物理性能編輯

抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)≥520

304不銹鋼圖冊(cè)(6張)

條件屈服強(qiáng)度 σ0.2 (MPa)≥205

伸長(zhǎng)率 δ5 (%)≥40

斷面收縮率 ψ (%)≥60

硬度：≤187HBW;≤90HRB;≤200HV

密度（20℃，g/cm3）：7.93

熔點(diǎn)（℃）：1398~1454

比熱容（0~100℃，KJ·kg-1K-1）：0.50

熱導(dǎo)率（W·m-1·K-1）：（100℃）16.3，（500℃）21.5

線脹系數(shù)（10-6·K-1）：（0~100℃）17.2，（0~500℃）18.4

電阻率（20℃，10-6Ω·m）：0.73

縱向彈性模量（20℃，KN/mm2）：193[1]

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)編輯

對(duì)于304不銹鋼來(lái)說(shuō)，其成份中的Ni元素非常重要，直接決定著304不銹鋼的抗腐蝕能力及其的價(jià)值。

304中為重要的元素是Ni、Cr，但是又不于這兩個(gè)元素。具體的要求由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。行業(yè)常見判定情況認(rèn)為只要Ni含量大于8%，Cr含量大于18%，就可以認(rèn)為是304不銹鋼。高溫氧化性不銹鋼板都具有高溫氧化性，但是，氧化率會(huì)受暴露環(huán)境以及產(chǎn)品形態(tài)等固有因素的影響。這也是為什么業(yè)內(nèi)會(huì)把這類不銹鋼叫做18/8不銹鋼的原因。其實(shí)，相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)304有著非常清楚的規(guī)定，而這些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)不同形狀的不銹鋼又有一些差異。下面是一些常見的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試。

要想確定一個(gè)材料是不是304不銹鋼，必須滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中每一個(gè)元素的要求，只要有一個(gè)不符合，就不能叫做304不銹鋼。

1、ASTM A276（Standa Specification for Stainless Steel Bars棒材 and Shapes型材）

304

C

Mn

P

S

Si

Cr

Ni

要求，%

≤0.08

≤2.00

≤0.045

≤0.030

≤1.00

18.0–20.0

8.0-11.0

2、ASTM A240（Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate板材,Sheet片材, and Strip帶材 for Pressure essels and for General Applicati）

N

≤0.07

≤0.75

17.5–19.5

8.0–10.5

≤0.10

3、JIS G4305（cold-rolled 冷軋stainless steel plate板材, sheet片材 and strip帶材）

SUS 304

8.0-10.5

4、JIS G4303 （Stainless steel bars不銹鋼棒）

以上四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)只是常見的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)ASTM和JIS中有提到304的不止這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)對(duì)304的要求不盡相同，所以要想確定一個(gè)材料是不是304，準(zhǔn)確的表達(dá)方式應(yīng)該說(shuō)是否符合某個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的304要求。5以上四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)只是常見的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)ASTM和JIS中有提到304的不止這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。材質(zhì)證明書一般要出具以下類型報(bào)告：

與傳統(tǒng)的氧乙、等離子等切割工藝相比，激光切割速度快、切縫窄、熱影響區(qū)小、切縫邊緣垂直度好、切邊光滑，同時(shí)可激光切割的材料種類多，包括碳鋼、不銹鋼、合金鋼、木材、塑料、橡膠、布、石英、陶瓷、玻璃、復(fù)合材料等。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日新月異，激光切割技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、電力、五金以及電器等領(lǐng)域。近年來(lái)，激光切割技術(shù)正以的速度發(fā)展，每年都以15%~20%的速度增長(zhǎng)。我國(guó)自1985年以來(lái)，更是以每年近25%的速度增長(zhǎng)。當(dāng)前，我國(guó)激光切割技術(shù)的整體水平與先進(jìn)國(guó)家相比還存在著不小的差距，因此，在激光切割技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用空間[1]  。固溶處理合金元素沒有溶入基體，致使基體組織合金含量低，抗蝕性能差。

激光切割機(jī)在切割過(guò)程中，光束經(jīng)切頭的透鏡聚焦成一個(gè)很小的焦點(diǎn)，使焦點(diǎn)處達(dá)到高的功率密度，其中切頭固定在z軸上。這時(shí)，光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散的部分熱量，材料很快被加熱到熔化與汽化溫度，與此同時(shí)，一股高速氣流從同軸或非同軸側(cè)將熔化及汽化了的材料吹出，形成材料切割的孔洞。隨著焦點(diǎn)與材料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使孔洞形成連續(xù)的寬度很窄的切縫，完成材料的切割[1]  。對(duì)策：深加工產(chǎn)品充分研磨，選擇適合的熱處理?xiàng)l件，控制原材料的晶粒度。

