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不銹鋼材料范文1
關鍵詞：汽車排氣系統；不銹鋼；耐腐蝕性能
中圖分類號：U469.9 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2550（2012）02-0064-05
The Application of the New Local Stainless Steel on Automotive Exhaust System
LI Bo，WANG Tang-wei，LIU Pai，ZHAO Yu-cai，MA Jian-jun
（Pan Asia Technical Automotive Center Co.，Ltd，Shanghai 201201，China）
Abstract: The corrosion problem of automotive exhaust system and its component have been studied in this paper，included the relationship between corrosion depth and pH value，Cl－，SO42－ concentration of condensate.The application of the new local 409 stainless steel on automotive exhaust system has also been introduced.The results show that the new material has the advantage of good corrosion resistance performance and low cost.
Key words: exhaust system；stainless steel；corrosion performance
汽車排氣系統位于車輛底部，連接發動機出氣端與大氣，主要作用是排放發動機產生的廢氣、凈化廢氣、降低噪音。圖1所示為汽車排氣系統結構示意圖，其主要零件包括支架、排氣管、撓性節、中消音器、后消音器、吊鉤、吊耳、尾管等［1］。排氣系統關系到整車的動力、排放、振動噪聲、舒適度等性能。汽車排氣系統的材料需要具有良好的機械性能、溫度、制造工藝、耐腐蝕性等方面的要求。
汽車排氣系統工作環境惡劣，包括發動機及路面的激振以及氣體的高溫、氧化、腐蝕等。尤其對于排氣系統冷端，腐蝕成為最大的售后抱怨問題。因此，為了應對排氣系統惡劣的工作環境，必須使用性能穩定、耐腐蝕性能優良的不銹鋼原材料。表1［2］所示為現階段汽車排氣系統不同零件的工作溫度及常用材料［3］，由表1可見，目前排氣系統使用較多的是日本、韓國進口的409、439、436等材料，其中409材料相對于439、436耐腐蝕性能較差，但439、436材料成本相對較高，考慮A0級、A級車開發中面臨的成本壓力并不適合。可見，開發一種機械性能穩定、耐腐蝕性能良好、成本較低的不銹鋼材料，應用于汽車排氣系統，是目前整車企業十分關注的問題。
寶鋼集團開發的B409M是一種鐵素體不銹鋼材料，通過在SUH409L基礎上采用Nb、Ti雙穩定化處理，可以有效提高不銹鋼的耐腐蝕性能。表2所示為B409M、SUH409L、409DG三種不銹鋼材料的化學成分，可見B409M添加了Nb元素，添加Nb主要是為了提高不銹鋼的高溫強度［4］，但Nb在高溫使用過程中會通過形成Fe2Nb等析出［5］，導致高溫穩定性降低。研究表明，通過復合添加Nb和Ti可阻止MC碳化物的粗化，有效降低Nb在高溫環境中的析出，提高高溫穩定性,改善高溫使用性能。
本文首先在原材料級別對比了B409M與409DG的耐腐蝕性能，并將其用于汽車排氣系統實際產品上，對售后數據從整車級別分析了千輛車故障率（IPTV，incidents per thousand vehicle）。
1 B409M與SUH409L材料腐蝕分析
腐蝕現象本質上具有概率的特性，尤其是孔蝕、縫隙腐蝕以及應力腐蝕破裂等局部腐蝕。汽車消音器的壽命并不取決于腐蝕的平均程度，點腐蝕的最大深度才是消音器壽命的最重要標志，消音器不同部位的點蝕深度分布可按照極值（Gumbel）分布［6，7］進行分析,抽樣中最大點蝕深度的概率S（x）可表述如下：
S（x）=exp{-exp［（x-u）/b］}，-∞
