1、熱物理特性 建筑構結用不銹鋼均為奧氏體系列,其中鎳Ni、鉻Cr合金元素的比例分別約為8%~11%和18%~20%,這兩種元素均為耐高溫元素,故不銹鋼在極端高溫下(≥600℃)的耐火性能要好于結構鋼。在常溫下,奧氏體系列不銹鋼的彈性模量比結構鋼約低幾個百分點,熱膨脹系數為結構碳鋼1.3倍左右,熱傳導系數約為結構碳鋼的1/3。所以被廣泛地應用到建筑構結的
不銹鋼工程材料上。
表5-17列舉了英國316S31、304S16不銹鋼以及日本PS 235-SUS 304不銹鋼(日本不銹鋼協(xié)會標準《建筑結構用不銹鋼鋼材》SAS 601-93)在各溫度下的熱膨脹系數、熱傳導系數、比熱等物理特性,
有如下特點:
①隨著溫度的升高,不銹鋼的熱膨脹系數有所增大,且變化規(guī)律與結構鋼基本一致;
②不銹鋼的熱傳導系數隨溫度的變化規(guī)律與結構鋼完全相反,隨著溫度的升高而增大;
③比熱相對穩(wěn)定,僅略有增大,這與結構鋼有較大的不同,其原因是不銹鋼在常溫下即為奧氏體結構,溫度作用對其內部顆粒成分與結構的改變較小。
2、高溫力學性能 常溫下,不銹鋼的應力-應變曲線沒有屈服階段(圖5-43),
在達到彈性極限后,具有很大的應變硬化段,屈強比小,約為0.36~0.40,對于不銹鋼,一般以對應于0.2%殘余應變的應力作為其名義屈服強度(日本SAS601~93標準取0.1%殘余應變),在該點處的切線模量約為初始特性模降低系數如圖5-44
及表5-18
所示。在溫度低于500℃時.屈服強度下降幅度大于普通結構鋼;但在600~800℃溫度段,不銹鋼仍具有相當的承載力。在溫度低于500℃時,不銹鋼的極限強度下降較小,降低系數大0.70;在600~800℃溫度段,極限強度降低系數稍大于屈服強度。因此,不銹鋼具有較好的耐火性能。不銹鋼高溫過火后的屈服強度有所降低,但略高于同級別的普通結構鋼。
不銹鋼在高溫下的初始彈性模量降低系數如圖5-45
及表5-18所示,各種不銹鋼幾乎完全相同。不銹鋼在高溫下強屈比很大,可考慮利用其應力強化。