一 不銹鋼分類及定義

1 不銹鋼定義

一種主要成分是鐵 (Fe) 元素的合金

鉻含量高于12%

碳含量通常較低 (C ≤ 0.05%)

添加鎳 (Ni)、鉻 (Cr)、鉬 (Mo)、鈮 (Nb) 和鈦 (Ti) 等各種合金元素，賦予材料不同的特性，例如耐腐蝕性和高溫強度。

鉻 (Cr) 與氧 (O) 結合，在鋼表面產生一層氧化鉻 (Cr2O3)保護膜，從而使這種材料具有不銹特性。

2 切削加工性概述

不銹鋼的切削加工性依其合金元素、熱處理和制造工藝 (鍛造、鑄造等) 的不同而不同。通常，合金含量越高，切削加工性就越差，但所有不銹鋼組均包含易切削或切削加工性改進的材料。

長切屑材料

切削控制在鐵素體/馬氏體不銹鋼加工中比較容易，但在奧氏體和雙相不銹鋼加工中則變得更復雜

特定切削力：1800-2850 N/mm2

加工時產生高切削力、積屑瘤、高熱量和加工硬化表面

氮 (N) 含量較高的奧氏體組織可提高強度并提供一定的耐腐蝕性，但卻會降低切削加工性，同時增加形變硬化

添加的硫 (S) 用于改善切削加工性

高碳含量 (> 0.2%) 將導致相對較重的后刀面磨損

鉬 (Mo) 和氮 (N) 會降低切削加工性。但是，它們能夠提供耐酸侵蝕特性并且有助于增加高溫強度

有的不銹鋼切削加工性經過改進，改進方法是優化硫化物和氧化物的含量，而沒有削弱耐腐蝕性。

3 不銹鋼的分類及材料參數

二 工件材料的識別

不銹鋼的顯微組織主要取決于其化學成分，其中，主要合金成分鉻 (Cr) 和鎳 (Ni) 最為重要 。事實上，由于用于穩定奧氏體或鐵素體的其他合金成分的影響，顯微結構的變化范圍可能很大。熱處理或某些情況下的冷加工也可能改變顯微結構。沉淀硬化鐵素體或奧氏體不銹鋼具有更高的抗拉強度。

1 鐵素體和馬氏體不銹鋼

定義：一般鉻 (Cr) 含量為12-18%。只存在少量的其他合金元素。馬氏體不銹鋼的碳含量相對較高，因此會硬化。鐵素體不銹鋼具有磁性。鐵素體和馬氏體不銹鋼的可焊性都較低，耐腐蝕性從中等到低并隨著鉻 (Cr) 含量的增加而提高。

切削加工性：通常，切削加工性良好且與低合金鋼非常相似。但不同不銹鋼鋼種切削性能會不一樣。高碳含量 (> 0.2%) 會使材料硬化。加工將產生后刀面磨損和月牙洼磨損以及部分積屑瘤。其中易切削不銹鋼種有：416、420F、440F，430F，切削性能一般的有405、430、446、403、410、420、431、440A、440B、440C等。440C由于含碳量很高，在這些鋼中最難切削。馬氏體不銹鋼中也有沉淀硬化的不銹鋼，典型牌號如SUS630、SUS631,沉淀硬化馬氏體不銹鋼由于抗拉強度和硬度都更高，因此，切削難度比其他馬氏體不銹鋼難度更大。

2 奧氏體和超級奧氏體不銹鋼

定義：奧氏體不銹鋼是不銹鋼的主組；這類不銹鋼如鎳-鉻類300系列不銹鋼和200系列的幾種Cr-Ni-Mn鋼。最常見的成分是18%的鉻和8%的鎳 (如18/8不銹鋼、304不銹鋼)。通過添加2-3%的鉬可產生更好的耐腐蝕性，此類不銹鋼通常叫做“耐酸鋼"(如316不銹鋼)。該材料組中還包括鎳 (Ni) 含量超過20%的超級奧氏體不銹鋼，市面上所講的超級奧氏體不銹鋼往往還含有4%~7%的Mo，典型牌號如254SMO，654SMO,904L,Alloy 926。奧氏體沉淀硬化 (PH) 不銹鋼在溶解熱處理條件下具有奧氏體組織，典型的沉淀硬化鋼為17/7 PH鋼。

切削加工性：加工硬化產生硬表面和硬切屑，進而導致溝槽磨損。它還會出現粘著并產生積屑瘤 (BUE)。其相對切削加工性為60%。硬化條件會使涂層和基體材料從切削刃上脫落，從而導致崩刃和表面質量差。加工奧氏體會產生強度較高的連續長切屑，因此斷屑困難。添加硫 (S) 將改進切削加工性，但會導致耐腐蝕性降低。鋸切時使用鋒利的切削刃和正前角的帶鋸條鋸切。切削到加工硬化層下面。使切深保持恒定。在加工時將會產生大量熱量。

3 雙相不銹鋼

定義：向鐵素體不銹鋼中添加鎳 (Ni) 將形成一種既含鐵素體又含奧氏體的混合基組織。這叫做雙相不銹鋼。雙相不銹鋼具有高抗拉強度并能保持非常高的耐腐蝕性。高級雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼等名稱表示更高的合金元素含量和更好的耐腐蝕性。雙相不銹鋼中的鉻 (Cr) 含量通常為18-28%，鎳 (Ni) 含量通常為4-7%，由此將產生25-80%的鐵素體含量。在室溫下，通常鐵素體相和奧氏體相各占50%。

切削加工性：由于高屈服點和高抗拉強度，相對切削加工性通常較差 (30%)。較高的鐵素體含量 (高于60%) 可改進切削加工性。加工時會產生堅固的切屑，從而可能導致切屑沖擊并產生高切削力。在切削過程中會產生大量的熱量，從而可能導致塑性變形和嚴重的月牙洼磨損。

三 總體切削性能和帶鋸條的選擇

一般雙相不銹鋼和超級奧氏體不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼均選用硬質合金帶鋸條進行鋸切。大型的馬氏體不銹鋼和奧氏體不銹鋼也適宜選用硬質合金帶鋸條進行高效鋸切。其他的奧氏體不銹鋼和易切不銹鋼可采用DT和MT系列雙金屬帶鋸條表現良好。

此外，帶磁性的不銹鋼由于對切屑具有吸附性，容易影響刀具排屑， 建議采用退磁機先行退磁后再進行鋸切以延長帶鋸壽命。