时间：2023-05-30 08:53:59
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇不锈钢材料，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：奥氏体；不锈钢材料；换热设备；材料腐蚀；氯化物应力腐蚀 文献标识码：A
中图分类号：TQ051 文章编号：1009-2374（2017）11-0072-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.037
1 概述
不锈钢波纹管换热器是一种新型的换热设备，相较于传统的换热设备具有设备重量轻、传热系数高、不易结垢等优点，在供水、供热等场所得到广泛应用。另外，在石油炼制行业、制药行业、化工行业也都得到了广泛的应用。在使用过程中，由于上述行业涉及到的介质具有腐蚀性，再加上不锈钢波纹管换热器使用变截面薄壁换热元件，因此要对其防护性和腐蚀性进行分析，降低不必要的损失。
2 氯化物应力腐蚀开裂的主要问题及因素
2.1 氯化物应力腐蚀开裂的主要问题
304和316不锈钢均在耐腐蚀性能、强度和耐冲刷能力方面表现较强，同时具有良好的可加工性能，加之价格便宜，所以波节管换热器通常都会采用这两种不锈钢作为制作材料，然而这种不锈钢材料的最显著问题是承受应力腐蚀开裂的性能较差。所谓应力腐蚀开裂实际是指材料在腐蚀与应拉力的同时作用下而形成的破裂现象，这也属于这种腐蚀与均匀腐蚀、点腐蚀等的不同之处。疲劳腐蚀虽然也是应力和腐蚀介质共同作用下的一种腐蚀，但其属于交变应力，而不属于拉应力，所以其与应力腐蚀开裂是不相同的，通常情况下，人们将氢脆与碱裂也划归到应力腐蚀开裂的范畴。在城镇集中供热系统中，由于其中不涉及高浓度硫化物和苛性碱溶液，因此不容易产生氢脆与碱裂，这种应力腐蚀开裂主要是由水中的氯化物促成的，由此可见，氯离子容易引起奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂问题。
2.2 造成氯化物应力腐蚀开裂的主要因素
影响氯化物应力腐蚀开裂的主要因素是拉应力、水中氯离子含量、水中溶解氧的含量和水温四种。
拉应力属于腐蚀开裂发生的必要条件，裂口和拉应力呈垂直方向，而压应力与开裂是无关的。拉应力表现为单独的残余应力和外加应力形式或者以两者兼容的形式出现。由于波节管成形的残余应力非常大，在受热膨胀的情况下，波节管具有一定的补偿能力，所以其应力值较小。通过应力测试数据能够证明，水中氯化物和溶解氧的含量越高，而氯化物应力腐蚀的承受能力会越低，但在温度上则存在一个极值，当温度低于这一极值时，则应力腐蚀会随温度的上升而不断加剧；当温度高于这一极值时，则应力腐蚀会随着温度的上升逐渐
减弱。
应力腐蚀开裂的倾向预测具有非常大的困难。由于应力腐蚀开裂与应力、介质的种类和成分等较多的因素有关，加之模拟真实工况的难度很大，因此应力很难实现准确测定，通常应力腐蚀开裂被分为两过程，即裂缝的萌生与扩展。客观的讲，腐蚀过程主要发生在裂缝中，裂缝内部的氯离子浓度要比裂缝外浓度高出将近10倍。在测试的过程中，因缝隙内无法进行测试，所以只能在缝隙外进行测定；若按照实际工况，则因出现破裂需要很长的时间，而难以获得较为系统的数据，所以在氯化物应力腐蚀开裂试验中，通常均将试件置于温度和浓度都很高的氯化物溶液中来对其破裂情况进行观察。
3 不锈钢材料在应用中的实验数据
3.1 在沸腾氯化镁溶液中获得的试验数据
通过向试件施加外力将其变成U型，试件由此就具有一定的内应力，该方法被称为变形加载法。在不同浓度的沸腾氯化镁溶液中观察试件的破裂时间，能够获得在不同浓度与温度条件下试件的准确破裂时间，实验表明：当304不锈钢大约在108.5℃、316不锈钢在131.5℃时，溶液浓度无论多高，都不会发生氯化物应力腐蚀开裂现象。而另一组研究者则在相同条件下对试件的断裂时间进行了观察，浓度关系如图1所示，研究者认为，如果可以在沸腾的氯化镁溶液中100h仍不破裂，那么就说明这种合金材料适合在这种条件下使用。从图1可以发现，316不锈钢的抗应力腐蚀开裂能力明显优于304不锈钢，如表1所示。
3.2 在高温水中实验获得的部分数据
在温度相同情况下，溶液的氯浓度与断裂时间的关系。其中表明，当温度在225℃、外加应力在1.75MPa的情况下，裂缝的孕育期、扩展期和断裂的具体时间，同时表明，当溶液浓度≤50ppm时，裂缝的孕育期非常长，甚至不易产生，当溶液浓度≥100ppm时，随着溶液浓度的增加，裂缝的孕育期时间会逐渐变短，而裂缝的扩展期会逐渐变长，裂缝的产生几率增强。
304不锈钢在溶液含氧浓度为0.1mg/L、氯化镁浓度为33%的情况下，温度和断裂时间之间的关系：若温度是100℃的情况下，则断裂时间需要1000h。图2表示304不锈钢若置放在氯浓度为600ppm的溶液中，且温度在150℃的情况下，断裂时间将会达到5000h。
图3展示了溶液温度与氯浓度对304不锈钢应力腐蚀开裂敏感性的影响程度试验结果：在温度处于200℃～300℃时，没有立即出现应力腐蚀开裂现象；在温度为150℃、氯的浓度为500ppm的情况下，经过了168h没有出现裂缝，由此可见，在高温水中，氯浓度≤50ppm时很难产生裂缝，有时氯浓度甚至达到600ppm也不易产生应力腐蚀开裂。通过认真分析发现，微量氧属于开裂产生的必要条件，若将水中的氧全部清除，则即使氯浓度很高，也不会出现应力腐蚀开裂现象。
4 对304和316不锈钢的应用范围建议
现阶段，我国在奥氏体不锈钢防范氯化物应力腐蚀开裂方面还没有制定较为明确的氯含量标准，因此，在城镇集中供热中的供热波节管换热器上，建议参照丹麦在该方面的有关规定，但不能完全照搬，而是要根据我国的实际，对氯含量的限制适当进行放宽，否则在水处理设备费用和运行费用方面将会非常高，鉴于此，建议将生水氯含量低于50ppm作为一个档次，具体如下：
第一，在水处理条件非常好的情况下，对水全部进行除氧，即氧含量必须小于0.1mg/L，且全部使用304不锈钢材料。
第二，在对水进行软化的同时，一次完成除氧，且生成水的氯含量小于50mg/L。在水温小于130℃的情况下，建议采用304不锈钢；当水温大于130℃的情况下，则建议运用316不锈钢。
第三，在水处理条件较差的情况下，当直供水温≤95℃时应选择304不锈钢；水温在100℃～130℃时应选用316不锈钢；当水温≥130℃时应寻找在抗氯化物应力腐蚀开裂性能方面质量更好的不锈钢新型材料。选择过程中需要从该材料的抗氯化物开裂的性能、加工性能和经济性等方面综合考虑。
第四，当蒸汽锅炉的蒸发量大于6t/h的时候，必须对水进行全部除氧。由于低压蒸汽通常不溶解盐类，所以当汽源温度过高时，可认为其中不含有氯化物。当汽源属于饱和蒸汽时，其中氯化物的杂质携带量通常与锅水质量和蒸汽湿度具有直接的关系，若锅炉汽水的分离装置良好，t锅炉就不易产生汽水共腾和严重的漏水现象，锅炉只要不在严重超负荷状态下运行，则蒸汽的湿度一般会保持在3%以下，而饱和蒸汽中所携带的氯化物也应该很少，所以锅炉汽水装置的良好运行，是防止氯化物应力腐蚀开裂问题的最有效保障。
第五，低碳不锈钢304L和316L通常只在焊接管中或者用户指定要求的情况下使用，为了有效节省成本，通常不使用低碳不锈钢材料。
第六，电化学保护应力腐蚀会与材料、环境的电化学反应具有非常密切的关系，因此在利用电化学方法的过程中，可通过以下两种形式来防止应力腐蚀破裂现象的发生：通过给定电位来使处于运动状态的游离电位从应力腐蚀敏感区离开；通过加入一定量的缓冲剂来使开路电位转移到应力腐蚀的不敏感区域。
5 结语
综上所述，奥氏体是否容易出现腐蚀开裂主要和热网和锅炉水处理装备及运行水平相关，当前有很多锅炉都没有设置除氧设备，一些设备虽然设置了除氧设备，但是由于运行不正常，会出现汽水分离器蒸汽短路，无法发挥分离作用，在允许过程中会出现漏水或汽水共腾事故，由于热网除污器失效或者失水率过高等情况的存在，很容易导致不锈钢材料腐蚀开裂，所以提升热网和锅炉的运行水平至关重要，本文重点对奥氏体不锈钢材料在防止氯化物应力腐蚀开裂的问题进行了探讨，在预防氯化物腐蚀方面具有一定的借鉴参考价值。
参考文献
[1] 董雷云，刘长军，潘缉悌.板式换热器不锈钢板片失效分析[J].压力容器，2005，22（5）.