當(dāng)前，激光切割機(jī)的外光路部分主要采用的是飛行光路系統(tǒng)。從激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)反射鏡1、2、3到達(dá)切頭上的聚焦透鏡，聚焦后在待加工材料表面形成光斑。其中反射鏡片1固定在機(jī)身上不動(dòng)；202不銹鋼是200系不銹鋼中的一種,國(guó)標(biāo)型號(hào)為1Cr18Mn8Ni5N。橫梁上反射鏡2隨著橫梁的運(yùn)動(dòng)作x向運(yùn)動(dòng)；z軸上的反射鏡片3隨z軸的運(yùn)動(dòng)作y向的運(yùn)動(dòng)。從圖中不難看出，在切割過(guò)程中，隨著橫梁作x向運(yùn)動(dòng)，z軸部分作y向運(yùn)動(dòng)，光路的長(zhǎng)度時(shí)刻發(fā)生著變化[1]  。

目前，民用激光發(fā)生器由于制造成本等原因，所發(fā)出的激光光束都具有一定的發(fā)散角，呈“錐形”。當(dāng)“錐形”的高度改變時(shí)（相當(dāng)于激光切割機(jī)光路長(zhǎng)度改變），聚焦透鏡表面的光束橫截面面積也隨之改變。此外，光還具有波的性質(zhì)，因此，不可避免地會(huì)出現(xiàn)衍射現(xiàn)象，衍射會(huì)使光束在傳播過(guò)程中發(fā)生橫向擴(kuò)展，該現(xiàn)象存在于所有的光學(xué)系統(tǒng)中，能夠決定這些系統(tǒng)在性能方面的理論極限值。由于高斯光束呈“錐形”和光波的衍射作用，當(dāng)光路長(zhǎng)度變化時(shí)，作用在透鏡表面的光束直徑時(shí)刻發(fā)生著變化，這就會(huì)引起焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度的變化，但對(duì)焦點(diǎn)位置的影響很小。如果焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度在連續(xù)加工中發(fā)生變化，必然會(huì)對(duì)加工產(chǎn)生很大影響，比如，會(huì)造成切割縫寬度不一致、在相同切割功率下會(huì)割不透或燒蝕板材等[1]  。性能編輯耐腐蝕性不銹鋼板具有與不穩(wěn)定的鎳鉻合金304相似的抵擋一般腐蝕的能力。

光路補(bǔ)償措施編輯

利用擴(kuò)束鏡進(jìn)行光束準(zhǔn)直

光束的束腰直徑和遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角成反比，束腰直徑越大，遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角越小。目前擴(kuò)束鏡主要分為折射式和反射式兩種，其原理相當(dāng)于一個(gè)倒置的望眼鏡。主要作用是通過(guò)增加光束的束腰直徑來(lái)減小遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角，進(jìn)而改善由于光路長(zhǎng)度變化引起的焦點(diǎn)大小和焦點(diǎn)深度的不穩(wěn)定目前，國(guó)內(nèi)對(duì)光束準(zhǔn)直方面的研究不多，其中大多數(shù)都是針對(duì)折射式的，反射式的研究較少。折射式擴(kuò)束鏡的設(shè)計(jì)、加工、調(diào)整都較容易，但是由于透鏡容易溫升過(guò)大導(dǎo)致鏡片變形，因此，折射式擴(kuò)束鏡僅僅適用于小功率激光的光束準(zhǔn)直。而對(duì)于像激光切割機(jī)這樣的大功率光束準(zhǔn)直，一般采用反射式擴(kuò)束鏡。但反射式擴(kuò)束鏡的鏡面曲率半徑難以通過(guò)解析的方法確定，只能通過(guò)數(shù)值擬合的方法獲得，因此，設(shè)計(jì)、制造、調(diào)整都很困難。5CM厚的不銹鋼板要用特殊的切割工具加工，例如：(1)較大瓦數(shù)的LaserCuttingmachine(鐳射切割機(jī)）(2)油壓鋸機(jī)(3)磨碟(4)人手鋸(5)WireCuttingmachine(線切割機(jī))。為此，通過(guò)擴(kuò)束鏡對(duì)光束準(zhǔn)直的方法來(lái)對(duì)激光切割機(jī)的飛行光路系統(tǒng)進(jìn)行光路補(bǔ)償，效果甚微[1]  。

采用變曲率半徑鏡片（VRM）

通過(guò)調(diào)整變量泵的輸出流量來(lái)改變VRM鏡片內(nèi)水槽中的水壓，這樣就可以改變聚焦透鏡的曲率半徑，進(jìn)而改變聚焦方程中的參數(shù)f。變曲率半徑鏡片能夠在光路長(zhǎng)度改變時(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整光束的特征參數(shù)，來(lái)保持焦點(diǎn)半徑和焦點(diǎn)深度的穩(wěn)定。VRM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、需要閉環(huán)控制，國(guó)外一些技術(shù)先進(jìn)的產(chǎn)品已經(jīng)采用這種光路補(bǔ)償措施。但是，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)水平，難以達(dá)到預(yù)期的使用效果[1]  。這時(shí)，光束輸入的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)被材料反射、傳導(dǎo)或擴(kuò)散的部分熱量，材料很快被加熱到熔化與汽化溫度，與此同時(shí)，一股高速氣流從同軸或非同軸側(cè)將熔化及汽化了的材料吹出，形成材料切割的孔洞。