不锈钢性能不锈钢性能

1、屈服强度（力学符号Rp0.2，英文缩写YS） 

l      Rp0.2=P0.2/F0      

l      P0.2—拉伸试样塑性变形量为0.2%时承受的载荷 

l      F0 —拉伸试样的原始截面积 

v     材料的屈服强度小，表示材料容易屈服，成形后回弹小，贴模性和定形性好。 

2、抗拉强度（力学符号Rm，英文缩写TS） 

l      Rm =Pb/F0                    

l      Pb—拉伸试样断裂前承受的最大载荷 

l      F0—拉伸试样的原始截面积 

v     材料的抗拉强度大，材料变形过程中不容易被拉断，有利于塑性变形。 

3、屈强比（Rp0.2/Rm） 

v     屈强比对材料冲压成形性能影响很大，屈强比小，材料由屈服到破裂的塑性变形阶段长，成形过程中发生断裂的危险性小，有利于冲压成形。 

v     一般来讲，较小的屈强比对材料在各种成形工艺中的抗破裂性都有利。 

表6-1 常见不锈钢材料的屈强比 

v     延伸率是材料从发生塑性变形到断裂的总的伸长长度与原有长度的比值，即： 

    式中 A — 材料的延伸率（%） 

         L— 试样被拉断时的长度（mm） 

         L0— 拉伸前试样的长度（mm） 

材料的延伸率大，就是材料允许的塑性变形程度大，抗破裂性好，对拉深、翻边、胀形各类变形都有利。 

v     一般来说，材料的翻边系数和胀形性能（埃里克森值）都与延伸率成正比关系。 

5、不锈钢的冲压性能 

对应的材料的性能为胀形成形性能、翻边成形性能、扩孔成形性能和弯曲成形性能。要了解冲压成形性能首先要了解冲压成形工艺。 基本的冲压成形加工工艺有：拉深工艺、胀形工艺、翻边工艺（包括扩孔）、弯曲工艺。 

1 ）拉深成形工艺 

拉深是利用专用模具将冲裁或剪裁后所得到的平板坯料制成开口的空心件的一种冲压工艺方法。其特点是板料在凸模的带动下，可以向凹模内流动，即依靠材料的流动性和延伸率成形。 

2）胀形成形工艺 

胀形是利用模具强迫坯料厚度减薄和表面积增大，以获取零件几何形状的冲压加工方法。特点是坯料被压边圈压死，不能向凹模内流动，完全依靠材料本身的延伸成形。 

3）翻边成形工艺 

翻边是利用模具把坯料上的孔缘或者外缘翻成竖边的冲压加工方法。 在圆孔翻边的中间阶段，即凸模下面的材料尚未完全转移到侧面之前，如果停止变形，就会得到右图所示的成形方式，这种成形方式叫做扩孔，生产应用也很普遍。 

4）弯曲成形工艺 

弯曲成形是将板料、棒料、管料或型材等弯成一定形状和角度零件的成形方法，如图6-4所示。 

不锈钢1Cr18Ni9Ti就是普通的不锈钢。1Cr18Ni9Ti是碳1 铬18 镍9 钛，1、18、9分别代表碳（‰）、铬（%）、镍（%）的含量。

　碳 C ：≤0.12%。 

　　硅 Si：≤1.00%。 

　　锰 Mn：≤2.00%。 

　　硫 S ：≤0.030%。 

　　磷 P ：≤0.035%。 

　　铬 Cr：17.00～19.00%。 

　　镍 Ni：8.00～11.00%。 

　　钛 Ti：5(C-0.02)～0.80%。 

行业规范

　　热处理规范及金相组织： 

　　热处理规范：1)固溶920～1150℃快冷;2)根据需方要求可进行稳定化处理, 热处理温度为850～930℃,但必须在合同中注明。 

　　金相组织：组织特征为奥氏体型。 

　　交货状态：一般以热处理状态交货，其热处理种类在合同中注明；未注明者，按不热处理状态交货。 

机械性能

　　抗拉强度σb(MN/m2) ≥550 

　　屈服强度σs(MN/m2) ≥200 

　　伸长率δ5（%）〉=40 

　　收缩率ψ（%）〉=55 

　　硬度 ：≤187HB;≤90HRB;≤200HV 

　　我国的1Cr18Ni9Ti相当于美国AISI321,0Cr18Ni9相当于AISI304，1Cr18Ni9相当于302，0Cr17Ni12Mo2相当于AISI316 