[2] 朱流，沃银花，郦剑，等.SUS304不锈钢膨胀节腐蚀失效分析[J].热处理，2005，12（3）.
关键词：不锈钢；钻孔；攻丝；工艺
1 概述
不锈钢（Stainless Steel）指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体（双相）不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。
不锈钢加工是指凭着不锈钢的性能对不锈钢进行剪、折、弯、焊等机械加工最终得到工业生产所需的不锈钢制品的过程，在不锈钢加工的过程中需要借助大量的机床、仪器、不锈钢加工设备。不锈钢加工设备分为剪切设备和表面处理设备，剪切设备中又分为开平设备和分条设备。此外，从不锈钢的厚度来分，又有冷热轧加工设备之分。热切割设备主要有等离子切割、激光切割、水切割等。
2 不锈钢的攻丝加工
2.1 不锈钢攻丝加工的难点
不锈钢作为一种优良的耐腐蚀材料并兼有强度和韧性方而的优异性能，在其应用不断扩大的同时，其难加工特性的矛盾在不锈钢攻丝上显得尤为突出，不锈钢攻丝的难加工性主要表现在：一是攻丝扭矩大；二是断屑和排屑困难；三是丝锥磨损快，使用寿命短。以上情况的产生主要是由于不锈钢材料的切削性能所决定，不锈钢的切削性能主要表现在以下几个方面：不锈钢具有良好的塑性及一定的韧性和强度，导致加工硬化现象严重，伴随着马氏体相变而产生的材质硬化，表面硬度可达HV400，非常容易对刀具切削刀口造成损伤；不锈钢的高温强度也很高，对于热敏感刀具的切削尤为不利；不锈钢的热传导率低，与低碳钢相比，100℃时只为其1/2，900℃时仅为其1/3。因此在各种切削速度下，其切削温度均较45#钢高出100℃以上；不锈钢具有相当大的韧性和强度，且延伸率约为碳钢的2倍，使加工中易与刀具发生粘结、易形成积屑瘤。
2.2 不锈钢攻丝加工的改善
加工螺纹底孔一般采用钻孔的方法来解决，对于M10以上螺纹的底孔，可采用钻扩的方法解决。底孔加工质量的高低直接影响螺纹加工的难易程度和螺纹精度。一般底孔直径太小或冷硬层较厚，会造成攻丝困难；底孔直径太大或表面粗糙度较高，加工的螺纹精度就会降低。一定要严格按照《机械工人切削手册》进行查表和计算，然后选择所需加工螺纹底孔的钻头或扩孔钻头。根据加工螺纹底孔直径的大小及螺纹底孔加工的方法（钻孔或扩孔），选择适当的切削速度和进给量并在切削液中加入硫、二硫化钼等成分，作为剂冷却降低孔壁的表面粗糙度，以及防止产生过高的切削热，进而加厚冷硬层，给以后攻丝造成困难。选择的切削速度一般应在15-20m/min。孔径越大时，选择的切削速度越低进给量一般应在0.05-0.18mm/r。同样孔径越大时，选择的进给量越低。在螺纹底孔加工时，孔口一定要倒角，通孔螺纹两端都要倒角，倒角处直径可略大于螺纹大径，这样可使丝锥开始切削时容易切入。并可防孔口出现挤压产生凸起现象。
提高攻丝效率和攻丝质量进而延长刀具的寿命，与工件和攻丝机床形成的攻丝系统也有一定的关系。丝锥的顺利导入和保证丝锥与螺纹底孔同轴是防止丝锥折断、减少丝锥磨损、延长丝锥寿命的必要保证。
3 不锈钢材料攻丝加工
对不锈钢（4Cr13）材料的机械零件内螺纹加工，工厂的一般工艺程序为：钻孔-调质-车外圆-扩孔-车床前丝锥攻丝-钻床后丝锥精攻螺纹。由于不锈钢材料塑性大、摩擦系数大，粘附性强，因此易导致切削力增大、切屑易缠粘在丝锥上，排屑困难，严重时会导致丝锥折断；在高温条件下加工时，易粘附切削刀具，导致加工时产生振动和丝锥磨损，使加工件表面粗糙度降低，尺寸精度得不到保证。为了有效的提高加工质量和提高生产效率，对该工艺进行了改进，改进后的工艺程序为：粗钻孔-调质-车外圆-扩孔-软爪夹持、车床后丝锥精切螺纹。
对标准丝锥的几何参数也进行了改进，主要改进方面如下：（1）增大丝锥切削刃前角。一般标准丝锥切削刃前角常取8-10°，对于切削不锈钢材料此角偏小，致使刀刃不够锋利，切削不顺利，切削扭矩大，丝锥易折断。经试验证明，将前角加大到15-20°较适宜（如图1）所示。（2）刃磨排屑槽。由于标准丝锥一般做成直槽，切屑易滞留在直槽内，导致增加摩擦，加快了刀具磨损，降低了丝锥的耐用度和螺纹的加工质量。在直槽丝锥导向部分刃磨出3-5°的斜面，可控制切屑沿着丝锥进刀方向排出螺孔外，改进了直槽排屑的不足，减少了刀具磨损，提高了丝锥的耐用度和螺纹的加工质量。（3）铲削导向部分后角。有的标准丝锥导向部分没有后角，车孔壁产生很大摩擦，丝锥易咬死。对丝锥后角铲削0.2-0.3mm，有较好的防止丝锥咬死作用。
[参考文献]
[1]王选选.机械制造工艺.机械工业出版社.2007.
