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不锈钢材料范文1
关键词：汽车排气系统；不锈钢；耐腐蚀性能
中图分类号：U469.9 文献标志码：A 文章编号：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
汽车排气系统位于车辆底部，连接发动机出气端与大气，主要作用是排放发动机产生的废气、净化废气、降低噪音。图1所示为汽车排气系统结构示意图，其主要零件包括支架、排气管、挠性节、中消音器、后消音器、吊钩、吊耳、尾管等［1］。排气系统关系到整车的动力、排放、振动噪声、舒适度等性能。汽车排气系统的材料需要具有良好的机械性能、温度、制造工艺、耐腐蚀性等方面的要求。
汽车排气系统工作环境恶劣，包括发动机及路面的激振以及气体的高温、氧化、腐蚀等。尤其对于排气系统冷端，腐蚀成为最大的售后抱怨问题。因此，为了应对排气系统恶劣的工作环境，必须使用性能稳定、耐腐蚀性能优良的不锈钢原材料。表1［2］所示为现阶段汽车排气系统不同零件的工作温度及常用材料［3］，由表1可见，目前排气系统使用较多的是日本、韩国进口的409、439、436等材料，其中409材料相对于439、436耐腐蚀性能较差，但439、436材料成本相对较高，考虑A0级、A级车开发中面临的成本压力并不适合。可见，开发一种机械性能稳定、耐腐蚀性能良好、成本较低的不锈钢材料，应用于汽车排气系统，是目前整车企业十分关注的问题。
宝钢集团开发的B409M是一种铁素体不锈钢材料，通过在SUH409L基础上采用Nb、Ti双稳定化处理，可以有效提高不锈钢的耐腐蚀性能。表2所示为B409M、SUH409L、409DG三种不锈钢材料的化学成分，可见B409M添加了Nb元素，添加Nb主要是为了提高不锈钢的高温强度［4］，但Nb在高温使用过程中会通过形成Fe2Nb等析出［5］，导致高温稳定性降低。研究表明，通过复合添加Nb和Ti可阻止MC碳化物的粗化，有效降低Nb在高温环境中的析出，提高高温稳定性,改善高温使用性能。
本文首先在原材料级别对比了B409M与409DG的耐腐蚀性能，并将其用于汽车排气系统实际产品上，对售后数据从整车级别分析了千辆车故障率（IPTV，incidents per thousand vehicle）。
1 B409M与SUH409L材料腐蚀分析
腐蚀现象本质上具有概率的特性，尤其是孔蚀、缝隙腐蚀以及应力腐蚀破裂等局部腐蚀。汽车消音器的寿命并不取决于腐蚀的平均程度，点腐蚀的最大深度才是消音器寿命的最重要标志，消音器不同部位的点蚀深度分布可按照极值（Gumbel）分布［6，7］进行分析,抽样中最大点蚀深度的概率S（x）可表述如下：
S（x）=exp{-exp［（x-u）/b］}，-∞
式中：x为最大点蚀深度自变量；u为分布的位置参数，概率密度最大的点蚀深度；b为形状参数，物理意义为点蚀深度的平均值。由一定周期加速腐蚀试验中的各20个抽样中的最大点蚀深度事件，可确定出S（x）函数，并依此确定实际消音器面积下的最大点蚀深度。
对排气系统售后失效件分析研究表明，零件腐蚀的原因主要是：发动机废气在排气系统冷端温度降低液化形成冷凝液，含有氯离子、硫离子及硝酸根等成分，具有较强腐蚀性，造成零件从内部腐蚀甚至锈穿。图2所示为排气系统零件典型腐蚀表面。本文对4个地区（上海、南京、济南、潍坊）排气系统零件冷凝液进行采样，分析了B409M与409DG两种材料腐蚀深度与冷凝液pH值、Cl－离子、SO2－4离子浓度的关系。
1.1 腐蚀深度与冷凝水pH值的关系
为了分析溶液化学特性对排气系统零件的腐蚀影响，图3所示为4个地区两种不锈钢材料的消声器壳体冷凝液pH值与腐蚀坑深度之间的关系。由图3可见，冷凝液pH值与腐蚀深度之间无关联性，分布较为随机。但是与409DG相比，3个地区的pH值范围内，B409M的数据点均多分布在腐蚀深度较小的区域。