式中：x為最大點蝕深度自變量；u為分布的位置參數，概率密度最大的點蝕深度；b為形狀參數，物理意義為點蝕深度的平均值。由一定周期加速腐蝕試驗中的各20個抽樣中的最大點蝕深度事件，可確定出S（x）函數，并依此確定實際消音器面積下的最大點蝕深度。
對排氣系統售后失效件分析研究表明，零件腐蝕的原因主要是：發動機廢氣在排氣系統冷端溫度降低液化形成冷凝液，含有氯離子、硫離子及硝酸根等成分，具有較強腐蝕性，造成零件從內部腐蝕甚至銹穿。圖2所示為排氣系統零件典型腐蝕表面。本文對4個地區（上海、南京、濟南、濰坊）排氣系統零件冷凝液進行采樣，分析了B409M與409DG兩種材料腐蝕深度與冷凝液pH值、Cl－離子、SO2－4離子濃度的關系。
1.1 腐蝕深度與冷凝水pH值的關系
為了分析溶液化學特性對排氣系統零件的腐蝕影響，圖3所示為4個地區兩種不銹鋼材料的消聲器殼體冷凝液pH值與腐蝕坑深度之間的關系。由圖3可見，冷凝液pH值與腐蝕深度之間無關聯性，分布較為隨機。但是與409DG相比，3個地區的pH值范圍內，B409M的數據點均多分布在腐蝕深度較小的區域。
1.2 腐蝕深度與冷凝液Cl－濃度的關系
對不銹鋼而言，Cl－離子的點蝕作用對其鈍化膜破壞的影響很大，通常被認為是消音器殼體腐蝕銹穿的主要原因。然而圖4表明冷凝水中Cl－離子濃度與腐蝕坑深度也未呈現關聯性；腐蝕深度未出現隨Cl－離子濃度升高而增大的情況，即使在Cl－離子濃度很低的情況下，也有腐蝕穿孔問題發生。
1.3 腐蝕深度與冷凝液SO2－4 濃度的關系
燃油中硫含量也是影響排氣系統環境腐蝕性的關鍵因素，由圖5可見，腐蝕冷凝液中SO2－4 濃度與腐蝕深度無關聯性，分布也較為隨機，但是與409DG相比，B409M在4個地區的數據點均多分布在腐蝕深度相對較小的區域。
由圖3~5圖可見，B409M、409DG兩種材料腐蝕坑深度并未與pH值、Cl－離子、SO2－4 濃度呈明顯數學關系，而是分布較為隨機，原因在于不同冷凝液樣本的腐蝕環境（如：汽油品質、駕駛習慣、車輛行駛里程、工況等）不同。但仍可見B409M材料的耐腐蝕性能明顯優于409DG。
2 不同材料汽車排氣系統售后數據分析
在分析比較了不銹鋼材料耐腐蝕性能的基礎上，本文將B409M不銹鋼材料應用于某汽車排氣系統，并比較了409DG、SUH409、B409M三種不銹鋼材料排氣系統的耐腐蝕性能。圖6所示分別為三種排氣系統的售后IPTV值。由圖6可見，2009年至今該車型使用B409M作為排氣系統材料，其IPTV值明顯降低，耐腐蝕性能明顯優于409DG以及 SUH409L兩種進口不銹鋼材料。
3 結果分析討論
本文在原材料級別以及汽車排氣系統實際產品上對比了B409M與409DG的耐腐蝕性能，可見B409M不銹鋼材料的汽車排氣系統具有耐腐蝕性能良好、低成本的優點，其原因主要有以下兩點：
（1）Ti＋Nb雙穩定化處理
圖7所示分別為寶鋼集團針對409不銹鋼中只添加Ti的單穩定化和409不銹鋼添加Nb、Ti的雙穩定化機理示意圖。
可見，在Ti單穩定狀態下，熱影響區的C元素向晶界擴散，伴隨著熱影響區的冷卻，Ti元素穩定了部分C元素形成TiC，還有部分C元素沒有被穩定而留在晶界區。由于排氣系統長期工作在高溫狀態下，當單穩定化的409不銹鋼再次達到高溫狀態，未被Ti元素穩定的C元素在晶界處與Cr元素結合生成Cr23C6，降低了晶界區Cr元素在鐵素體基體中的固溶量，導致晶界區耐蝕性惡化。而在Ti＋Nb雙穩定狀態下，熱影響冷卻后，在晶界區Ti和Nb元素較徹底的穩定了C元素形成TiC和NbC，即使不銹鋼再次達到高溫狀態，由于晶界區未被穩定的C元素極少，鐵素體固溶的Cr元素不會損失過多，故晶界區耐蝕性也不會惡化。
（2）優化的金相組織
圖8所示為三種不銹鋼材料金相組織，由此可見，由于含碳量、貴金屬Cr、Nb成份的不同，以及金相組織的均勻性和晶粒大小的影響，使B409M材料具有優良的耐腐蝕性能。
4 結 論
本文對汽車排氣系統及其主要零件的腐蝕問題進行了分析，主要包括腐蝕坑深度與冷凝液pH值、Cl－、SO2－4 離子濃度的關系。并比較了三種不同材料的耐腐蝕性能。其主要結論如下：
（1）B409M、409DG兩種不銹鋼材料的腐蝕坑深度并未與冷凝液pH值、Cl－離子、SO2－4 濃度呈明顯數學關系，而是分布較為隨機，原因在于不同冷凝液樣本的腐蝕環境不同。但B409M材料的耐腐蝕性能明顯優于409DG及SUH409L。
（2）應用B409M不銹鋼材料的汽車排氣系統具有耐腐蝕性能良好、低成本的優點，可以有效降低排氣系統IPTV值，解決排氣系統售后抱怨問題。