1、不锈钢材料：不锈钢材料规格有很多，其中良好的不锈钢材料成分含18%铬以及8%的镍，达到此标准的材料才是符合国'家食品级标准是绿色环保产品，才能有防锈功能和耐腐蚀的作用。普通不锈钢杯体色泽呈现发白和发暗的状况，检测的方法是放入浓度1%的盐水浸泡24小时后，如果产生锈斑，就说明其所含的部分元素超标。
2、塑料配件：食品级新塑料的特点是不仅气味小，而且表面光亮无毛刺，使用寿命长也不易老化。普通塑料或回收塑料的特点是气味大且色泽灰暗毛刺多，塑料易老化且容易断裂。
3、容量：好的不锈钢保温桶的内胆的深度与外壳的高度基本上是一致的。有些质量较差的保温杯会在杯中添加沙子或者水泥块来弥补缺失的重量，所以重量较大的保温杯不一定就是质量好的。
4、密封性能：我们可以采用此种方法来检测：在保温桶中加水之后，按顺时针方向扭紧瓶塞和杯盖，然后再把保温桶平放在桌面上，没有出现水渗漏的情况，杯盖与杯口的旋合很灵活且没有间隙就说明保温桶的密封性良好。
5、真空保温性：我们可以这样来检测：将开水倒入保温桶内顺时针扭紧瓶塞或杯桶，待置2-3分钟后用手触保温桶的表面，如果桶身有明显的温热现象，就说明产品已经失去了真空度从而不能达到良好的保温效果。
以上就是不锈钢保温桶怎么选购的介绍了，希望对你有帮助。
（来源：文章屋网 ）
论文关键词：不锈钢切削加工；切削参数；合理选择
1 不锈钢切削加工的实际特点
1.1 具有很强的加工硬化趋势，极易磨损刀具
大部分不锈钢材料（马氏体类不锈钢例外）具有很强的加工硬化趋势，同时，因为加工硬化层具有很高的硬度（通常高于原有硬度2倍左右，表面硬度HV能够达到400-570kg/mm2）。不同的切削条件与不锈钢工件材料，会让加工硬化层深度从数十μm一直深入到数百μm（通常为100μm-200μm）。
1.2 切屑不易折断或者卷曲
切削过程中切屑不易卷曲和折断。特别是镗孔、钻孔、切断等工序的切削过程中，排屑困难，切屑易划伤已加工表面。在数控机床上切削不锈钢时，断屑与排屑是重点考虑的问题。
1.3 切屑具有很强的粘附性，极易造成刀瘤
不锈钢材料具有很高的韧性，尤其是对其它金属材料具有较强的亲和力，加工过程非常容易造成刀瘤。
1.4 “三高”（高温度、高硬度、高强度）不易分离切屑
不锈钢的特性之一就是高温度、高硬度、高强度。例如温度维持在700°C的奥氏体类不锈钢的机械性能仍不会显着降低。
2 合理选用加工刀具
合理选用加工刀具是进行不锈钢材料加工的重要先决条件。不锈钢加工刀具的必须具有以下特点：较高的强度、硬度、韧性、耐磨性以及较低的不锈钢亲和力。
常用的刀具材料有硬质合金和高速钢两大类，形状复杂的刀具主要采用高速钢材料。由于高速钢切削不锈钢时的切削速度不能太高，因此影响生产效率的提高。对于车刀类较简单的刀具，刀具材料应选用强度高、导热性好的硬质合金，因其硬度、耐磨性等性能优于高速钢。常用的硬质合金材料有：钨钴类（YG3、YG6、YG8、YG3X、YG6X），钨钴钛类（YT30、YT15、YT14、YT5），通用类（YW1、YW2）。YG类硬质合金的韧性和导热性较好，不易与切屑粘结，因此适用于不锈钢粗车加工；而YW类硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性和抗氧化性能以及韧性都较好，适合于不锈钢的精车加工。加工1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢时，不宜选用YT类硬质合金，由于不锈钢中的Ti和YT类硬质合金中的Ti产生亲合作用，切屑容易把合金中的Ti带走，促使刀具磨损加剧。
3 合理选择刀具几何角度
合理选择刀具几何角度非常重要，其切削部分的几何角度直接影响着不锈钢工件进行切削加工时的切削力、表面粗糙度、加工硬化趋势、生产率、刀具耐用程度等诸多方面。合理选择刀具几何角度不仅可以提高工件的加工质量和加工效还可以显着降低加工成本（如降低刀具的更换频率和废品率等）。
3.1 合理选择前角
进行不锈钢切削时，应该在不降低刀具强度的前提之下，适当提高前角 。刀具前角的适当提高会降低刀具的塑性变形能力、切削热以及切削力，加工硬化的趋势也会随之减轻，相应地，刀具耐用度便会显着提高。综合看来，通常情况下刀具前角保持在12°-20°为最佳，具体角度根据实际需要来调整。
3.2 合理选择后角
在弹性与塑性两方面均高于常规碳素钢的不锈钢，进行切削时，如果刀具后角 过小，会增加车刀后角与切断表面的接触面积，此时，摩擦高温区集中于车刀后角部位，刀具的磨损会显着加快，并且工件的表面光洁度会显着降低。因此，进行不锈钢工件切削时，车刀后角 应该大于车削普通碳钢时的角度，但是不可以过大，因为过大的后角会导致刀刃强度地急剧下降，刀具的耐用度得不到保证。所以，刀具后角保持在6°-10°之间为最佳。
3.3 刃倾角
由于采用较大的前角，刀尖强度会有所削弱。为增强刀尖强度而又不使背向分力增加过大，刃倾角宜取较小数值，一般为-5°至 -15°，连续切削时取较大值，断续切削时取较小值。
4 合理选择切削用量
合理选择切削用量直接影响着不锈钢加工的效率与质量，所以，在合理确定刀具类型和刀具几何角度之后，必须要科学合理地确定切削用量。
可再生能力强
相比而言，不锈钢含有的可再生成分较高，一般在60%～90%，而且，这种比例在不锈钢的所有形式中都是一样的。其他金属的不同产品含有的可再生成分比例可能是不同的。比如，碳钢板带含有的可再生成分比例只有25%～35%;建筑用的铝板，其含有的可再生成分为零(表1)。建材的回收率方面，不锈钢使用寿命结束后，大概92%可以被回收。由此特征，不锈钢可回收制成原来的产品形式，或制成其他形式建材。例如，Wil-liamPennPlace是1952年建成的建筑，地处宾夕法尼亚州的匹兹堡，其门厅采用不锈钢作为室内装修材料，在2002年大厅改造时，将原来的不锈钢拆下来进行简单的清洗后重新安装利用，效果依然很好(图1)。还有，纽约的SoconyMolil大楼，其立面建筑材料是不锈钢产品(图2)，在使用40多年间，没有进行过大规模的表皮清洗，承包商雇佣的清洁人员，只是用一些很简单的清洗剂或者清水就对大楼进行了清洗，而且对环境没有什么影响。
使用寿命周期内成本低
不锈钢有较长使用寿命，甚至可以和建筑同寿命。并且，相比之下，不锈钢在寿命周期内的成本最低。由美国某屋面承包商提供的资料中，他们对各种屋面材料的寿命和寿命周期内的成本进行比较，涉及几种常用的屋面材料(表2)。通过材料的预计寿命和每平方米的初始成本比较，发现铝的初始成本比较低，但在使用过程中需要更换若干次。而不锈钢、铜和瓷砖等材料，都有比较长的使用寿命，可以和建筑同寿命。如果以100年为寿命阶段，不考虑通货膨胀因素，不锈钢是寿命周期内需要成本最低的一种材料，这也是为什么不锈钢被经常用在公共建筑中的原因。纽约JamaicaTrainTerminal火车站在设计之初，业主希望建筑的使用寿命可以达到100年，同时是免维护或者低维护，设计师最终选用316牌号的不锈钢表皮(图3)。这个火车站处在海边，而且有中等的城市污染，空气中的酸、碱性物质会造成不锈钢表面的氧化，影响立面效果，316牌号的不锈钢解决了表皮氧化的问题，同时不锈钢的使用寿命也满足业主要求。虽然不锈钢表面的钝化处理能推迟表面氧化的时间，但是建筑所处的环境因素是选择不锈钢牌号的重要依据，在选择不锈钢作为建筑表皮时，应该注意［3］。
降低建筑能耗需求
