毕业设计（论文）-304不锈钢变形与磁性.doc

本科生毕业论文设计题目 304不锈钢变形与磁性 作者姓名 指导教师 所在学院 专业（系） 班级（届） 完成日期 年 月 日摘要本课题为304不锈钢的变形与磁性，主要研究304不锈钢在变形后是否会产生磁性，变形的大小对磁性的利弊影响。如果产生磁性就会产生有利有弊的两面。针对这一现象，分析其在工业生产中会带来什么影响，会产生什么作用。对于有利的一面要在今后的生产中要加以利用，对于不利的一面要在加工过程中要避免其产生磁性，防止产生不利的影响。扬长避短从而发挥好设备或零件本身的作用，避免零件或设备失去本身的功能。本文第一章分三小节概述了此次课题研究304不锈钢的变形与磁性的背景、意义和现状。第二章讲解304不锈钢的性能，其中包括304不锈钢的选材，物理性能以及化学性能，本章的研究分析为第三章实验的开展做了铺垫。第三章主要通过实验来探究304不锈钢变形产生磁性的原因，通过实验数据对其原因进行了有力的证实，为本课题研究的重点。第四章针对这次课题实验产生的数据及结果进行分析，对304不锈钢变形与磁性的利弊及发展前景做出了概述。第五章综合以上几章的分析与研究，对这一课题进行了总结。关键词：304不锈钢 变形 磁性AbstractThe topic of this thesis is the deformation and magnetism of the 304 stainless steel. It mainly does research on whether deformation can make magnetism. It also studies the advantage and disadvantage bringing by deformation. If the deformation of 304 can produce magnetism, it has two aspects of advantage and disadvantage. According to this phenomenon, this thesis attends to analyze its impact on the industrial production and its function. As for the good aspect of it, people can make use of this in later production. As for the negative aspect of it, people can try to avoid the magnetism of deformation and its bad effect. Making use of the advantage and avoiding the disadvantage can play a good role of the equipment and its components. Doing this, it intends to avoid the loss of the function of the equipment and its components.The first chapter of this article has three sections to summarize the background, significance and current situation of the 304stainless steels deformation and magnetism. the second chapter explains the function of the 304 stainless steel. It includes the material of the 304 stainless steel, its physical properties and its chemical properties. The research and analysis of this chapter contribute a lot for the study of the next chapter. The third chapter in order to explore the reasons of the magnetism