參考文獻：
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不銹鋼材料范文2
【關鍵詞】 不銹鋼/碳鋼層狀金屬材料 焊接技術 工藝
現階段我國科學技術的高速發展，使得既具有基層金屬材料剛度和強度，又具有復層金屬材料耐腐蝕性、耐熱性、耐磨損性能的層狀金屬材料得到了較大范圍的應用。和純不銹鋼板材料相比，不銹鋼復合板能夠降低成本、節約珍貴稀有的材料，所以這種不銹鋼復合板在當今時代具有很大的市場優勢和價格優勢，已經大量的應用在船舶、電力、機械、化工等領域。但若想進一步促進這種不銹鋼復合板的廣泛應用，焊接技術就成為了最重要的一種連接工藝，也愈發受到社會各方面的重視。
一、焊接過程中的難點和應關注的問題
不銹鋼或者碳鋼在物理性能上的差別是焊接復合板時最應該考慮的因素，其次也要關注這兩種材料的焊接性能。在表1中可以清楚的看到，碳鋼的線膨脹系數大約為不銹鋼的一半，但是熱導率卻大約是碳鋼的3倍。在所有鋼材中，碳鋼是焊接性能最優秀的一種焊接材料，通常來說不銹鋼也非常容易進行焊接，然而由于不銹鋼自身的特點，在焊接接頭非常容易產生大量的殘余應力。在不銹鋼進行熔焊的過程中，因為其中過熱碳化物的溶解，在焊接的接頭會產生熱裂紋。
在不銹鋼復合板的焊接^程中應該注意下面這些問題：一是對基層材料進行焊接時，應避免由Cr、Ni等合金含量的升高所導致的基層焊接縫隙中發生裂紋進而影響焊接之后的強度的現象；二是對復層材料進行焊接時，要避免發生增碳現象，防止其耐腐蝕性能受到影響，所以應該采取特殊的焊接方式；三是過渡層的焊接，也是最重要的焊接工藝。
二、目前不銹鋼/碳鋼層狀金屬在焊接技術上的現狀
1、選擇合適的焊接方式。針對手工電弧焊具有的局限性，部分學者采用了埋弧焊對基層進行焊接，對復層和過渡層均采取藥芯焊絲融化級氣體保護焊，并通過實踐證明，這種焊接方式達到了使用的要求。而基于雙相復合板焊接過程中面臨的工藝參數問題，相關人員對不同焊接工藝的參數進行了分析比較，并通過完整的數學模型及復制技術對其進行了多元回歸法發展，最終得到了滿足的參數?？偠灾?，針對復合板的復層及過渡層焊接過程中容易發生的冷熱裂紋、淬硬傾向、耐腐蝕性降低等現象，在焊接的方式和材料處著手，利用合理、科學的焊接工藝，才能夠獲得優秀的焊接的效果。
2、焊接之后的工藝研究。部分學者根據焊接之后產生的裂紋、氫含量過高、殘余應力過大、耐腐蝕性降低等現象，對焊后的工藝處理進行了研究。首先針對焊后生成冷裂紋的現象，采取了焊前預熱和焊后熱處理等工藝。焊前預熱能夠顯著降低淬硬程度，但是溫度要適宜，在焊接過程中還需要對層間溫度進行控制；而焊后的熱處理工藝是為了降低氫含量，同時降低殘余應力，進而保證焊后材料優異的性能和組織。而為了進一步提升耐腐蝕性，相關學者對焊接縫隙復層表面采取酸洗鈍化的工藝進行改善，但是由于這種工藝有殘留和滲氫的負面影響，為了避免這種影響，提出了運用拋珠的方式來改善層狀金屬的耐腐蝕性，并取得了良好的效果。
3、研究焊接過渡層。過渡層的焊接是不銹鋼復合板焊接過程的難點，在此過程中，需要盡可能的讓過渡層變薄，降低基層和復層的擴散速度。通過實驗分析得出，可以采用以下措施解決過渡層的問題：一是利用階梯V形坡口；二是嚴格遵守焊接工藝，采用小電流快速焊對過渡層進行焊接，對復層同樣采取小輸入；三是選擇富含Cr、Ni的焊接材料進行焊接，以期控制過渡層的焊接質量，保證焊后強度。
4、研究焊接后的耐腐蝕性。復合板焊接之后在確保接頭強度的前提下，還要保證復合板的使用性能，即耐腐蝕性。通關研究發現，焊縫區在不同的溶液中均具備很好的耐點腐蝕性能，并通過對其化學成分和組織的分析得出，在焊接接頭處，合金元素的分布不均勻，稀釋率比較大，在滲碳作用的影響下，焊接接頭的晶間腐蝕敏感性會增加，組織分布不均勻，晶粒粗大，很容易加速基體的腐蝕速度。
結論：通過上文的分析可以清楚的看到：第一對不銹鋼/碳鋼層狀金屬進行焊接時，基層焊接方式一般采用氬弧焊、CO2氣體保護焊、埋弧焊、焊條電弧焊等焊接方式，而復層和過渡層的焊接方式則大多采用焊條電弧焊或者氬弧焊，一減小融合比；第二在焊接材料的選擇上，基層材料通常依據等強原則進行選擇，復層材料通常按性能選擇，過渡層材料通常選用Cr、Ni含量高的焊材。
參 考 文 獻
[1]華學明，蔡艷，吳毅雄，王歡，石少堅，唐永生.大型LNG船圍護系統低溫金屬材料焊接技術現狀及發展[J].電焊機，2015，05：28-35.