不同粗糙、不同光滑程度的不锈钢产品，对太阳能的反射量存在差异，所以，根据不同设计要求，应选择适合的不锈钢产品作为建筑表皮，从而降低能源的消耗，减少城市的热岛效应。根据当地的环境条件，选用合适牌号和表面形式的不锈钢材料，能起到降低建筑制冷能耗的作用。美国绿色建筑评价体系(LEED)中规定，对于坡屋面或外墙，坡度大于1∶6时，SRI必需要大于29;对于平屋面和低坡屋面，SRI应该大于79。不锈钢材料用作遮阳构件时，SRI也很重要。例如，旧金山的一个联邦办公大楼，表皮遮阳屏为不锈钢产品，其减少建筑吸热的效果明显(图4)。还有，德国的一个展览中心，展厅也采用不锈钢丝网做成的遮阳屏，其减少建筑吸热的效果也不错。根据LBNL提供的CoolRoofingMaterialsDatabase数据和供应商提供的资料显示，SRI根据不锈钢表面的不同，值也不同。黯淡无光的不锈钢表面，SRI在39～60之间，适合作屋面材料，镀铝不锈钢表面的SRI值接近60。表面越光亮的不锈钢，SRI值越高，任何带有白色涂层的不锈钢，SRI都比较高，大多高达107(表3)。PittsburghConventionCenter是第一个获得LEED金牌认证的建筑，建成于2003年，也是当时世界上获得LEED金牌认证最大的建筑(图5)。此建筑就地取材，建材都含有高再生成分，与低碳设计的理念相一致。屋面采用304牌号不锈钢，可以缓解环境的低腐蚀性影响，且采用扣盖设计，防止被大风或者飓风掀起。采用不锈钢材料之后，建筑减少了33%的加热和制冷的需求，同时符合至少50年设计寿命的要求。
屋面径流对环境影响小
不锈钢作为屋面材料，或者作为支撑绿化屋顶中防水膜的结构，都会大大降低屋面径流中的有害元素，减少径流对周围环境的影响。绿化屋顶由于成本低廉、能源消耗小、建筑加热和制冷需求少而被广泛关注，也是减少城市热岛效应的好方法［4］。绿化屋顶中，支撑防水膜和过滤膜最好的材料是不锈钢，而且最好采用316牌号不锈钢(图6)。如果植物使用化肥，会造成对环境的腐蚀性比较强，铝或者碳钢材料很快会发生穿孔，不锈钢则不会。同时，不锈钢作为屋面材料或者支撑结构，由于其成分和制造工艺的原因，用它作为屋面材料时，屋面径流中的有害物质会大大减少，如果屋面材料选择不好，屋面径流中可能含有有害物质，所以应限制径流作为饮用水或者将其排入水循环系统中。屋面采用不同材料，屋面径流中的成分也不同。沥青作为屋面材料，会造成砷等有害金属的释放;采用生了锈的镀锌钢、镀锌铁皮，或者混凝土砖，屋面径流中的锌含量都比较高(表4)，锌是一种生物杀伤剂，它对鱼类和植物有害。新西兰的屋面评价机构，对屋面材料中锌的释放量有规定，因为它会造成当地水生物的受害。不锈钢屋面也做过相应的研究，其径流中的锌含量大大低于检测线，铬和镍的含量也都在检测线之下，远低于日常饮用水中铬和镍的含量(表5)。因此，饮用水紧缺或者受到污染的地区，就可以采用不锈钢屋面收集水，收集的水经过循环处理，用作饮用水或者灌溉植物。例如，悉尼奥运会主会场(图7)，屋面采用316牌号不锈钢，所有屋面水都被收集到地下蓄水罐中，用来浇灌草地和冲马桶。
目前，世界各地很多获奖作品或创新设计都采用不锈钢作为建筑表皮，这些作品利用不锈钢获得具有吸引力的外观效果和产生低碳性能。通过建筑师、开发商、承包商、技术顾问等多方的探讨、咨询，不锈钢作为建筑材料在建筑设计中的不断出现，使建筑达到了更好的设计效果并满足低碳的要求。（本文作者：孙凤明、王茜 单位：河北工程大学建筑学院）
不锈钢是一种含铬的铁合金，这种合金的主要成分是铁，另外还有锰、铬、钒，钼、镍、铜等金属元素。因为不锈钢内有铬的存在，会在表面产生一层肉眼看不见的薄膜，这层膜具有保护作用，可以隔绝空气、水气，还可以防止外来腐蚀物的攻击。在抛光后，钢铁表面好像一面镜子，闪闪发亮。
不锈钢与衣食住行
俗话说：“民以食为天”。我们用餐时，处处都有不锈钢的踪影，它通常制作成叉子、汤匙等餐具。不锈钢制品的餐具不但显得高贵精致，而且具有耐腐蚀、强度佳等优点。德国的刀具相当闻名，许多人到德国旅游，都会买德国产的菜刀，而德国的剃须刀更受男士们欢迎，这种剃须刀就是以不锈钢材料制成的，刀具寿命相当长，可以使用一二十年都不需要打磨。
很多人可能怀疑，不锈钢在衣着方面能有什么样的表现。如果您也有这种想法，那可是大错特错。不锈钢常用来制作装饰性的配件，如发饰、手表、领带夹、裤子上面的铆钉，或是衬衫上面的袖扣等小配件，这些配件往往是流行衣饰的风向标。此外，不锈钢也常使用于成衣架或晒衣架。不锈钢材质的好处是，不需要在外层涂上一层亮膜或烤漆，依然表面有光泽且耐用程度高。
不锈钢在“住”的应用上，不胜枚举。不锈钢在装饰工程上的应用，有包柱、包框、外墙、造形、扶手等。这是因为不锈钢材质能提升建筑物的质感与美观性，使其不仅亮丽而且耐久。不锈钢兼具美感、坚固耐用以及容易清洁等优点。不锈钢在建筑领域中的应用始于20世纪，采用不锈钢做天棚及墙面装饰材料的建筑，即使处在各种不良的环境，如潮湿、工业污染等，仍可保持亮丽的外观。
随着经济增长和生活水准的提高，不锈钢具有良好的综合性能已是人们的共识。从华丽大酒店、商业建筑、体育场馆、教堂、桥梁、隧道等公共设施到住宅，或是从装饰、屋顶到屋内水槽、浴槽等，不锈钢的应用越来越广泛。
在“行”这一方面，不锈钢也有它的一片天地。首先就是交通工具，如汽车、机车，火车等，各种车体中当然有许多结构都是由不锈钢加工而成的，如骨架、底板、车体、排气管等。做为车体的材料需要有适度的强度、刚性、韧性以及焊接性能，不锈钢车体结构具有减轻车重、安全防火以及较优良的耐冲击性等特点。
1962年，日本东京落实了不锈钢在铁道车辆车体上的应用。使用不锈钢不仅使车体光泽明亮，更可减轻重量，进而降低能源的消耗。和碳钢制造的轨道车辆相比，不锈钢车体的重量减轻超过三分之一。
不锈钢的广泛用途
不仅在衣、食、住、行等方面，不锈钢可以展现质感与美感，即使在电子产业中，不锈钢也有广阔用途。不论是手机、数码相机、显示器面板、随身听外壳等，随处可见其芳踪。
【关键词】碳钢动车组；成本低；强度高；运营收益大
引言
目前，我国高铁运营里程已经接近1.2万公里，全路共有13个铁路局开行了动车组列车，建立了9个动车段，39个动车运用所，投用动车组1183列，其中时速200-250km/h动车组578列，时速300-350km/h动车组605列，日均开行动车组列车2400余列，日均发送旅客量超过240万人次，动车组累计运行里程超过16.7亿公里，单列最长累计运行里程达390万公里，单程开行距离最长达到2500公里，我国高铁运营里程、动车组保有量均占世界总量一般以上。动车组在我国特有的大运量、持续高速、环境差异大、多桥梁隧道等极其复杂的运营环境下，实现了总体的安全、平稳、有序运营。
1 国内动车组车体概况
动车组车体技术是9大核心技术之一，对整车的安全运行起着至关重要的作用。动车组经过十多年的高速发展，根据车体材料的不同，动车组车体分为铝合金车体和不锈钢车体两类。所有时速300-380km/h的动车组，车体材料都是铝合金；时速200-250 km/h动车组的车体材料分成两种：铝合金和不锈钢。
铝合金车体具有重量轻、耐腐蚀的特点，实现了车辆的轻量化，降低了由于腐蚀而产生的维修成本；铝合金车体主结构采用通长型材，焊缝为平直结构，便于实现自动化焊接，焊接变形小，保证了车体具有良好的外形轮廓；另外，铝合金车体为全焊接结构，保证了车体的气密性，为旅客提供了一个舒适的乘车环境。不锈钢车体抵抗腐蚀的性能最好，整个寿命周期内，基本不发生因为腐蚀而产生的修理问题。
2 铝合金车体和不锈钢车体的缺点
2.1 铝合金车体的缺点
2.1.1 模具费用高
铝合金车体大量使用挤压铝型材，这些型材需要专门的模具，复杂一点的模具大概20万左右，以CRH380D为例，车体型材大概80多种，模具费用保守估计600多万，增加了车体的生产成本。