bringing by the deformation of the 304 stainless steel through experiments. Because in this chapter, the data of experiments can fiercely support the reason, the third chapter is essential important in this thesis. The fourth chapter is the analysis of the material and results of the thesis. It analyzes the advantage and disadvantage of the magnetism bringing by deformation. This chapter also analyzes the development of this thesis. The fifth chapter is a comprehensive analysis and study of the above chapters. It then makes a conclusion on this thesis.Key words: 304 stainless steel deformation magnetism目录中文摘要.（1）英文摘要.（2）第一章 绪论.（4）1.1 课题研究的背景、意义.（4）1.1.1 课题研究的背景.（4）1.1.2 课题研究的意义.（4）1.2 课题研究的现状.（5）第二章304不锈钢材料与性能.（7）2.1 304不锈钢材料.（7）2.2 304不锈钢的性能.（7）第三章 304不锈钢变形是否产生磁性.（9）3.1 实验数据.（9）3.2 总结.（9）第四章 304不锈钢变形产生磁性利弊和前景.（10）4.1 304不锈钢变形产生磁性有利的一面.（10）4.2 304不锈钢产生磁性的弊端.（11）4.3 在工业生产中的前景.（11）4.4 在生活中的前景.（11）第5章 总结.（13）参考文献.（15）第一章 绪论1.1 课题的背景和意义1.1.1课题的背景现如今不锈钢在现实生活和生产中得到了广泛的应用，尤其以304不锈钢为主。304不锈钢是一种用途极为广泛的不锈钢材料，是以奥氏体组织为主的一种不锈钢。304不锈钢各类性能均有所提升，有良好的防锈性能和耐高温性能，耐高温最高可达到1200多摄氏度。据资料显示，304不锈钢在变形后不会产生任何其他的性能，包括不会产生磁性，对于这一结论，在生活中实验发现这一结论并不正确，在304不锈钢变形后会产生轻微的磁性，至于变形所产生的磁性大小，和之间的比例关系则需要进一步通过实验操作来加以证明。对于304不锈钢变形会产生磁性这一现象，到现在为止一直被忽视。不锈钢材料的科学发展需要社会不断挖掘出其存在的所有性能，以便于在以后的生产生活中加以利用。1.1.2 课题的意义对于本课题进行的研究，若304不锈钢发生变形会产生磁性，不论磁性的大小与变形量的关系如何变化，这都将会成为一种新型的材料。对304不锈钢新的认识将替换以前对它的理解，这种材料将更广泛的应用到生活和工业生产中。通过有无磁性的实验延伸到发生变形，它的变形量的大小对于磁性的影响，可能会出现变形与磁性成正比的增长，也可能会出现在某一段的关系是成正比的关系，超过一个界限就不再满足此关系式，这些情况都有发生的可能。通过更多的实验，更多的数据，使更多的人注意到这个特点，参与进来共同开发304不锈钢，使它本身的优点发挥到极致。304不锈钢不仅仅有高抗腐蚀性、耐高温性，高的抗锈性，人们可以对它本身的性能了解的更加深刻，使它应用的更加广泛，在生活中更多方面为社会的发展带来利益。在304不锈钢的外形方面，需要进一步加以探究，既然变形能产生磁性，那么什么样的情况会产生较大的磁性，什么样的情况会产生较弱的磁性，在材料的形状方面进行更多的选择，进一步的完善，在需要有磁性的方面人们可以加以利用，在组织结构不允许产生磁性的方面也可以通过结构和特点加以避免。通过研究这一特性，在某些特定场合可以使用304不锈钢管或304不休钢板代替一些比较昂贵的材料，从而降低成本，使304不锈钢发挥其本身最大的作用。1.2课题的现状中国是世界上最早懂得钢铁冶炼的国家，我们的祖辈远在三千年前就应用了一些冶铁、炼钢、铸锻和热处理的技术，比其他国家要早将近1800年。