　　1Cr18Ni9Ti=中国321=国际标准X7CrNiTi18-10=俄罗斯12X18H10T=日本SUS321= 德国 X6CrNi18-10=美国ASTM A276 321 

　　如果用于700℃的高温，1Cr18Ni9Ti 应该是可以胜任的，因为它既是奥氏体不锈钢，又是应用很广泛的奥氏体热强钢，不过最好不要超过750℃，其热处理为固溶处理，即加热至1000℃以上，保温一定时间 后水淬，再采用高于使用温度60~100℃做时效。 

与0Cr18Ni9的区别

　　两者的含碳量不一样，1Cr18Ni9Ti高。铬、镍的含量一样，分别是18%和9%。 

　　这样的话，由于0Cr18Ni9含碳量低，强度较1Cr18Ni9Ti低，耐腐蚀性比1Cr18Ni9Ti好。但是由于1Cr18Ni9Ti含有抗晶界腐蚀的钛，因此可以通过热处理提高它的抗晶界腐蚀能力。 

　　常温常态下可以代用。 

　　概括地讲，1Cr18Ni9Ti是落后的不锈钢生产工艺的产品代表。随着世界各国不锈钢生产工艺的改进，已成为淘汰产品。鉴于我国国情，有些场合仍然保留，但属于不推荐钢种。真正需要用1Cr18Ni9Ti者，也可以改为0Cr18Ni11Ti。使用加Ti的0Cr18Ni11Ti还是不加Ti的0Cr18Ni9，取决于不锈钢的使用环境是否属晶间腐蚀环境。 

ICR18NI9ti标样

美国加联提供进口 ICR18NI9ti光谱和化学标样，对应的标样标准有美国标准局（ASTM）、德国标准、法国标准等均匀性很好，主要应用于火花直读光谱仪和X荧光光谱仪（XRF）等仪器。

Q235 普通碳素结构钢－普板是一种钢材的材质。 

　　Q代表的是这种材质的屈服极限，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235MPa左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。 

　　由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服应力（σs)为235 MPa的碳素结构钢。 

　　必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。 

　　专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。 

等级区分

　　Q235A，Q235B，Q235C，Q235D，Q235E不同等级所代表的，主要是冲击的温度有所不同而已。 A指40度以上，B在20度以上，C0度以上，D-20度以上、E-40度以上，A到E所不同的，指的是它们性能中冲击温度的不同。 

　　分别为：Q235A级，是不做冲击；Q235B级，是20度常温冲击；Q235C级，是0度冲击；Q235D级，是-20度冲击；Q235E，是-40度冲击。在不同的冲击温度，冲击的数值也有所不同。 

元素含量：

　　A、B、C、D硫含量依次递减；A和B的磷含量相同，C的磷含量次之，D磷含量最少 

化学成份： 

低合金板

　　Q235分A、B、C、D四级(GB/T 700-2006) 

　　Q235A级含 C ≤0.22% Mn ≤1.4% Si ≤0.35% S ≤0.050 P ≤0.045 

　　Q235B级含 C ≤0.20% Mn ≤1.4% Si ≤0.35% S ≤0.045 P ≤0.045 

　　Q235C级含 C ≤0.17% Mn ≤1.4% Si ≤0.35% S ≤0.040 P ≤0.040 

　　Q235D级含 C ≤0.17% Mn ≤1.4% Si ≤0.35% S ≤0.035 P ≤0.035 

脱氧方法

　　可以采用F,b,z分别表示为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢。沸腾钢是脱氧不完全的钢，塑性和韧性较差。用这种材料制成的焊接结构，受动力载荷作用时接头容易出现裂缝。不宜在低温下工作，有时会产生硬化现象。相比之下，镇静钢质优而匀，塑性和韧性都好。 