2.1.2 铝合金车体的焊接
与钢相比，铝材料的焊接有如下不利因素：
（1）容易与氧气结合形成氧化膜或杂质，焊接时易形成气孔、夹渣等缺陷；
（2）导热性和热膨胀性较高，焊接时产生很大的收缩应力；
（3）铝合金有较大的融化范围，易产生裂纹；
（4）氢在液相中的溶解度较高，在凝固时迅速下降，易产生气孔；
（5）铝材熔化时无颜色变化，操作者对温度控制较困难；
（6）铝材焊接时产生的金属蒸汽、烟尘的毒性比普通碳钢的大，施工人员须认真防护。
2.1.3 铝合金焊接后的软化现象
铝合金型材强化机理为时效强化，焊接时会损失部分的时效强度，热影响区附近强度下降很大，以壁厚小于等于5mm的铝合金型材EN AW 6005A T6为例，其母材的屈服强度为215MPa，但是其焊接热影响区的屈服强度仅为115 MPa，强度损失将近一半，钢的焊接热影响区强度也会有所下降，但是没有铝材下降的这么大。
2.1.4 防火安全性差
铝的熔点为660 ?C，发生火灾时，铝合金车体车辆容易造成塌陷，不利于人员疏散，加重了损害的后果；而钢的熔点在1400 ?C以上，发生火灾时，其骨架仍然可以维持基本结构，为乘客疏散提供空间。所以，从防火安全性考虑，车辆不宜采用铝合金车体结构，以莫斯科地铁和纽约地铁为例，二者至今仍然不使用铝合金车体。
2.2 不锈钢车体的缺点
不锈钢车体的焊接大部分采用电阻焊，所以整车气密性不佳，车辆通过隧道或者汇车时，车内的压力变化将引起乘客的不适；其次，不锈钢材料与碳钢材料相比，价格较高，增加了车辆成本。
3 国内碳钢车现状
目前，国内碳钢车绝大部分为25型车，时速120-160km/h，该车体钢结构主要采用耐候钢制造，厚度≤6mm的板材采用镍铬系耐候钢，厚度大于6mm的板材及型钢采用Q235。车顶空调机组处平顶板、厕所、洗脸间处铁地板、脚蹬等易腐部位采用不锈钢板，以增强其抗腐蚀能力。车体钢结构广泛采用冷轧型材，如波纹地板、侧墙纵向梁、上边梁及车顶的侧顶板和边梁等，有效的减轻了自重，提高了钢结构的平整度。
车体钢结构的零部件在组焊前，需要对钢材进行防腐处理，车体内外表面均预涂底漆，并涂两遍防锈漆，在车内表面及底架下表面还须喷涂防腐隔声浆，这样不仅有效的达到隔音的效果，而且还能起到车体钢结构防腐的目的。目前国内碳钢车寿命为30年，钢结构在15年之内不发生挖补、截换。
碳钢车在后续的使用过程中，需要对车体腐蚀部位进行修理，但是其在很多方面仍然具有很大优势。
4 碳钢车与其它材料车体的成本对比
4.1各种车体材料价格对比
（1）金属材料价格
目前国内金属材料价格如下：
碳钢：8000元/吨；不锈钢：25000元/吨；铝材：30000元/吨。
（2）各种车体重量对比
目前，国内不同类型车体的重量如下：
碳钢车体，以25T为例：约14吨；不锈钢车体，以CRH1E为例：约12.3吨；铝合金车体，以CRH380D为例：约12.5吨
（3）单个车体金属原材料的成本
综合（1）、（3），各种类型车体需要金属材料的成本如下：
碳钢车体：14吨x8000元/吨=11.2万；不锈钢车体：12.3吨x25000元/吨=30.75万铝合金车体：12.5吨x30000元/吨=37.5万
参考图1，单车金属原材料的成本，铝合金车体成本最高，其次是不锈钢车体，碳钢车体成本最低。
图1 单个车体金属原材料的成本
4.2 整个车体价格比较
车体的制造成本包括很多方面，首先是原材料的成本和二次成型的成本；其次是焊接成本，焊接成本由人工成本和焊接耗材构成，人工成本包括焊前清理、焊后打磨、层间清理、预热、点固焊、装夹等，焊接耗材包括焊丝、保护气体等；最后是车体的表面涂装成本，包括抛丸、底漆、中涂、腻子、面漆等。
日本是生产和运用不锈钢车和铝合金车数量多的国家，它们的统计结果参见下面的表1（仅作为参考，不代表国内动车组情况，但是整体趋势是相同的），结果显示，如果碳钢车体的制造价格为1，不锈钢的价格则为1.07，铝合金车体的价格为1.7，整个车体成本铝合金最贵、不锈钢次之、碳钢造价最低。
表1 日本三种车体的制造价格（美元）
种类 碳钢车体 不锈钢车体 铝合金车体
碳钢 6248 1699 88
不锈钢 4301 21045 0
铝合金 0 0 34963
焊机费用 1464 486 2143
油漆 12679 3468 14500
工时费 54643 58286 80143
其它费用 6347 6800 10547
合计 85682 91802 142384
4.3 各种车体材料的强度对比
铝材料质地较软，即使通过固溶处理或者时效处理，其屈服强度仅能达到215MPa；不锈钢材料的屈服强度较高，但是因为不锈钢防腐的核心在于材料中添加一定比例的元素Cr，而这种元素限制了不锈钢的强度，通常情况下，不锈钢材料的最大屈服强度为350 MPa；碳钢材料可以达到700MPa的屈服强度，可以用作车体牵引梁、枕梁等受力大的部位，由于其具有很高的强度，所以可以降低材料的厚度。各种材料性能参见表2。
表2 各种车体材料性能对比
材料号 标准 屈服强度[MPa]
铝合金车体材料 （板材）EN AW-5083 H111 EN 485 板厚t≤6.3 125
板厚6.3< t≤80 115
（型材）EN AW-6005A T6 EN 755 壁厚t≤5 215
壁厚5< t≤15 200
不锈钢车体材料 1.4301 EN 10088 210
1.4318 EN 10088 350
碳钢车体局部材料 1.8974 EN 10149 700
4.4维修管理
车体采用不锈钢和铝合金材料，主要是为了提高车辆的耐腐蚀性和轻量化，过去30年的运营实际已经验证，不锈钢车体和铝合金车体基本是不用维修的。 车辆采用碳钢制造，经过10-15年，局部就会被腐蚀，必须进行修补，增加了修理费用。
4.5 运营收益
目前，碳钢车体使用寿命为30年；不锈钢动车组车体，以CRH1E为例，使用寿命是25年；铝合金动车组车体根据种类的不同，其使用寿命也不同，CRH380A、CRH380B、CRH380D、CRH2、CRH3使用寿命为20年，CRH3A、 CRH5使用寿命为30年，综合起来，铝合金动车组车体大部分车型的寿命为20年。碳钢车体比其它类型动车组多5到10年的寿命，所以增加了这些年的运营收益。
下面计算一下5年的运营成本，选取两个典型城市北京和上海，北京到上海距离1318公里，距离不短也不长，属于中等距离的铁路运输，运行时间5个半小时，大部人不会有乘车时间太长而引起的疲劳感觉，所以动车组运输以北京到上海为例是十分科学的。以高速动车组CRH380D为例，动车组定员556人，其中二等座席518人，一等座席28人，商务座席10人。北京到上海高铁二等座553元，一等座933元，商务座1748元。考虑高铁停靠多个车站，每站都有乘客上车下车，假设定员的75%做到终点，按照每个动车组每天发二班计算，5年内票额总计：
（553x518+993x28+1748x10）x365x5x2x75%=9.08亿元
统计结果显示：碳钢车体动车组在整个寿命周期内，同不锈钢动车组和铝合金动车组相比，至少多产生9.08亿元的运营收益。
5 碳钢动车组展望
从上面的分析结果可以看出，碳钢车体无论从材料成本、整个车体成本、材料的屈服强度还是运营收益上，都具有无可比拟的优势， 碳钢车体动车组在未来将会存在广阔的前景。
参考文献：
[1]EN 485， Aluminium and aluminium alloys - Sheet， strip and plate [S].