不銹鋼材料范文3
GL是一種通用性的不銹鋼材料，防銹性能比200系列的不銹鋼材料要強。耐高溫方面也比較好，可耐1000-1200度高溫。鋼鐵材質GL具有優良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。
不銹鋼(StainlessSteel)是不銹耐酸鋼的簡稱，耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質或具有不銹性的鋼種稱為不銹鋼;而將耐化學腐蝕介質(酸、堿、鹽等化學浸蝕)腐蝕的鋼種稱為耐酸鋼。
（來源：文章屋網 ）
不銹鋼材料范文4
論文關鍵詞：不銹鋼切削加工；切削參數；合理選擇
1 不銹鋼切削加工的實際特點
1.1 具有很強的加工硬化趨勢，極易磨損刀具
大部分不銹鋼材料（馬氏體類不銹鋼例外）具有很強的加工硬化趨勢，同時，因為加工硬化層具有很高的硬度（通常高于原有硬度2倍左右，表面硬度hv能夠達到400-570kg/mm2）。不同的切削條件與不銹鋼工件材料，會讓加工硬化層深度從數十μm一直深入到數百μm（通常為100μm-200μm）。
1.2 切屑不易折斷或者卷曲
切削過程中切屑不易卷曲和折斷。特別是鏜孔、鉆孔、切斷等工序的切削過程中，排屑困難，切屑易劃傷已加工表面。在數控機床上切削不銹鋼時，斷屑與排屑是重點考慮的問題。
1.3 切屑具有很強的粘附性，極易造成刀瘤
不銹鋼材料具有很高的韌性，尤其是對其它金屬材料具有較強的親和力，加工過程非常容易造成刀瘤。
1.4 “三高”（高溫度、高硬度、高強度）不易分離切屑
不銹鋼的特性之一就是高溫度、高硬度、高強度。例如溫度維持在700°c的奧氏體類不銹鋼的機械性能仍不會顯著降低。
2 合理選用加工刀具
合理選用加工刀具是進行不銹鋼材料加工的重要先決條件。不銹鋼加工刀具的必須具有以下特點：較高的強度、硬度、韌性、耐磨性以及較低的不銹鋼親和力。
常用的刀具材料有硬質合金和高速鋼兩大類，形狀復雜的刀具主要采用高速鋼材料。由于高速鋼切削不銹鋼時的切削速度不能太高，因此影響生產效率的提高。對于車刀類較簡單的刀具，刀具材料應選用強度高、導熱性好的硬質合金，因其硬度、耐磨性等性能優于高速鋼。常用的硬質合金材料有：鎢鈷類（yg3、yg6、yg8、yg3x、yg6x），鎢鈷鈦類（yt30、yt15、yt14、yt5），通用類（yw1、yw2）。yg類硬質合金的韌性和導熱性較好，不易與切屑粘結，因此適用于不銹鋼粗車加工；而yw類硬質合金的硬度、耐磨性、耐熱性和抗氧化性能以及韌性都較好，適合于不銹鋼的精車加工。加工1cr18ni9ti奧氏體不銹鋼時，不宜選用yt類硬質合金，由于不銹鋼中的ti和yt類硬質合金中的ti產生親合作用，切屑容易把合金中的ti帶走，促使刀具磨損加劇。
3 合理選擇刀具幾何角度
合理選擇刀具幾何角度非常重要，其切削部分的幾何角度直接影響著不銹鋼工件進行切削加工時的切削力、表面粗糙度、加工硬化趨勢、生產率、刀具耐用程度等諸多方面。合理選擇刀具幾何角度不僅可以提高工件的加工質量和加工效還可以顯著降低加工成本（如降低刀具的更換頻率和廢品率等）。
3.1 合理選擇前角
進行不銹鋼切削時，應該在不降低刀具強度的前提之下，適當提高前角 。刀具前角的適當提高會降低刀具的塑性變形能力、切削熱以及切削力，加工硬化的趨勢也會隨之減輕，相應地，刀具耐用度便會顯著提高。綜合看來，通常情況下刀具前角保持在12°-20°為最佳，具體角度根據實際需要來調整。
3.2 合理選擇后角
在彈性與塑性兩方面均高于常規碳素鋼的不銹鋼，進行切削時，如果刀具后角 過小，會增加車刀后角與切斷表面的接觸面積，此時，摩擦高溫區集中于車刀后角部位，刀具的磨損會顯著加快，并且工件的表面光潔度會顯著降低。因此，進行不銹鋼工件切削時，車刀后角 應該大于車削普通碳鋼時的角度，但是不可以過大，因為過大的后角會導致刀刃強度地急劇下降，刀具的耐用度得不到保證。所以，刀具后角保持在6°-10°之間為最佳。