机械性能

　　弹性模量（E/Gpa）：200~210 

　　泊松比（ν）：0.25~0.33 

　　抗拉强度（σb/MPa）：375-500 

　　伸长率（δ5/%）： 

　　≥26（a≤16mm） 

　　≥25（a>16-40mm）

　　≥24（a>40-60mm）

　　≥23（a>60-100mm）

　　≥22（a>100-150mm）

　　≥21（a>150mm）

　　其中 a 为钢材厚度或直径。 

　　在板材里，是最普通的材质，属普板系列。过去的一种叫法为：A3。 

　　执行标准：外部标准为：GB/T709-2006《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》，内部标准为：GB/T3274-2007 《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》 

分类

　　通常轧制而成的主要有：盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。 

用途

大量应用于建筑及工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。C、D级钢还可作某些专业用钢使用。

A3和Q235  都是碳素结构钢的牌号，A3是老标准里的钢号，现行标准（GB221-79）里已经没有这个牌号了。现行标准里，A3包含在Q235里了,A3相当于现在的Q235A。 Q235代表这种钢的屈服强度为235MPa，Q345里的345同样Q235又可细分为好几类，其中有：A-保证力学性能，B-保证力学性能和冷弯性能，C-保证化学成分…… 老标准里，A，B，C的意思估计和新标准里差不多（我估计是这样的），1，2，3…………则是用来表示强度的。1代表屈服强度为195MPa，2代表屈服强度为215MPa，3代表屈服强度为235MPa，………… 所以A3就相当于新牌号里的Q235A 

因为A3这个牌号毕竟曾经使用过，所以到现在还有不少人习惯于使用它，就象现在还有人习惯于使用“斤、两”这些单位一样。

45#是优质碳素结构钢  45#含碳量0.45％ 

45#弹性模量取E=210 GPa 抗拉强度取600Mpa 屈服强度取355Mpa 这些在机械设计手册里面

伺服电动机概念

　　用作自动控制装置中执行元件的微特电机。又称执行电动机。其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。伺服：一词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求而动作。在讯号来到之前，转子静止不动；讯号来到之后，转子立即转动；当讯号消失，转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能，因此而得名。 伺服电动机可以把输入的电压信号变换成为电机轴上的角位移或角速度输出，在控制系统中常作为执行元件，所以伺服电动机又称执行电动机。改变输入电压的大小和方向就可以改变转轴的转速和转向。 

伺服电动机分类

　　伺服电动机分交、直流两类。交流伺服电动机的工作原理与交流感应电动机相同。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf接一恒定交流电压，利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化，达到控制电动机运行的目的。交流伺服电动机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格（要求分别小于10％～15％和小于15％～25％）等特点。直流伺服电动机的工作原理与一般直流电动机相同。电动机转速n为 n＝E／K1j＝（Ua－IaRa）／K1j式中E为电枢反电动势；K为常数；j为每极磁通；Ua，Ia为电枢电压和电枢电流；Ra为电枢电阻。改变Ua或改变φ，均可控制直流伺服电动机的转速，但一般采用控制电枢电压的方法。在永磁式直流伺服电动机中，励磁绕组被永久磁铁所取代，磁通φ恒定。 

　　直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。 

伺服电动机的特点一般分为直流伺服和交流伺服. 

　　对于直流伺服马达 

　　优点:精确的速度控制,转矩速度特性很硬,原理简单、使用方便,价格优势 

　　缺点:电刷换向,速度,附加阻力,产生磨损微粒(对于无尘室) 

　　对于交流伺服马达 

　　优点:良好的速度控制特性，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡;高效率，90%以上，不发热;高速控制;高精确位置控制（取决于何种编码器）;额定运行区域内，实现恒力矩;低噪音;没有电刷的磨损，免维护;不产生磨损颗粒、没有火花，适用于无尘间、易暴环境 

　　惯量低; 

　　缺点:控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数整定,需要更多的连线 

直流伺服电动机的应用

　　直流伺服电机的特性较交流伺服电机硬。通常应用于功率稍大的系统中，如随动系统中的位置控制等。 

交流伺服电动机的应用

　　交流伺服电机的输出功率一般为0.1-100 W，电源频率分50Hz、400Hz等多种。它的应用很广泛，如用在各种自动控制、自动记录等系统中

步进电动机（stepping motor）  

步进电动机

把电脉冲信号变换成角位移以控制转子转动的微特电机。在自动控制装置中作为执行元件。每输入一个脉冲信号，步进电动机前进一步，故又称脉冲电动机。步进电动机多用于数字式计算机的外部设备，以及打印机、绘图机和磁盘等装置。 