[2]EN 755， Aluminium and aluminium alloys-Extruded rod/bar，tube and profiles [S].
[3]EN 10088， Stainless steels [S].
关键词：不锈钢；刀具；切削量；
随着工业经济的快速发展，不锈钢已广泛应用于各个生产领域，不锈钢在大气中或在腐蚀性介质中具有一定的耐蚀能力，并在较高温度（>450℃）下具有较高的强度。在与氧化性介质接触中，由于电化学作用，表面很快形成一层富铬的钝化膜，保护金属内部不受腐蚀；但在非氧化性腐蚀介质中，仍不易形成坚固的钝化膜。为了提高钢的耐蚀能力，通常增大铬的比例或添加可以促进钝化的合金元素，这些合金元素在钢中的含量不同，对不锈钢的物理结构及化学性能产生不同的影响，对切削加工性影响很大。不锈钢加工切削刀尖处温度高、切屑粘附刃口严重、容易产生积屑瘤，加剧了刀具磨损，影响加工表面粗糙度，从而影响工件质量，为提高加工效率和工件质量，应从不锈钢加工件特性分析，选择合理的刀具材料、车刀几何参数和切削用量至关重要。
1. 不锈钢有哪些切削特点
在不锈钢的切削加工中，不锈钢的切削加工性比中碳钢差得多，首先要对被加工件的被切削性能有所了解，不锈钢在切削过程中有如下几方面特点：
1.1.加工硬化严重：不锈钢的塑性大，塑性变形时品格歪扭，强化系数很大；且奥氏体不够稳定，在切削应力的作用下，部分奥氏体会转变为马氏体；再加上化合物杂质在切削热的作用下，易于分解呈弥散分布，使切削加工时产生硬化层，给后续加工工序增加了困难。
1.2.加工性能：不锈钢在切削过程中塑性变形大、韧性高，切削力增加、热强度高、切削时消耗能量大，切削温度高；不锈钢导热率低，散热不好易形成刀具高温；不锈钢粘结凝焊性强，切削过程中易形成积屑瘤；不锈钢加工硬化倾向强，切削表面易形成硬化层；不锈钢不易断屑，切削过程中易堵塞，影响加工表面的光洁。
1.3.切削温度高：切削时塑性变形及与刀具间的摩擦都很大，产生的切削热多；加上不锈钢的导热系数约为45号钢的?～?，大量切削热都集中在切削区和刀―屑接触的界面上，散热条件差。
1.4.切屑不易折断、易粘结：不锈钢的塑性、韧性都很大，车加工时切屑连绵不断，影响操作，同时挤伤工件加工表面，在高温、高压下，不锈钢与其他金属的亲和性强，易产生粘附现象，并形成积屑瘤，加剧刀具磨损。
1.5.刀具易磨损：切削不锈钢过程中的亲和作用，使刀―屑间产生粘结、扩散，从而使刀具产生粘结磨损、扩散磨损，不锈钢中的碳化物（如TiC）微粒硬度很高，切削时直接与刀具接触、摩擦，擦伤刀具，还有加工硬化现象，均会使刀具磨损加剧。
1.6.线膨胀系数大：不锈钢的线膨胀系数约为碳素钢的1.5倍，在切削温度作用下，工件容易产生热变形，尺寸精度较难控制。
2.刀具材料选择
不锈钢切削加工工序中，如何选择合理刀具材料是保证高效率切削加工不锈钢的重要条件。切削不锈钢时选择刀具时应考虑以下参数：
2.1.高速钢的选择：高速钢主要用来制造铣刀、钻头、丝锥、拉刀等复杂多刃刀具。普通高速钢W18Cr4V使用时刀具耐用度很低已不符合需要，在相同的车削条件下，用W18Cr4V和95w18Cr4V两种材料的刀具加工1Cr17Ni2工件，采用新型高速钢刀具切削不锈钢可获得较好的效果。对于批量大的工件，采用硬质合金多刃、复杂刀具进行切削加工效果会更好。
2.2.硬质合金的选择：YG类硬质合金的韧性较好，可采用较大的前角，刀刃也可以磨得锋利些，使切削轻快，且切屑与刀具不易产生粘结，较适于加工不锈钢。特别是在振动的粗车和断续切削时，YG类合金的这一优点更为重要。
2.3.刀具几何参数
2.3.1.前角：不锈钢的硬度、强度并不高，但其塑性、韧性都较好，热强性高，切削时切屑不易被切离。在保证刀具有足够强度的前提下，应选用较大的前角，这样不仅能够减小被切削金属的塑性变形，而且可以降低切削力和切削温度，同时使硬化层深度减小。
2.3.2.后角：加大后角能减小后刀面与加工表面的摩擦，但会使切削刃的强度和散热能力降低。后角的合理值取决于切削厚度，切削厚度小时，宜选较大后角，三轨由于切削量大，所以选用20°的后角。
2.3.3.刀盘直径：刀盘的直径一定要比被加工件大一点，否则在切削时受力非常大，而且不易刀片的散热和铁削的排出！一般刀盘直径是被加工件宽度的1.5倍。
3.不锈钢加工控制
3.1.选择合理的切削用量
切削用量对加工不锈钢时的加工硬化、切削力、切削热等有很大影响，特别是对刀具耐用度的影响较大。选择的切削用量合理与否，将直接影响切削效果。
3.1.1.切削深度ap：粗加工时余量较大，应选用较大的切深，可减少走刀次数，同时可避免刀尖与毛坯表皮接触，减轻刀具磨损。但加大切深应注意不要因切削力过大而引起振动，可选ap=2～5 mm。精加工时可选较小的切削深度，还要避开硬化层，一般采用ap=0.2～0.5 mm。
3.1.2.进给量的选择 实践证明，进给量在0.12～0.20/r时较好。f=0.14/r时，每个钻头平均钻孔80个，f=0.20/r时每个钻头平均钻孔25个。
3.1.3.切削速度的选择 钻削不锈钢时切削速度对钻头耐用度和孔的表面粗糙度影响很大。对1Cr18Ni9Ti不锈钢钻孔时的切削速度以8～10m/min较好。
3.2.切削液的选择
用10%的油酸、20%～30%切削油、60%左右的酱油，配制成冷却液。在切削加工时将配制好的冷却液加入冷却部位，最后加水，以便充分冷却，保护钻头，但用完后应立即擦干净机床导轨、工作台面及冷却液溅到的部位，以防生锈。经过反复使用证明，用这种冷却液加工，不但表面粗糙度低，生产效率也提高了许多。
3.3.冷却方式
在切削加工过程中应使切削液喷嘴对准切削区，或最好采用高压冷却、喷雾冷却等冷却方式。采用喷雾冷却法效果最为显著，可提高铣刀耐用度一倍以上；如用一般10%乳化液冷却，应保证切削液流量达到充分冷却。
苏泊尔集团有限公司一直热心社会公益。以婴幼儿饮水健康为出发点，苏泊尔集团有限公司发起在未来三年内免费为全国10000所幼儿园捐赠不锈钢水龙头为核心活动的“中国婴幼儿饮用水改善公益计划”系列公益活动。7月27日，“健康饮水 龙头把关 不锈钢水龙头发展趋势研讨会暨中国婴幼儿饮用水改善公益计划“在北京国家会议中心举行。
此次，苏泊尔集团希望通过自身行动带动这个行业及社会对于水龙头的关注。“中国婴幼儿饮用水改善公益计划”旨在通过联合政府、社会、媒体以及企业的力量，普及铅对人体危害以及铅防护的基本常识，引起大众对铅损伤、婴幼儿饮用水健康安全的重视。通过为全国10000所幼儿园捐赠不锈钢水龙头的方式，来改善婴幼儿饮用水的安全问题。
苏泊尔集团有限公司“中国婴幼儿饮用水改善公益计划”将于7月陆续在全国开展活动，其中，捐赠活动将分为五个阶段，为期3年，在全国范围内计划惠及万家幼儿园、福利院。截止目前，苏泊尔已经为全国范围内包括北京、山西、云南、贵州等地的百余家幼儿园免费捐赠不锈钢水龙头。