3.3 刃傾角
由于采用較大的前角，刀尖強度會有所削弱。為增強刀尖強度而又不使背向分力增加過大，刃傾角宜取較小數值，一般為-5°至 -15°，連續切削時取較大值，斷續切削時取較小值。
4 合理選擇切削用量
合理選擇切削用量直接影響著不銹鋼加工的效率與質量，所以，在合理確定刀具類型和刀具幾何角度之后，必須要科學合理地確定切削用量。
合理選擇切削用量時應該注意以下幾個問題：首先，不同的不銹鋼毛坯具有不同的硬度，應該根據實際情況來選擇切削用量；其次，合理選擇切削用量，同時需要考量刀具材料、刀具刃磨條件以及焊接質量等因素；再次，除了以上兩點，合理選擇切削用量需要認真考量零件的直徑、車床精度以及加工余量問題。
不銹鋼材料范文5
關鍵詞：焊條電弧焊；雙相不銹鋼；焊接接頭；耐蝕性
作為當前工業發展背景下材料研究領域存在的三大問題之一，關于工業材料的耐蝕性研究顯得尤為迫切。據相關資料統計，全球每年由于材料腐蝕而導致報廢的鋼材量占到了全部鋼材產量的四分之一，耐蝕性研究對于提升鋼材的使用效率意義重大。雙相不銹鋼技術在不斷研制和發展過程中被廣泛應用于石油、船舶、化工等諸多大型機械設備開發領域，焊條電弧焊工藝對于雙相不銹鋼材料的使用產生了積極的促進作用，現階段廣泛采用的25%Cr型雙相不銹鋼工藝是船軸和水泵的必用推進器。然而，焊條電弧焊工藝在實施過程中由于熱處理方式或是焊接技術的影響都有可能影響到雙相不銹鋼的耐蝕性，其耐蝕性能的提升可積極與鎢極氬弧焊配合，提升整體耐蝕性能。
1 關于焊條電弧焊雙相不銹鋼焊接接頭耐蝕性研究
當前雙相不銹鋼材料被廣泛應用于大型機械船舶設備當中，其中關于雙相不銹鋼焊接接頭的耐蝕性問題也顯得尤為突出。從鋼材加工的基本程序與步驟來看，材料由于被腐蝕而導致失效不僅會對整個焊接過程產生一定影響，從社會效益與經濟效益的雙重層面來看都是極為不利的。鋼材加工過程中，焊條電弧焊工藝從局部加熱、熱循環冷卻以及材料縮脹等方面影響焊接接頭的使用性能，進而降低材料本身的耐蝕性。筆者通過實驗方法對焊接接頭的耐蝕性進行了深入剖析。
1.1 實驗材料與方法
選取SAF2205雙相不銹鋼材料，通過鎢極電弧焊打底和焊條電弧焊填充的方法來確保材料被熔透，利用V型坡口來擴大實驗材料的接觸面。焊接材料選擇方面，我們選擇了與Cr、Ni元素較近的超低碳材料。焊接工藝方面。有效控制焊接熱輸入和冷卻速度是提高焊接工藝組織性能的方法之一，其熱輸入值一般控制在0.5～1.6KJ/mm，至于層間溫度則不應當超出150攝氏度。在對金相組織進行觀察時，我們將耐水砂紙打磨到1200#，接著用水清洗，接通電源正極，使材料置于草酸水溶液當中，對電解腐蝕過程進行觀察。使用XJG-05金相顯微鏡對焊縫腐蝕情況進行觀察，找到特定的熱影響區。在進行接頭硬度測試時，需要用到HXD-1000TC顯微硬度測試儀對其中的焊縫、母材硬度等進行荷載測量，將母材間距控制在1.5mm以內。電化學腐蝕進行過程中需要測試的是材料自身的耐點蝕性能，通過動電位法對極化曲線進行測量，明確其中的電解質成分，最后運用PS-268A電化學測量儀對其耐蝕性進行精確鑒定。
1.2 實驗結果
從實現結果中的顯微組織來看，母材的金相組織主要由白色奧氏體和黑色鐵素體構成，整體呈現出魚刺狀，散布于鐵素體晶界之內。而多層多道焊技術的運用則使得母材中的熱影響區位置更加突出，整體形態呈現出羽毛狀。硬度實驗結果方面，母材的硬度值一般在285HV之內，焊縫與熱影響區的硬度均比母材高，這主要是由于冷卻過程中溫度變化所導致的。從電化學腐蝕實驗結果不難看出，由于鈍化膜吸附在母材表面，這就使得雙相不銹鋼焊接接頭在極化曲線上逐漸增大，而其中熱影響區的點蝕電位要明顯低于相近的鈍化區位。
2 影響焊接接頭耐蝕性的因素分析
