不锈钢材料指南：在快速原型制作中使用不锈钢

不锈钢因其多功能性而成为许多行业中广泛使用的材料。由于具有抗拉强度、防腐、防锈等特性，它是快速成型的重要组成部分。使用不锈钢需要了解它的许多特性。因此，需要一个不锈钢材料选择指南，讨论不锈钢的种类、不锈钢牌号、性能和用途。

为了使其更简单，本文将作为不锈钢材料选择指南。它将广泛讨论不锈钢等级、不锈钢材料特性以及可用于项目的各种不锈钢。它还将提示如何选择正确的不锈钢等级以用于快速原型制作。继续阅读！！！

什么是不锈钢？

不锈钢是一种铁合金，具有著名的机械性能和防腐、防锈等特性。它具有负责上述特性的铁、碳和铬的主要成分。后者负责它的抗氧化性能，这在它的抗腐蚀和防锈属性中是显而易见的。

不锈钢材料特性

构成不锈钢材料的元素对其许多机械和化学性能有重大贡献。因此，它是钣金制造、CNC 加工等快速成型工艺中的重要材料。下面列出的不锈钢材料特性取决于您要使用的不锈钢等级。但是，以下是您可能使用的任何等级的通用不锈钢材料属性。

• 防腐性能

由于铬的存在，不锈钢具有高水平的抗腐蚀性能。这是使不锈钢广泛适用于许多快速成型工艺的最重要的钢材特性之一。此外，由于元素的组合，它可以承受恶劣的大气和化学条件。

• 高抗拉强度

不锈钢材料的另一个重要特性是其高抗拉强度。因此，不锈钢非常适用于制造能够承受压力和承载更多重量的产品。

• 硬度和韧性

在极端条件下，不锈钢可以承受和抵抗摩擦和擦伤。不锈钢还可以吸收能量而不会在压力下出现裂纹或破损。

• 延展性

不锈钢具有高延展性，可以承受制造过程中的应变而不会变形。

在不使用高科技机器的情况下切割或调整不锈钢尺寸可能是个问题，因为不锈钢坚硬且散热快。当需要返工时，这将导致零件损坏和代价高昂的浪费。

优点和缺点 不锈钢

凭借其众多特性，不锈钢在各个行业中都有许多有益的用途。以下是在您的下一个项目中使用不锈钢材料的一些优势。

· 防腐

铬是负责不锈钢耐腐蚀性的基础合金。因此，不锈钢适用于制造在不同大气条件、氯、碱性和酸性环境中使用的产品，以抵抗腐蚀。具有防腐性能的不锈钢牌号有416、316、440、2205等。

· 抗拉强度

与其他金属类型相比，416、431 等不锈钢仍然具有优势，因为它即使在极端温度下也能承受压力并承受更大的重量。

· 低维护

不锈钢的长期价值超过了初始购买成本，因为制造后的维护成本非常低。

· 耐热

不锈钢牌号如2205、416、15-5 PH等，可承受高温结垢；因此，它更适合可能暴露在极端温度下的制造。

然而，尽管由于其特性而具有广泛的应用，但不锈钢也有一些缺点。以下是在您的下一个项目中使用不锈钢材料的一些缺点。

· 高成本

不锈钢的一个显着缺点是它比其他钢类型的成本高，因为它含有额外的合金元素，如镍、铬和其他合金元素。这些元素赋予了它防腐性能。不锈钢精加工和抛光所用的工艺也很昂贵。

· 涂抹

不锈钢制成的产品不防污，降低了不锈钢制成的产品的吸引力。

· 难以制造

根据您使用的不锈钢等级，制造可能是一个大问题。因此，在选择合适的不锈钢之前，您必须了解不同的不锈钢牌号。

不同类型的不锈钢

在决定项目使用的钢种之前，您必须了解可用的各种不锈钢。不同的不锈钢等级具有不同的性能。因此，它们是不同场景下的合适选择。以下是不锈钢的主要种类及其下的不锈钢牌号。

铁素体不锈钢

铁素体不锈钢因其优越的强度而被用于工程应用。它们含有较多的铁和铬以及少量的其他合金，具有类似于纯铁或碳钢的体心立方晶体结构（BCC）。

这种结构使铁素体不锈钢无法通过热处理硬化。铁素体不锈钢的成本也更低，是不注重美观的应用的绝佳选择。

镍、锰、硅、磷、硫和钛是不同等级的铁素体钢中常见的合金元素。以下是铁素体钢家族中常见的不锈钢牌号：

· 409级

这种不锈钢牌号在极端温度下具有高机械性能和高耐腐蚀性。用于汽车尾气和高温下的制造。

· 416级

这种铁素体钢种是列出的其他钢种中最易加工的。因此，它适用于制造螺纹加工部件、螺母、泵和电机轴、阀门和齿轮。

· 430级

铁素体不锈钢等级 430 具有中等腐蚀性。它还耐热和抗氧化。因此，它是制造食品工业和国内使用的产品的常用不锈钢牌号。

奥氏体不锈钢

像 316 不锈钢这样的奥氏体不锈钢是市场上最受欢迎的钢种之一。它们具有面心立方 (FCC) 晶体结构和高铬和镍含量。因此，具有极强的抗腐蚀性和非磁性，特别是在退火后。