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未来的两三年时间内，苏泊尔将在完善产品线的同时，协助各地经销商以建材渠道为核心开卫浴专卖店，树立形象，完善渠道布局，提升市场规模。
1、焊前焊条须经350°C左右烘焙1小时,随烘随用。
2、焊前必须对焊件清除铁锈、油污、水分等杂质。
3、焊接时须用短弧操作,以窄焊道为直。
4、用直流电源时,焊条接正极。
5、THAF2209是钛钙型药皮的超低碳含氮双相不锈钢焊条，具有良好的焊接工艺性能，焊缝金属强度高，抗裂性好。由于含碳量低，并含有钼、氮，故焊缝金属具有较强的耐腐蚀性能，且耐应力腐蚀性能尤为突出。用途：适用于石化、核电、造船等行业同类型超低碳双相不锈钢材料的焊接。
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【关键词】换热器；管板管孔；钻孔工艺；加工技术
1.概述
随着我国国民经济的持续快速发展，国内核电领域的建设规模不断扩大，大型的核电站数量日益增加。核电设备的质量对核电机组的安全运行具有重要的作用，如何提高核电设备的质量逐渐成为核电工作中需要解决的问题之一。换热器作为核电设备制造中最常见的产品，具有结构简单、造价低廉和使用方便等优点，在核电领域有着广泛的应用。但是，换热器管板管孔的设计精度要求高，一般采用切削性能较差的复合材料，若制造人员没有控制好管板管孔的加工质量，不仅会直接影响到换热器设备综合性能的发挥，而且也会给核电站的运行带来一定的安全隐患。因此，制造人员必须重视换热器管板管孔的加工质量，通过提高管板管孔的制造工艺，以确保换热器设备功能的正常发挥。
2.核2、3级换热器管板管孔的技术特点和难点
3.核电站换热器管板管孔加工技术
以数控立式钻床为例，根据大量的工艺试验和产品实际加工的数据分析，欲获得高精度、质量稳定的管孔，需注意几方面关键因素的影响。
3.1 管板的装夹和校调
管板装夹和校调确定了管板待加工面的位置，是确保管孔垂直度的关键工序。常在钻床主轴安装千分表，检查管板平面的高度差，将千分表的四周跳动量调整到要求范围内。通常，对于核2、3级换热器管板的水平公差范围，应在0.05mm以下。
3.2 管板中心的定位
人工定位是在管板上以划线的方式，确定管板中心点，然后在机床主轴安装中心钻，靠人眼判断中心钻与管板中心是否对正。这种方法的误差较大，存在人工划线、人眼判断的累计误差，造成管孔位置精度不高，不利于后续换热器管束的装配。
工具定位是借助专用的检测工具，进行对刀定位。现在数控加工中常用寻边器寻找工件的中心位置。寻边器是用于数控加工中确定工件中心位置的一种检测工具，可很方便地确定XY平面的加工中心。这种检测工具的应用避免了人为因素的累计误差，其定位公差可达±0.005mm。
在核2、3级换热器管板管孔加工中，优先采用专用检测工具确定管板中心，可以提高管孔的位置精度，为换热器的管束装配提供有利条件。
3.3 刀柄
对于高速机床而言，主轴、刀柄、刀具三者在高速旋转时，必须具有极高的同心度及很好的动平衡。但刀具和刀柄之间的配合，很难实现无间隙配合，间隙的存在会引起刀具的径向跳动，影响了切削时的动平衡。
3.4 刀具材料的选择
加工深孔的刀具种类很多，应根据加工设备和管板材料选择合适刀具。核级换热器的管板多选用奥氏体不锈钢材料。奥氏体不锈钢材料的切削性能比碳钢材料差，加工硬化现象严重，具有切削温度高、切削力大、切屑不易折断、易黏结，线膨胀系数大等特点。根据这些特点选择的刀具材料应具有耐热性好、耐磨性高、与不锈钢的亲和作用小等特点。
常用的刀具材料有高速钢和硬质合金。通过试验对比，高速钢钻头不适合不锈钢材料的加工，转速不能很高，切屑易缠绕，容易烧伤钻头，不宜高速切削。硬质合金钻头有更好的耐热性和耐磨性，可进行高速切削，更适合不锈钢材料的切削加工。因此，试验中主要选用了整体硬质合金内冷钻和硬质合金钎焊刀头式单刃枪钻。
3.5 钻孔工艺
根据不同的加工精度选用合理的钻孔工艺方法，是保证管孔加工质量的重要因素。
管板钻孔一般有两种工艺方法：（1）一次钻削成形的加工方法；（2）钻孔加铰孔的组合加工方法。
通过试验发现，表1中孔径公差在0.05mm以内的管孔，无论是使用整体硬质合金内冷钻头，还是使用硬质合金钎焊刀头式单刃枪钻，选用一次钻削成形的加工方法均不能达到要求。以加工φ10.35mm的管孔为例，该规格和管孔的长径比最大，超过12，加工难度最高。由于该管孔小而深，造成排屑困难，在试验过程中，部分整体硬质合金内冷钻因切屑堵塞而发生了断裂；因钻头的长径比较大，在立式钻床的高钻速下不易定位，容易偏离，导致进刀面的孔口0～20mm范围内孔径均超差0.05mm左右，且该段表面的光洁度差，呈现螺旋状表纹，整个管孔长度内的孔径有变化，不符合要求。为解决问题，改用组合加工方法。需预先考虑合理的铰削余量，应通过一定量的试验，才能确定铰削余量。对第一道钻孔孔径进行数据收集和分析，确保在后序铰孔中，解决孔口处的超差问题。通过试验，该种方法能有效解决孔口超差的问题。并且铰孔后的孔径均在所要求公差范围内，表面光洁度良好，小于Ra3.2。另外，钻小孔径深孔时，可采取钻一定深度后退刀排屑的加工方法，有利于排屑顺畅。
表1中孔径公差在0.15mm以内的管孔，可采用一次钻削成形的加工方法进行管孔加工，能满足加工要求。
4.6 钻孔切削参数和冷却液的选择
（1）切削参数的选择
枪钻的转速也会影响孔加工表面的质量，当其他参数不变，转速过低会造成孔加工表面的粗糙度达不到要求，转速高于一定值，会造成断屑困难，引起切屑堵塞。进给量过大或过小也会造成断屑困难，影响切屑的形状和大小，枪钻的切屑长度应为50～70mm，若切屑太厚，可通过提高转速，降低进给量来调整。因此，枪钻的转速和进给量有一个合理的范围，才能保证枪钻的正确使用和钻孔质量。转速及切削进给量与被加工材料和钻头直径大小相关，根据各刀具供应商提供的切削用量推荐表，见表1所示，从表2中可查出切削速度和进给量，再以切削速度计算转速，在此范围内，通过切削试验对参数进行微调，可确定最佳切削参数。
（2）冷却液及参数的选择
在深孔加工中，冷却液的作用是冷却及利用油压排出切屑，其特性参数也会影响加工孔的精度。枪钻的冷却液与一般机械加工用油相比，具有压力高，流量大等特点，对黏度和过滤精度有一定的要求。选择黏度与钻孔直径有关，直径越小，黏度越低。通常钎焊硬质合金枪钻的切削油过滤精度必须达到5～20μm。冷却液流量随加工孔径的增大而增加，孔钻得越深所需压力就越大，才能保证冷却液有更大的流速和压力，达到通畅排屑的作用。如果冷却液供应不充分，则会造成切屑在切屑槽中的堆积，切削力增大，过大的扭矩使枪钻折断，或产生刀头与刀杆分离现象。
4.结语
核电站换热器管板管孔的加工质量对核电站安全运行的影响是巨大。因此，在管板管孔制造过程中，制造人员必须掌握好管板管孔的基本性质，确定加工设备和装夹定位方法，同时选择合适的刀柄刀具和切削参数，排除其它因素对管孔质量的影响，并采取合理的加工方案，最大限度提高换热器管板管孔的加工质量。
参考文献：