鐵素體和奧氏體是雙相不銹鋼材料的固溶組織成分，體積分量對占均等，這就決定了雙相不銹鋼結構本身具備了較好的韌性與焊接性，由于其強度優勢也被廣泛應用于海洋化工等領域當中。焊接熱循環是雙相不銹鋼焊接在實施過程中需要考慮的重大影響之一，這對提升焊接接頭組織的耐蝕性極為有利。從局部加熱、材料縮脹以及熱循環作用等方面來看焊條電弧焊工藝作用下雙相不銹鋼材料的耐蝕性，這就可能與原始材料使用之間存在著明顯差異。從上述實驗過程我們不難分析，影響焊接接頭耐蝕性的因素主要包括焊接接頭組織成分和焊接工藝兩個方面。
2.1 焊接接頭組織成分
焊條電弧焊工藝設備條件下雙相不銹鋼焊接接頭的組織成分主要包括了奧氏體和鐵素體兩個方面，均等的含量使得雙相不銹鋼本身就具備了較好的耐腐蝕性能。從高溫環境下雙相不銹鋼材料的元素含量變化不難分析，焊接接頭組織成分對于材料耐蝕性有著極其重要的影響，經過熱處理之后的耐蝕性相對于之前是明顯發生變化的。值得注意的是，僅僅從PRE的時值來對焊接接頭的組織成分進行分析是相對片面的，這對體現不銹鋼焊接接頭的耐蝕性也是不夠全面的。除了必要的焊接組織成分之外，我們還需要對焊管性能進行全面觀察與分析，通過對比沖擊試驗或是溶液腐蝕溶液來對微觀檢測方面實施理論驗證，進而從根本上提升數據論證的有效性，實現不斷優化焊條電弧焊的焊接工藝，提高焊接接頭的耐蝕性能。
2.2 焊接工藝
焊接工藝也是我們在對雙相不銹鋼焊接接頭耐蝕性進行分析過程中需要考慮到的重要因素之一。除了對應力腐蝕研究和對晶間腐蝕研究之外，對點蝕研究也是提升焊接接頭耐蝕性能有效性的必然路徑。對應力腐蝕研究方面，多層焊技巧除了能夠最大程度提升焊接接頭的沖擊力之外對于耐蝕性能的優化也將產生積極影響。晶間腐蝕方面，焊接工藝措施的完善是體現焊接接頭優良性能的關鍵所在，而預熱環節則成為了影響耐晶間腐蝕的重要影響因素。點蝕性能從焊接工藝的參數以及熱輸入量等方面能夠體現出金相組織的整體韌性，將材料中的鐵素體含量控制在合理范圍之內，這對優化材料微觀結構、提升焊接接頭的耐蝕性能等都將產生積極的促進作用。
3 結束語
從雙相不銹鋼焊接接頭的電化學實驗中我們不難看出，焊條電弧焊工藝制造下的雙相不銹鋼焊接接頭在鈍化膜方面有著強大的自我修復能力，這就決定了其自身的抗點蝕性能是極為優越的，而其中的熱影響區相對于焊縫及母材的耐蝕性方面就相對稍弱。值得注意的是，關于工業材料的腐蝕性研究既包括局部腐蝕同時也有全面腐蝕，因此在對焊接接頭進行耐蝕性研究時我們需要從局部研究著手，進而擴展對材料的全面性能研究。局部腐蝕是文章對雙相不銹鋼焊接工藝的研究重點，無論是點蝕、晶間腐蝕還是縫隙腐蝕都會對材料的使用性能產生一定影響，這就需要在研究過程中考慮到不同環境和不同材料結構對材料使用性能的影響，切實提升材料自身的腐蝕敏感性。除此之外，在材料的焊接方法及工藝選擇方面也會對耐蝕性產生一定影響，這也需要引起我們的足夠重視。
參考文獻
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不銹鋼材料范文6
義（P>0.05）。316L不銹鋼組的早期凋亡率高于含銅不銹鋼組，差異有統計學意義（P
316L不銹鋼更利于血管內皮細胞的黏附及增殖，并可以降低血管內皮細胞的早期凋亡率。
[關鍵詞] 含銅不銹鋼； 血管內皮細胞； 黏附； 增殖； 細胞凋亡
[中圖分類號] R 783.5 [文獻標識碼] A [doi] 10.7518/hxkq.2013.01.005 在正畸治療中，支抗控制貫穿于整個治療過程，是治療成敗的重要因素之一[1]。微種植體的支抗作用
是通過種植釘與骨界面的組織學機械鎖結和骨結合，從而抵抗一定限度內的矯治力[2]。在種植體愈合過程
中，新生血管的形成早于成骨活動的開始[3]。血管內皮細胞合成和分泌的調節因子具有調控成骨細胞趨化、增殖及分化的功能[4]。而細胞的生物學行為受生物材料自身性能的影響[5]。因此，不同種植材料很可能會影響種植體-骨界面血管內皮細胞的生物學性狀。中國科學院金屬研究所研發的含銅不銹鋼具有良好的抗菌性能和生物相容性，能有效預防種植體周圍細菌感染的發生[6-7]。本實驗旨在觀察含銅不銹鋼對血管內皮細胞黏附、增殖及凋亡情況的影響。