奥氏体不锈钢在低温应用中也表现良好，因为它的镍含量高并且通过冷加工硬化。因此，它们适用于制造用于食品和加工行业的产品。以下是三种常见的奥氏体不锈钢牌号及其应用。

· 316级

316 级由变体 316 和 316L 组成。这两种变体是高度可加工的。因此，它们通过快速原型制造的产品适用于食品行业、发电行业。

· 304级

这种不锈钢牌号是最常见的不锈钢牌号。它含有铬和镍作为非铁材料。因此，它被用于制造在盐水环境中使用的产品。它用于制造食品工业中使用的产品，例如紧固件、管道和冰箱。

· 310级

这种不锈钢牌号具有很高的耐高温性。因此，由于它们对热和结垢的高抵抗力，它们被用作燃烧室中的低温剂。他们还有其他基于此功能的应用程序。

马氏体不锈钢

马氏体不锈钢含有高碳含量（0.1-0.12%）、约 10.5-18% 的铬和磁性。该不锈钢牌号因含碳量高而经过热处理硬化。

因此，它们适用于对不锈钢强度、抗阻力和可加工性有要求的场景。马氏体不锈钢牌号有很多种。以下是快速原型制作中常见的几种。

· 431级

在这里讨论的马氏体不锈钢等级中，431 等级是最耐腐蚀的。当进行回火等热处理时，它会变硬，并且非常耐腐蚀。因此，在制造用于淡水的产品时

· 440级

440 级钢具有三种变体（440a、440b 和 440c）。它们是经过热处理后具有高抗拉强度和耐磨性的硬质高碳钢。它们还耐酸、碱和淡水。因此，它们适用于涉及此类情况的情况。

· 416级

416级不锈钢是文章中最易加工的不锈钢​​牌号之一（约85%的可加工性）。因此，它是制造螺钉、螺母、螺栓、齿轮、阀门和电机轴的重要材料。

双相不锈钢

双相不锈钢是一种新型不锈钢，其结构主要由铁素体和奥氏体元素的等量组合或 60/40 分割制成。这种组合具有出色的强度和高耐腐蚀性，尤其是对氯化物的耐腐蚀性。由于铬和钼含量高，镍含量低，它们还具有抗应力特性，这使得它们比其他钢类型强两倍。它们具有成本效益，并且经常用于海上、建筑和施工应用。以下是双相钢的两种牌号：

• 2304 级

2304级不锈钢因其耐腐蚀性和高强度特性而广受欢迎。它们不含钼，是 316 级不锈钢的更好替代品。它们是用于制造食品和饮料行业产品的常用材料。

• 2205 年级 ：

2205 级不锈钢结合了铁素体和奥氏体不锈钢等级的特性。钼、铬含量高，显示出其耐腐蚀性能。

沉淀硬化不锈钢

沉淀硬化不锈钢是马氏体或奥氏体。它们也是可热处理的，易于制造，具有磁性且非常坚固。等级可通过镍和铬的百分比组成来识别。下面列出了常见的沉淀硬化不锈钢牌号。

· 17-4PH（17% 铬，4% 镍）

这种不锈钢含有 17% 的铬和 4% 的镍。由于其防腐性能，它在食品工业中具有广泛的应用。它也适用于较大的设置，例如在飞机涡轮机或其他机械部件中制造叶片。

· 15-5 PH（15% 铬，5% 镍）

这种类型的不锈钢含有 15% 的铬和 5% 的镍，并显示出包含这两种材料的不锈钢特性。广泛适用于制造飞机零件、阀门、齿轮、轴、石油和核反应堆零件。

如何选择合适的不锈钢牌号

不锈钢有各种等级。因此，它有多种应用选择。然而，为您的特定项目选择合适等级的不锈钢可能具有挑战性。因此，本节将作为不锈钢材料选择指南，重点介绍有助于选择不锈钢牌号的各种因素。

· 考虑焊接工艺

对于任何需要具有良好焊接能力的不锈钢材料的工艺，奥氏体不锈钢牌号都是不错的选择。这是因为它们的碳含量低。

409 和 430 等铁素体钢同样适用于焊接。然而，马氏体钢较弱，易碎，易开裂，因此不适合焊接。

· 考虑成型性

对于需要具有良好成型性的不锈钢的工艺，奥氏体等级如 316、304 和铁素体等级如 430、409 是不错的选择。马氏体脆性弱，成形性差。

· 耐腐蚀

在其他不锈钢等级中，奥氏体不锈钢等级具有很高的耐腐蚀性，因为它含有大量的铬和钼。它适用于暴露于天气和其他元素的不锈钢户外使用。铁素体和马氏体在防腐方面比奥氏体更便宜。

· 热处理

在尝试为特定项目选择好的牌号时，热处理是一个重要因素。 17-4 PH，马氏体可进行热处理。然而，奥氏体和铁素体不能承受与热处理相关的热量。

· 重视机械性能

不锈钢的机械性能是选择适合特定用途的钢材的重要因素。在选择之前，请优先考虑强度、韧性、温度、延展性、延展性等性能。

· 成本效益和可用性

在选择合适的等级时，质量至关重要。您可以选择具有良好耐腐蚀性、容易获得、成本低且质量好的等级。就质量而言，奥氏体是一个合适的选择，但它比其他变体更昂贵，因此不容易获得。

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不锈钢的常见用途及应用

不锈钢在许多行业都有广泛的应用。以下是由快速成型制成的不锈钢产品的一些用途。

· 食品工业

不锈钢用于生产烹饪产品，如水槽、餐具、盘子和炊具。由于它具有防锈/腐蚀和抑制微生物生长的特性，因此适用于此目的。

· 医疗领域

不锈钢的另一个重要用途是在医疗领域。此处适用于制作手术器械。例如，它用于外科植入物，适用于置换断骨和植入设备。

· 航空航天和汽车领域

不锈钢是制造飞机和车辆部件的重要材料。如果使用精度适当制造，不锈钢很容易适用于此类场景。

· 其他

不锈钢也适用于其他场景，如制作炊具、灯饰等产品。这进一步显示了材料的多功能性以及它在快速原型制作中的重要性。

常见问题解答