来先行已经两个个月，从刚来的茫然，到渐渐给自己学习规划，摸清了些方向。两个月主要以最直观的看为主，认为动手的机会还是少。进入了从看中学，学中思，思中问，问中又学的一个循环。这个问，又分问人，问书还有问资料。把学到的分类，可归为五类：材料及其性能、胀形、拉深、冲裁弯曲和金工。
一. 材料及其性能
我公司常用的五材料种：201#不锈钢﹑304#不锈钢﹑45#钢﹑A3板﹑Cr12。
1.201#不锈钢为奥氏体型不锈钢，具有耐酸、耐碱,密度高、抛光无气泡、无针孔等特点。其化学成分(C)碳≤0.15，(Si)硅≤0.75，(Mn)锰5.5～7.50，(Cr)铬16.0～18.0，(N)氮≤0.25，(N)氮≤0.25，(Ni)镍3.50～5.50，(P)磷≤0.060，(S)硫≤0.030(S)
物理性能:
抗拉强度:σb (MPa)≥520
屈服强度:σ0.2 (MPa)≥275
伸长率:δ5 (％)≥40%
密度:7.93g/cm3
2.304#不锈钢为奥氏体型不锈钢，是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。耐高温方面也比较好，能高到到1000-1200度。其化学成分(C)碳≤0.08，(Si)硅≤1.00，(Mn)锰≤2.00，(P)磷≤0.045，(S)硫0.03，(Ni)镍8.0-10.5，(Cr)铬18-20。
物理性能:
抗拉强度:σb (MPa)≥520
屈服强度:σ0.2 (MPa)≥205
伸长率:δ5 (％)≥40
密度:7.93g/cm3
3. 45#钢为 优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。常将45＃钢表面渗碳淬火，可以淬硬至HRC42~46。45钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。 实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58）
4. Cr12是应用广泛的冷作模具钢，具有高强度、较好的淬透性和良好的耐磨性，但冲击韧性差。主要用作承受冲击负荷较小，要求高耐磨的冷冲模及冲头、冷切剪刀、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉延模和螺纹滚模等。
其化学成份：碳C ：2.00～2.30 硅 Si：≤0.40 锰 Mn：≤0.40 硫 S ：≤0.030 磷 P ：≤0.030 铬 Cr：11.50～13.00 镍 Ni：允许残余含量≤0.25 铜 Cu：允许残余含量≤0.30 钴 Co：≤1.00
5..A3钢是过去的一种叫法，现在都叫Q235钢。Q代表的是这种材质的屈服，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小
Q235钢又分为四种：Q235A，Q235B，Q235C，Q235D。这是等级的区分，所代表的，主要是冲击的温度有所不同而已！
A，B，C，D，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。在不同的冲击温度，冲击的数值也有所不同。
Q235钢的主要力学性能如下：屈服强度：235MPa;抗拉强度:375-460MPa;伸长率26%；冲击功：27J。在板材里，Q235是最普通的材质，属普板系列。
【注：不锈钢内应力大，且变形加工后且内应力不稳定容易向一边集中，导致断裂。必要时，加工前（后）应进行退火去应力处理】
二. 胀形﹑
胀形主要分为机械胀形﹑橡皮胀形和液压胀形（我公司主要应用水胀和牛筋胀）
胀形的变形特点是材料受切向和母线方向的拉伸。故胀形的变形程度受到材料延伸率的限制
变形程度的大小，常用胀形系数K表示
胀形系数与材料延伸率
δ=dmax-d0/d0=K-1K=1+δ
dmax——胀后最大直径 d0——胚料原直径
1.水胀 应用水的流动性，利用压强作用于水，由水作用于密闭的空心件或管状胚料使其发生形变，再由一个模腔固定形变的形状。（水胀机的压强单位：mpa;1mpa=10pa）
MPA是压强单位:兆帕斯卡.
1标准大气压=0.1MPa=760mmHG水银柱.
1大气压=1.03323kg/cm2.的压力.
1MPA=10大气压力=10.3323kg/cm2.
即相当于10.332公斤/平方厘米的压力.
2.牛筋胀 原理同上，介质不同 其介质为牛筋(聚氨酯)
（由于金属材料弹性形变，撤压后的产品会有一定的回弹。所以模腔直径=产品外直接+回弹的系数）
胀幅=胀出外径/管料直径
胀幅 回弹系数(304#不锈钢：参考值)
>1 0.2mm
1.10.3mm
1.20.4mm
1.30.5mm
1.40.6mm
三. 拉深
很多人会把拉伸和拉深混淆（拉深，是平板变为圆形,方形或异形筒件的过程.如生活中的铝锅,洗手池的不锈钢盆,不锈钢饭盒等。拉伸,是使其变形伸长的意思,我们常见的铁丝就是拉伸的,还有铜线等等.六角钢也可由大一点的圆棒拉伸出来的）
拉深工艺可分为不变薄拉伸和变薄拉伸。后者在拉伸后的零件壁部厚度与毛坯厚度比较有明显的变薄现象。
用拉深方法可以制成简形﹑阶梯﹑锥形﹑球形﹑方盒形和其他不规则形状的薄壁零件。具有生产效率高，材料消耗少，零件强度﹑刚度和精度较高的特点。
其毛坯直径按下式确定：
D=√4/π*A0=√4/π∑A
式中D——毛坯直径（mm）；
Ao——包括修边余量的拉深件表面积（mm2）
∑A——拉深件各部表面积和（mm2）
对于不进行修边的拉深件：
D=1.13√Aα=1.13√A/β
式中A——不加修边余量的冲件表面积（mm2）
α——平均变薄系数
拉深模（又叫“拉延模”或“拉伸模）
拉深直径/圆片直径=拉深系数
以304#不锈钢为例：
计算公式 拉深道数 拉深系数（参考值）
(m1=d1/D）一道<0.55
(m2=d2/d1）二道<0.7
(mn=dn/dn-1） 三道 <0.8
材料是贴凸模，随着凸模的运动而达到拉深效果的。所以一般来说零件内径及其形状=凸模的直径及其形状
四. 冲裁﹑弯曲
1.冲裁：利用冲模使板料互相分离的工序称为冲裁。落料和冲孔是冲裁的两种形式，其特点是将板料沿封闭曲线进行分离。
3.钣金件涉及到板料展开计算的问题
以圆台的展开面积计算为例：L=√H2+[(D-d)/2]2 ε=180(D-d)/L
五. 金工
金工：我想也可叫其精工，其概念为零件的进一步精确加工。
我公司的保温杯，精工大致分为：分割、缩口、滚筋、平口、平底、整形等。其制作工序的一大部分都是在这金工上。
两个月时间认识了很多同事，融入了先行这个大家庭中。对产品的各工序加工也熟悉了挺多。但总感觉这两个月的看问学还是偏向于书面化，自己的动手能力还是太差。以数控缩口机为例：一个只会编程的人编好了程序，放上产品一走刀，结果缩口的面与杯身杯口的连接处R角上断裂了。很是疑问，怎么会断呢？后来知道说是料没拉紧，想了想才把理论的东西结合起来