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 細胞株 人臍靜脈內皮細胞株EA.hy926由中國醫科大學中心實驗室提供。
1.1.2 實驗材料 316L不銹鋼為醫用級不銹鋼，成分：Cr18%，Ni12%，其余為Fe。含銅不銹鋼（316L-
Cu），成分：Cr18%，Ni12%，Cu4%，其余為Fe，材料由中國科學院金屬研究所提供。
1.1.3 主要試劑和設備 DMEM、甲基噻唑基四唑（methyl thiazolyl tetrazolium，MTT）、二甲基亞砜（di-methylsulfoxide，DMSO）、胰蛋白酶（Sigma公司，美國），胎牛血清（杭州四季青生物有限公司），吖啶橙
（上海化學試劑公司），Annexin V-FITC凋亡檢測試劑盒（北京寶賽生物技術有限公司），熒光倒置顯微鏡（Nikon公司，日本），流式細胞儀（BD公司，美國），
自動酶標檢測儀（Tecan公司，奧地利）。
1.2 方法
1.2.1 試件的制備 將含銅不銹鋼和316L不銹鋼制備成兩種規格試件。一種為直徑10 mm、厚2 mm，各15片，用于黏附實驗和增殖活性檢測；另一種為直徑25 mm、厚2 mm，各5片，用于制備浸提液。上述材料經超聲清洗、干燥，高溫高壓（33 MPa、121 ℃）滅
菌處理后備用。
1.2.2 浸提液的制備 將直徑25 mm、厚2 mm的兩種不銹鋼材料置于6孔培養板中，按試件表面積與培養液之比為3 cm2·mL-1加入DMEM培養液，置于37 ℃培養箱內，浸泡72 h后收集浸提液。
1.2.3 黏附和增殖活性檢測 將直徑10 mm、厚2 mm的兩種不銹鋼試件置于無菌24孔板中。用0.25%胰蛋白酶消化處于對數生長期的血管內皮細胞，制備成密度為每毫升2×104個的細胞懸液，接種到各材料表面，靜置3 h后，從各孔板側壁緩慢加入DMEM培養基1 mL。標準條件下分別培養1、2、3 d后，將兩種材料各取出2片，PBS沖洗3次，95%乙醇固定10 min，晾干，加入0.1 mg·mL-1吖啶橙染液，0.1 mol·L-1氯化鈣分色。在熒光顯微鏡下觀察細胞在不同材料表面的黏附情況，隨機選取上、下、左、右、中5個視野拍照并計數。用MTT法檢測兩種材料表面血管內皮細胞的增殖活性。在培養1、2、3 d后，分別取出兩種不銹鋼材料各3片，PBS沖洗后，置于一預先加入DMEM培養液的新24孔板內。每孔加入5 mg·mL-1的MTT試劑80 μL，繼續培養4 h后，棄培養基，每孔加入450 μL DMSO，37 ℃下靜置2 h，待藍紫色結晶物徹底溶解后，振蕩10 min。將每孔中的液體按每孔150 μL吸入96孔板中，用酶標儀讀取吸光度值（A值）（波長490 nm），實驗重復3次。
1.2.4 流式細胞術檢測細胞凋亡率 將濃度為每毫升2×105個的血管內皮細胞接種于3塊6孔板中，分別設計為含銅不銹鋼組、316L不銹鋼組和對照組。培養24 h后，用浸提液置換孔板中的培養液，對照組用新培養液置換，繼續培養24 h。用0.25%胰酶消化細胞，1 000 r·min-1下離心后重懸，制成單細胞懸液，分別加入Annexin V-FITC和PI，避光反應15 min，用流式細胞儀檢測各組細胞凋亡率。
1.3 統計學方法
采用SPSS 17.0統計軟件對實驗數據進行分析，數據以x±s表示，對黏附在材料表面的細胞數及增殖活性采用t檢驗進行分析，對細胞凋亡率采用方差分析，P
2 結果
2.1 熒光顯微鏡觀察結果
熒光顯微鏡下，細胞呈多角形，鋪路石樣排列（圖1）。在培養1、2 d后，含銅不銹鋼組材料表面黏附的內皮細胞數明顯多于316L不銹鋼組（P0.05）（圖2）。
2.2 MTT法檢測細胞增殖活性
培養1、2 d時，含銅不銹鋼組A值高于316L不銹鋼組（P0.05）（圖3）。
2.3 流式細胞儀檢測結果