1.2 腐蚀深度与冷凝液Cl－浓度的关系
对不锈钢而言，Cl－离子的点蚀作用对其钝化膜破坏的影响很大，通常被认为是消音器壳体腐蚀锈穿的主要原因。然而图4表明冷凝水中Cl－离子浓度与腐蚀坑深度也未呈现关联性；腐蚀深度未出现随Cl－离子浓度升高而增大的情况，即使在Cl－离子浓度很低的情况下，也有腐蚀穿孔问题发生。
1.3 腐蚀深度与冷凝液SO2－4 浓度的关系
燃油中硫含量也是影响排气系统环境腐蚀性的关键因素，由图5可见，腐蚀冷凝液中SO2－4 浓度与腐蚀深度无关联性，分布也较为随机，但是与409DG相比，B409M在4个地区的数据点均多分布在腐蚀深度相对较小的区域。
由图3~5图可见，B409M、409DG两种材料腐蚀坑深度并未与pH值、Cl－离子、SO2－4 浓度呈明显数学关系，而是分布较为随机，原因在于不同冷凝液样本的腐蚀环境（如：汽油品质、驾驶习惯、车辆行驶里程、工况等）不同。但仍可见B409M材料的耐腐蚀性能明显优于409DG。
2 不同材料汽车排气系统售后数据分析
在分析比较了不锈钢材料耐腐蚀性能的基础上，本文将B409M不锈钢材料应用于某汽车排气系统，并比较了409DG、SUH409、B409M三种不锈钢材料排气系统的耐腐蚀性能。图6所示分别为三种排气系统的售后IPTV值。由图6可见，2009年至今该车型使用B409M作为排气系统材料，其IPTV值明显降低，耐腐蚀性能明显优于409DG以及 SUH409L两种进口不锈钢材料。
3 结果分析讨论
本文在原材料级别以及汽车排气系统实际产品上对比了B409M与409DG的耐腐蚀性能，可见B409M不锈钢材料的汽车排气系统具有耐腐蚀性能良好、低成本的优点，其原因主要有以下两点：
（1）Ti＋Nb双稳定化处理
图7所示分别为宝钢集团针对409不锈钢中只添加Ti的单稳定化和409不锈钢添加Nb、Ti的双稳定化机理示意图。
可见，在Ti单稳定状态下，热影响区的C元素向晶界扩散，伴随着热影响区的冷却，Ti元素稳定了部分C元素形成TiC，还有部分C元素没有被稳定而留在晶界区。由于排气系统长期工作在高温状态下，当单稳定化的409不锈钢再次达到高温状态，未被Ti元素稳定的C元素在晶界处与Cr元素结合生成Cr23C6，降低了晶界区Cr元素在铁素体基体中的固溶量，导致晶界区耐蚀性恶化。而在Ti＋Nb双稳定状态下，热影响冷却后，在晶界区Ti和Nb元素较彻底的稳定了C元素形成TiC和NbC，即使不锈钢再次达到高温状态，由于晶界区未被稳定的C元素极少，铁素体固溶的Cr元素不会损失过多，故晶界区耐蚀性也不会恶化。
（2）优化的金相组织
图8所示为三种不锈钢材料金相组织，由此可见，由于含碳量、贵金属Cr、Nb成份的不同，以及金相组织的均匀性和晶粒大小的影响，使B409M材料具有优良的耐腐蚀性能。
4 结 论
本文对汽车排气系统及其主要零件的腐蚀问题进行了分析，主要包括腐蚀坑深度与冷凝液pH值、Cl－、SO2－4 离子浓度的关系。并比较了三种不同材料的耐腐蚀性能。其主要结论如下：
（1）B409M、409DG两种不锈钢材料的腐蚀坑深度并未与冷凝液pH值、Cl－离子、SO2－4 浓度呈明显数学关系，而是分布较为随机，原因在于不同冷凝液样本的腐蚀环境不同。但B409M材料的耐腐蚀性能明显优于409DG及SUH409L。
（2）应用B409M不锈钢材料的汽车排气系统具有耐腐蚀性能良好、低成本的优点，可以有效降低排气系统IPTV值，解决排气系统售后抱怨问题。
参考文献：
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［5］ 藤田展弘，大村圭一，佐藤次. 自排部品用高耐［J］. 新日技，1996，361: 20-24.