　　步进电动机的驱动电源由变频脉冲信号源、脉冲分配器及脉冲放大器组成，由此驱动电源向电机绕组提供脉冲电流。步进电动机的运行性能决定于电机与驱动电源间的良好配合。 

　　步进电机的优点是没有累积误差，结构简单，使用维修方便，制造成本低，步进电动机带动负载惯量的能力大，适用于中小型机床和速度精度要求不高的地方，缺点是效率较低，发热大，有时会“失步”。 

分类：步进电动机分为机电式、磁电式及直线式三种基本类型。 

步进电机工作原理：将产生磁力，推动其铁心心子运动，通过齿轮机构使输出轴转动一角度，通过抗旋转齿轮使输出转轴保持在新的工作位置；线圈再通电，转轴又转动一角度，依次进行步进运动。 

磁电式步进电动机

　　磁电式步进电动机主要有永磁式、反应式和永磁感应子式3种形式。永磁式步进电动机由四相绕组组成。A相绕组通电时，转子磁钢将转向该相绕组所确定的磁场方向;A相断电、B相绕组通电时，就产生一个新的磁场方向，这时，转子就转动一角度而位于新的磁场方向上，被激励相的顺序决定了转子运动方向。永磁式步进电动机消耗功率较小，步矩角较大。缺点是起动频率和运行频率较低。 

　　反应式步进电动机在定、转子铁心的内外表面上设有按一定规律分布的相近齿槽，利用这两种齿槽相对位置变化引起磁路磁阻的变化产生转矩。这种步进电动机步矩角可做到1°～15°，甚至更小，精度容易保证，起动和运行频率较高，但功耗较大，效率较低。 

　　永磁感应子式步进电动机又称混合式步进电动机。是永磁式步进电动机和反应式步进电动机两者的结合，并兼有两者的优点。   

直线式步进电动机

　　有反应式和索耶式两类。索耶式直线步进电动机由静止部分（称为反应板）和移动部分(称动子)组成。反应板由软磁材料制成，在它上面均匀地开有齿和槽。电机的动子由永久磁铁和两个带线圈的磁极A和B组成。动子是由气垫支承,以消除在移动时的机械摩擦,使电机运行平稳并提高定位精度。这种电机的最高移动速度可达1.5米/秒，加速度可达2g,定位精度可达20多微米。由两台索耶式直线步进电动机相互垂直组装就构成平面电动机。给x方向和y方向两台电机(图3)以不同组合的控制电流，就可以使电机在平面内做任意几  何轨迹的运动。大型自动绘图机就是把计算机和平面电动机组合在一起的新型设备。平面电动机也可用于激光剪裁系统，其控制精度和分辨力可达几十微米。 

测速方法

　　步进电动机是将脉冲信号转换为角位移或线位移。 

　　一是过载性好。其转速不受负载大小的影响，不像普通电机，当负载加大时就会出现速度下降的情况，步进电机使用时对速度和位置都有严格要求。 

　　二是控制方便。步进电机是以“步”为单位旋转的，数字特征比较明显。 

　　三是整机结构简单。传统的机械速度和位置控制结构比较复杂，调整困难，使用步进电动机后，使得整机的结构变得简单和紧凑。 测速电机是将转速转换成电压，并传递到输入端作为反馈信号。测速电机为一种辅助型电机，在普通直流电机的尾端安装测速电机，通过测速电机所产生的电压反馈给直流电源，来达到控制直流电机转速的目的。[1] 

应用

主要用于数字控制系统中，精度高，运行可靠。如采用位置检测和速度反馈，亦可实现闭环控制。步进电动机已广泛地应用于数字控制系统中，如数模转换装置、数控机床、计算机外围设备、自动记录仪、钟表等之中，另外在工业自动化生产线、印刷设备等中亦有应用。