这些技术的应用与推广对世界钢铁发展与人类科学技术进步作出了不可代替贡献。钢铁对于发展工农业、交通、国防和提高人民生活水平来说，已成为一种最根本、最重要的材料。当前尽管各种新型材料和有机合成材料已得到很大发展，但从各个方面来看，它们要想取代钢铁材料在经济发展和国民生活中的地位还是不可能的。因此一个国家国力的好坏从钢铁的生产能力中便可以衡量出来。钢材得到如此广泛应用的原因是铁矿矿藏集中，钢铁储藏量大，开发比较经济，钢铁半成品变形能力强，钢铁成品具有良好的力学性能度，和可加工性能其中包括切削、焊接、冷变形等。304不锈钢为钢铁材料的一种。现如今304不锈钢应用广泛，众所周知304不锈钢具有良好的防锈性能和耐高温性能并且抗腐蚀性能也比较好，是现有不锈钢材中比较实用、性能较好的一种。在各种性能都突出的情况下，还有未利用的性能就是它的磁性，这一特点被容易被忽视，但它却不能被忽略。在一些要求精密度较高的情况下很可能因为它的这一特性而使数据发生变化，影响结果的真实性、可靠性，从而造成经济损失。在生活中有一些结论，看钢材的好坏就看它有没有磁性，有磁性就是好钢材，没有磁性说明这钢材不合格。但这种说法显然是不对的，这不能代表一个钢材的性能好坏，就如课题所说，它具有磁性可能是因为它变形产生的，但完好的钢材怎么会发生变形呢！人们所看到的只是它的表面，内部结构是看不到的，钢材在加工过程中难免会在内部产生内应力，外形虽然没有变化，但有内力的作用，它也会产生轻微的磁性，磁性的大小不定，所以在买钢材过程中根据有没有磁性去区分是没有事实依据的。304不锈钢作为不锈钢中比较优秀的一种，被广泛地应用到要求工作环境比较恶劣，要有很好的综合性能的地方， 作为不锈钢使用比较广泛如食品用设备，一般化设备，原子能工业设备。304 是最普遍的钢种，耐腐蚀性、耐热性、低温强度、机械性能良好，深冲压、弯曲等常温加工性能较好，热处理后不会硬化。 家庭用1、2种西餐具、Sink、室内配管、热水器、浴缸、锅炉、汽车零部件（擦窗器、回气管）、医疗机械、建筑材料、化学、食品工业、纺织产业、制酪产业、船舶零部件。第二章304不锈钢材料与性能2.1 304不锈钢材料304不锈钢材料是一种在生活中比较通用性的不锈钢材料，它的防锈性能要比200系列的材料强。耐高温方面性能优良，最高可达到1300度。304不锈钢具有良好的抗腐蚀性能、防锈性能和较好的抗晶间腐蚀性能。通过实验得出：浓度65%的沸腾温度以下的硝酸中，304不锈钢具有非常强的抗腐蚀性。对碱溶液及大部分有机酸和无机酸也具有良好的耐腐蚀能力。304不锈钢表面美观以及可以多样化使用和选择，耐腐蚀性能好，比普通钢耐用度更加持久，耐腐蚀性好而且强度高可用在高强度的场合， 304不锈钢相对普通钢板厚度小，因而薄板被利用的可能性更大，304不锈钢材耐高温能力好能够抗火灾，它的表面不需要热处理加工，所以维护起来更加方便。2.2 304不锈钢的性能304不锈钢是一种在空气中或具有化学介质中有高度的抗腐蚀能力，而且外形美观，表面和内部的抗腐蚀性能好的不锈钢材料，不必像其他钢材要经过镀色或者表面的细化处理，304不锈钢本身就具备好的外观和力学性能，所以在生活和工业中应用广泛，表面性能的优良使它成为应用于多方面的钢铁的一种，都知道不锈钢“不生锈”，它为什么会比其他的钢材更具有抗锈性呢？因为它的表面机理是合金元素形成的一种材质非常致密的保护膜，这种保护膜就是致密的氧化膜，氧化膜的作用就是隔绝钢材与空气中的氧接触，阻止钢材的氧化，从而保护钢材的使用长久性，但有时候304不锈钢还是会生锈，形成锈点，在生活中就会有这样的误解，材料生锈了就肯定不是不锈钢，肯定是假货，肯定是次品，这种观点是不对的。不锈钢表面的氧化膜只是阻止了钢材与空气中的氧接触，大家都知道生锈并不只有氧化的原因，还与空气中的水分、土壤、海风、海水、等众多因素相关，此外，对于不锈钢表面的破坏也是重要的因素之一，划痕、撞击等都会影响表面的氧化膜，几种因素合起来也就不难解释为什么不锈钢还会生锈这个问题，所以不锈钢并非“不锈”，钢材的生锈也不能就断定它的材质不良。对于304不锈钢出现生锈的现象，有两个原因：一是在304不锈钢材的使用环境中可能存在氯离子，氯离子存在非常普遍，比如我们生活中经常接触到的食用盐、人的汗腺产生的汗水，土壤等等。304不锈钢若在存在氯离子的环境中工作时，表面的氧化膜就会被腐蚀的很快，氧化膜破坏304不锈钢就会增快生锈的速度，很有可能生锈的速度会超过普通的钢材，所以不锈钢的使用环境非常重要，特定情况下也对304不锈钢的使用环境有所规定。