底审查材料选项。也就是说，在 Fast Radius 等经验丰富的制造合作伙伴的帮助下，可以轻松找到满足项目独特要求的合适材料。

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