通过添加铜提高303和304不锈钢的可加工性

美国公司使用T303和T304奥氏体不锈钢合金对于配件、螺栓、螺钉、轴和轴承等应用，将有兴趣使用这些合金的改进版本，目前正在欧洲和亚洲使用。这些合金来自Ugine不锈钢及合金公司(宾夕法尼亚州多伊尔斯敦)-303UX(美国名称)和304cu -分别是303和304的变体，添加了铜。欧洲EN 10088规范为303UX的1.4570和304Cu的1.4567。

的AISI / EN的这些合金的化学成分与表1中标准的303和304合金进行了比较。请注意，在AISI T303和T304化学中没有铜的规格，这表明任何铜存在的是残余元素，自然发生，没有操纵或添加在熔化过程中。

在303和304不锈钢中加入铜的好处

把铜加入不锈钢中，会给这种金属带来许多好处。已经证明，调整这一元素，以其AISI限制的工作硬化率和增加合金的延展性。当铜含量超过AISI极限时，加工硬化率会进一步降低。在图1中绘制的冷加工曲线(304合金相对于添加了3 - 4%铜的304Cu合金)显示了304Cu的加工硬化曲线随着冷还原的增加而延迟的程度。铜含量的提高也提高了耐腐蚀性，降低了渗透性和更好的加工性。

年代几种当前和较旧的AMS/ASTM规格对于典型的303和304合金，允许铜含量达到1%的最大值，允许工厂操纵这一等级达到最大值。303UX和304Cu不锈钢的铜含量远远超过1%的最大值;因此不能直接替代T303和T304。然而，它们可以作为一种替代方案，除了提高切削性能、增强耐腐蚀性、降低磁导率和更好的延展性或弯曲性外，还提供了303和304的所有性能。

具有更好的延展性可以在几个方面增强这些合金。首先,我增加的延展性允许使用减少的加工力，提高加工速度，减少刀具磨损。其次，合金的延展性提高了其可弯曲性。这意味着合金在打桩、锻造和冷成形过程中不易开裂。在303UX中增加的可弯曲性可以消除通常在加工后对303进行冷成形时所需要的退火操作。

增加铜水平的303UX也减少小直径发生裂纹的倾向，薄截面和高应变截面。增加的延展性，以及降低的硫水平，允许这种情况发生。然而，请注意303UX增加的铜含量减少了——但不能消除开裂的倾向。

制造业生产力

这种延展性的变化是提高可加工性的一个因素。Ugitech的加工研究和客户体验表明，与303XL合金相比，303UX合金的生产率提高了30%或更多(与标准303合金相比，生产率提高了60%)。同样，304Cu合金也比304/304L合金提高了10%至30%。

铜添加罐提高耐蚀性，在氧化酸性介质中尤其如此。在腐蚀的最初阶段，铜的化学还原作用导致金属表面形成金属膜。这种金属膜直接保护材料不受腐蚀介质的影响，并在铬钝化的有利区域稳定电势。最后，研究表明，这种铜膜降低了酸性介质中正氢离子还原的腐蚀电位。

对其他腐蚀性介质的额外研究表明，铜含量的增加并不会减少裂缝或点蚀的初始形成。然而，它减缓了坑和裂缝的生长。

磁导率是受铜含量增加影响的另一种物理性质。众所周知，303和304合金的冷还原会引起磁性的轻微增加，部分原因是在此过程中奥氏体向马氏体的转变。铜的加入有助于降低磁导率，在磁导率降低高达30%时，磁导率几乎没有变化。

最后要考虑的是可焊性。在焊接方面，303UX和304Cu合金与传统的303和304合金具有直接的可比性。铜在焊接区或这些合金的可焊性方面没有已知的负面影响。它们可以用与T303和T304相同的技术焊接，得到相同的结果。然而，要记住，所有含硫高的不锈钢都很难焊接，因此应考虑其他连接方法。

年级	C	锰	如果	P	年代	Cr	倪	铜
303	0．15	2．00	1.00	０．２０	0．15	17.0	8．0
	Max。	Max。	Max。	Max。	分钟。	19.0	10．0
303用户体验	0．15	2．00	1.00	０．２０	0．15	17.0	8．0	1．4
	Max。	Max。	Max。	Max。	分钟。	19.0	10．0	1．8
304升	0.03	2．00	1.00	0.045	0.03	18．0	8．0
	Max。	Max。	Max。	Max。	分钟。	20.0	10．5
304立方	0.03	2．00	1.00	0.045	0.03	17.0	8．5	3.
	Max。	Max。	Max。	Max。	分钟。	18．0	10．0	3．5
该表比较了富铜303UX和304Cu不锈钢合金与传统T303和T304不锈钢合金的AISI/EN化学成分。

请记住，少量铜的添加可以提高材料的性能，同时保持AISI等级的机械性能。如今，公司都在考虑尽可能地削减成本。然而，当涉及到不锈钢合金时，大多数人倾向于从熟悉的传统合金中选择，而不是考虑所有的可能性。美国制造设计师过于依赖美国的AISI, AMS和ASTM等级。他们没有考虑更新的产品，这些产品可以提供相同(如果不是更好的话)的性能特征，并提供更多的机会来降低制造成本。

欧洲和亚洲已经使用这些合金很多年了，并且能够在不影响部件性能的情况下降低成本。美国应该开始认真考虑这些合金，以帮助降低零部件成本，并在当今市场中保持一个可行的参与者。

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