除了使用环境，对于304不锈钢的维护也是必要的，需要对304不锈钢经常擦拭、除尘、保持使用环境的干燥，在国外有过这样一个例子：在八十年代末橡木做为容器来储存含有氯离子的溶液，到了90年代，因看上去橡木不现代化而采用不锈钢代替，结果可想而知，半个月左右，因为，氯离子的腐蚀性，不锈钢体发生了泄露，所以使用环境是不锈钢生锈的一个非常重要的因素。二是304不锈钢使用后生锈还因为它本身没有经过固溶处理，没有经过固溶处理也就是表面的特种合金元素没有融入到钢材中，导致钢材机体组织的合金含量没有达到预设的要求，从而加快了钢的腐蚀速度，这种情况也可以归根到304不锈钢在生产中的产生的失误，由于过失造成钢的材质性能下降。要提高304不锈钢抗腐蚀性能可以通过加入钛和铌两种金属元素到钢材基质中，在配上稳定的处理方法，这样就可以有效的减少304不锈钢材内部晶体间的腐蚀速度，为了保持304不锈钢本身原有的抗腐蚀性，钢种必须有超过12%的铬元素。经过实验证实，超过12%的铬元素加入到钢种中可以有效的增加钢的抗锈性能。304不锈钢在众多的不锈钢种类中属于比较通用性的不锈钢，它应用广泛，主要用于一些要求综合性能比较强的场合，这些场合例如设备和机件等。304不锈钢是来自美国的ASTM标准所生产出的不锈钢牌号，在中国304不锈钢相当于0Cr18Ni9不锈钢，其中成分含铬18%含镍9%，18%的铬含量超出了不锈钢标准中的12%铬元素。304不锈钢是在现时生活和工业生产中应用最为广泛地不锈钢，主要原因就是他良好地综合性能。第三章304不锈钢变形是否产生磁性3.1 实验论证对于304不锈钢变形与磁性展开实验论证，对304不锈钢展开冷变形与热变形两个方面进行试验，主要进行原始磁性和变形磁性的关系比较，通过变形的关系进行分析推论。冷变形主要指的是机械加工，其中包括车、铣、刨、磨、钻等等，是指在结晶温度以下进行的变形或加工。在304不锈钢再冷变形之前的磁性很小，开始只有58g，但随着变形量的增加，磁性也随之增加，当变形量达到25%时，磁性可以达到20g，此时的磁性要比没有进行冷加工前大的多，当变形量达到50%时，磁性达到56g，在此段内变形量与磁性还是成比例关系，当变形量继续增大时，最高磁性可以达到98g，之后的变形中不再符合这个规律热变形主要指进行变形热处理。在304不锈钢在原有的铸态下时，所产生的磁性最高可以达到310g，但随着变形量的增加当变形量增加到7%时，磁性就会减小25g，也就是说变形量增加7%，304不锈钢的磁性减小到285g，当变形量达到15%时，磁性减小30g，最低磁性可以减低到2030g，变形量与磁性大概成反比关系。3.2 总结在实验数据中已经体现，304不锈钢变形与磁性分两种情况进行，在冷变形中，通过数据可以得出结论304不锈钢的磁性随着变形量的增加而增加，保持了正比的关系，在热变形中，变形量的增大反而磁性减小，成反比的关系，至此我们可以得出：304不锈钢具有磁性，而且磁性的大小也是可以变化的，冷加工与热加工对304不锈钢变形产生磁性的影响都很大，而且两种加工方法都成一定比例关系，在后续的研究和开发中会起到很大的作用。第四章 304不锈钢变形产生磁性利弊和前景4.1 304不锈钢变形产生磁性有利的一面现在科学的高速发展已经揭示出几乎所有物质、材料都是具有磁性的，任何的空间都有磁场的存在，弱磁现象是一些材料所表现出的现象，304不锈钢就属于弱磁材料中的一种。经过长期的科学研究和实验表明，绝大多数物质都是具有弱磁现象的，只有仅少数的物质在特定的情况下才会呈现出强磁现象。弱磁属于磁学的一个分支，弱磁在机械工业等场合还有调速的作用在直流电动机的设计中，理论上改变电动机转速的方法就有减弱主极刺痛值进行调速，这是电机设计中的比较重要的一个数据，对与变频的异步交流电机当变频器的输出频率高于电机额定频率是电机的转子铁芯磁通开始减弱，反之磁性加强，从而起到调速的作用，现如今，人们对弱磁的重视度已经超过强磁，更多的发挥弱磁资源，不论在轻工业还是重工业弱磁都得到了很好的应用，由于304不锈钢材所呈现的弱磁性，通过进一步研究可以将304不锈钢应用到更加广阔的场合。4.2 304不锈钢产生磁性的弊端矛盾是对立统一的凡事有利必有弊，在看到一个事物优点的同时也应该想到他本身的缺点和潜在的缺点，无论它的优点多么的突出都不能掩饰他本身存在的缺陷。