各組細胞均以正常細胞為主，凋亡細胞在各組間分布不均。316L不銹鋼組早期凋亡的血管內皮細胞多于含銅不銹鋼組和對照組（圖4）。
2.4 細胞凋亡率的測定
316L不銹鋼組、含銅不銹鋼組、對照組的細胞凋亡率分別為5.23%±0.35%、1.96%±0.18%、1.45%±0.15%。經統計學分析，兩種不銹鋼組與對照組相
比，細胞凋亡率間差異有統計學意義（P
種不銹鋼組相比，細胞凋亡率間差異有統計學意義（P
Fig 2 The numbers of endothelial cells on two kinds of materials
surface
Fig 3 Proliferation of endothelial cells on two kinds of materials
surface
3 討論
微種植體支抗在正畸臨床應用中較傳統支抗方式相比，具有穩定、舒適、不依賴于患者配合等優點，提供了一種相對穩定的口內強支抗。目前使用的微種植體材料，一般為純鈦、鈦合金及不銹鋼種植體。鈦的生物相容性較好，骨結合能力強，但其材質較脆，易折斷。不銹鋼與鈦相比，具有良好的延展性和強度，穿透能力強，可抵抗一定程度的旋轉力，降低種植體折斷的風險。但在臨床應用中，種植體周圍炎的發生而導致種植體松動、脫落已成為微種植體失敗的重要原因之一[8]。本實驗中應用的
含銅不銹鋼是一種集結構與功能于一體的新型生物醫用材料。含銅不銹鋼在體內會釋放微量的銅離子，經證明能有效地殺滅引起種植體周圍炎的常見致病菌[7]，因此是一種極具開發潛力的微種植體材料。
種植體植入后起初被凝血塊包繞，隨后成骨細胞分化并參與骨形成[9]。骨形成是骨內微環境中血管
內皮細胞、成骨細胞和破骨細胞之間共同作用的結果[10]。相關研究表明：血管內皮細胞合成的血管發
生因子能促發絲裂原反應，在骨結節的形成中發揮重要作用[11]。同時，血管內皮細胞釋放的內皮素-1
可結合成骨細胞膜上存在的相應受體，從而刺激骨形成[12]。而血管內皮細胞分泌的一氧化氮可通過旁
分泌的形式作用于破骨細胞，抑制其骨吸收功能[13]。
以上結果提示：血管內皮細胞合成和分泌的調節因子對成骨細胞及破骨細胞均具有調控作用。此外，種植體的愈合過程必須依賴充分的血供，血管內皮細胞形成的新生血管為氧氣、營養物質及代謝廢物的運輸提供通道。因此，血管內皮細胞為種植體界面的愈合提供了良好的生物學基礎。
血管內皮細胞在種植材料表面的黏附情況，直接影響到其增殖、分化以及在種植體-骨界面愈合中的作用。本實驗通過吖啶橙染色，在熒光顯微鏡下觀察、比較血管內皮細胞在兩種不銹鋼材料表面的黏附情況。其原理為：吖啶橙能與活細胞中雙螺旋DNA結合，形成發綠色熒光的復合物。在共培養1、2 d后，含銅不銹鋼組表面黏附的內皮細胞多于316L不銹鋼組。Barbucci等[14]等研究表明：含有Cu2+的透明質酸復合物對血管內皮細胞的遷移和黏附具有促進作用。此外，MTT檢測結果也顯示，含銅不銹鋼組細胞的增殖活性高于316L不銹鋼組。分析原因可能是含銅不銹鋼富銅相中的銅以Cu2+形式溶出，對血管內皮細胞的增殖產生影響[15]。
增殖和凋亡兩者的動態平衡維持著組織的正常形態和功能。不同的合金材料由于成分、金相等差異，在析出金屬離子的種類上有所不同，對黏附其表面細胞的影響也各有差別[16]。Annexin V作為檢測細胞早期凋亡的靈敏指標之一，其原理為：細胞凋亡早期，細胞膜中的磷脂酰絲氨酸（phosphatidylse-rine，PS）由脂膜內側翻向外側。Annexin V能與外側的PS特異性結合，標記早期凋亡的細胞。本研究通過流式細胞儀檢測血管內皮細胞早期凋亡率，結果發現，316L不銹鋼組的細胞凋亡率高于含銅不銹鋼組，兩者差異有統計學意義（P
本實驗僅從細胞水平研究含銅不銹鋼對血管內皮細胞黏附、增殖及凋亡的影響，而析出的Cu2+與血管內皮細胞的具體作用機制則有待于從分子水平進一步探究。
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