对于304不锈钢产生磁性来说有有利的一面，同样也有有弊的一面，具有磁性可以在更多的场合开发利用，然而在现有的304不锈钢应用中也很可能因为它的这一特性而失去使用价值，在一些精密仪器中，要求各方面数据都必须准确，如果说304不锈钢在其中，由于他的变形或者内部的应力使它产生磁性，对于精密仪器本身很可能产生非常大的影响，导致精密仪器的失准或者失效，在工业生产，304不锈钢产生磁性的影响可能相对小一些，但不可以忽视的是在一些有磁体的场合，由于它的弱磁很可能对磁体本身产生影响，使体本身的磁性变化，在使用中产生轻微的变化。对于304不锈钢变形产生的磁性，不能说这有多大的优点，也不能说这是多大的缺点，在材料的某些方面来说，发掘出来了一种新的特性，它原有的特性可能就会被推翻，多了一条利用途径的同时，另一条途径也会受到影响，但科学的进步只会使材料的性能越来越优越，不断发掘新的技能，使材料得到其本身最大的价值，发挥它最大作用。4.3 在工业生产中的前景如今我国还处于发展中国家，但我国的工业生产在全球中所占的比重非常大，我国钢铁产业发达，是个出口大国，近几年发展神速，取得多项世界第一、产量第一、出口第一、消费量第一，成为全球钢铁生产的大国。中国的钢铁产量占全球总产量的30%以上，我国的钢铁发展主要特点：生产规模高速增加，中小型钢铁企业迅速发展；钢铁的需求量非常大，不论是出口还是国内需求都有很大的增长；产量、质量两方面都有所提高，发展水平的提高是产品的质量和产量都大有提高；在国民经济发展中处于重要地位，带动周边地区经济的发展。长期以来，我国经过对钢铁工业的结构性调整，完成了钢铁工业的合理布局，极大的提高了工艺结构水平，淘汰了落后的工艺装备和产能，提高整体的竞争能力，而不是盲目地只只求速度，不盲目扩张一步一个脚印的以增强企业市场竞争能力为核心。在我国经济高速发展的情况下，304不锈钢的性能更能体现出它的实用性，它本身产生磁性的特点将被应用到工业生产中。在工业中用到弱磁的场合都可以考虑用304不锈钢来进行尝试，如果可能还可以用304不锈钢进行代替。304不锈钢本身就具备很好的力学性能在实验中它的抗拉强度可以达到大于等于520兆帕、屈服强度大于205兆帕，伸长率为5%，硬度更是可以达到很大的范围。基于它的性能优点，可以和很多材料进行对比，它的综合性能强和它拥有弱磁的特性，应用起来将更加广泛。4.4 在生活中的前景如今人民生活水平提高，审美要求也随之提高，对于生活中的事物要求更加严格，尤其是生活用具方面更是要求精益求精，例如：厨房用具，家用电器，生活用品，玩具等都会有较高的要求。对于各种家居产品的材质要求也越来越高，不锈钢材料将更广泛的应用与人类社会的生活中。对于304不锈钢变形产生的磁性，在生活中更是可以有所应用，对于厨房用具，可以利用它的弱磁性能在微波炉使用中，保持食物的新鲜行；由于304不锈钢的磁性也可以尝试加入到这种材料中，因此电磁锅材料可以不再是单单的铁材料；生活用具方面可以利用304不锈钢表面的美观特点加以设计，使生活用具使用起来更加方便；对于玩具方面，玩具是小孩儿成长的伙伴，可以通过不锈钢的磁性可以尝试出更具有吸引孩子的设计，使孩子的童年生活充满色彩，总而言之，304不锈钢变形产生磁性这一特点如果加以研究在生活中一定会应用的更加广泛，使人类社会生活变得更加的便利更加的绚烂多彩。第五章 总结不锈钢材料在当今社会的生产和生活中都有着不可替代的作用，是一种十分重要又应用广泛的材料。不锈钢材料新型功能的发现与应用对于不锈钢材料的全面应用意义深远。加强对于不锈钢材料的研究尤其是304不锈钢材料变形产生磁性的研究更是对社会经济发展和社会生活的改变具有重要意义。304锈钢材料变形后是否会产生磁性以及其产生磁性的利弊影响，都是值得社会各界普遍关注的。研究的目的是为了更好的加以利用，对于304不锈钢的研究，要充分的利用其产生磁性所带来的好处，同时又要避免其因具有了磁性而带来的弊端。只有对304不锈钢材料加以充分而又合理的利用，才能使其刚好的造福于人类的生产和生活。 论文的第一章绪论部分概述了课题研究的背景、意义以及此课题研究的现状。通过了解304不锈钢研究所处的时代环境，使读者了解到目前不锈钢应用的广泛性以及304不锈钢变形是否会产生磁性问题的忽视，从而使读者意识到此项课题研究的必要性和创新新。紧接着论文阐述了不锈钢材料在我们生产以及生活中的重要作用，通过研究304不锈钢本身的特有属性来揭示此项研究的重要意义。第三小节则介绍了目前国能外对于此项