不锈钢材料范文2
【关键词】 不锈钢/碳钢层状金属材料 焊接技术 工艺
现阶段我国科学技术的高速发展，使得既具有基层金属材料刚度和强度，又具有复层金属材料耐腐蚀性、耐热性、耐磨损性能的层状金属材料得到了较大范围的应用。和纯不锈钢板材料相比，不锈钢复合板能够降低成本、节约珍贵稀有的材料，所以这种不锈钢复合板在当今时代具有很大的市场优势和价格优势，已经大量的应用在船舶、电力、机械、化工等领域。但若想进一步促进这种不锈钢复合板的广泛应用，焊接技术就成为了最重要的一种连接工艺，也愈发受到社会各方面的重视。
一、焊接过程中的难点和应关注的问题
不锈钢或者碳钢在物理性能上的差别是焊接复合板时最应该考虑的因素，其次也要关注这两种材料的焊接性能。在表1中可以清楚的看到，碳钢的线膨胀系数大约为不锈钢的一半，但是热导率却大约是碳钢的3倍。在所有钢材中，碳钢是焊接性能最优秀的一种焊接材料，通常来说不锈钢也非常容易进行焊接，然而由于不锈钢自身的特点，在焊接接头非常容易产生大量的残余应力。在不锈钢进行熔焊的过程中，因为其中过热碳化物的溶解，在焊接的接头会产生热裂纹。
在不锈钢复合板的焊接^程中应该注意下面这些问题：一是对基层材料进行焊接时，应避免由Cr、Ni等合金含量的升高所导致的基层焊接缝隙中发生裂纹进而影响焊接之后的强度的现象；二是对复层材料进行焊接时，要避免发生增碳现象，防止其耐腐蚀性能受到影响，所以应该采取特殊的焊接方式；三是过渡层的焊接，也是最重要的焊接工艺。
二、目前不锈钢/碳钢层状金属在焊接技术上的现状
1、选择合适的焊接方式。针对手工电弧焊具有的局限性，部分学者采用了埋弧焊对基层进行焊接，对复层和过渡层均采取药芯焊丝融化级气体保护焊，并通过实践证明，这种焊接方式达到了使用的要求。而基于双相复合板焊接过程中面临的工艺参数问题，相关人员对不同焊接工艺的参数进行了分析比较，并通过完整的数学模型及复制技术对其进行了多元回归法发展，最终得到了满足的参数。总而言之，针对复合板的复层及过渡层焊接过程中容易发生的冷热裂纹、淬硬倾向、耐腐蚀性降低等现象，在焊接的方式和材料处着手，利用合理、科学的焊接工艺，才能够获得优秀的焊接的效果。
2、焊接之后的工艺研究。部分学者根据焊接之后产生的裂纹、氢含量过高、残余应力过大、耐腐蚀性降低等现象，对焊后的工艺处理进行了研究。首先针对焊后生成冷裂纹的现象，采取了焊前预热和焊后热处理等工艺。焊前预热能够显著降低淬硬程度，但是温度要适宜，在焊接过程中还需要对层间温度进行控制；而焊后的热处理工艺是为了降低氢含量，同时降低残余应力，进而保证焊后材料优异的性能和组织。而为了进一步提升耐腐蚀性，相关学者对焊接缝隙复层表面采取酸洗钝化的工艺进行改善，但是由于这种工艺有残留和渗氢的负面影响，为了避免这种影响，提出了运用抛珠的方式来改善层状金属的耐腐蚀性，并取得了良好的效果。
3、研究焊接过渡层。过渡层的焊接是不锈钢复合板焊接过程的难点，在此过程中，需要尽可能的让过渡层变薄，降低基层和复层的扩散速度。通过实验分析得出，可以采用以下措施解决过渡层的问题：一是利用阶梯V形坡口；二是严格遵守焊接工艺，采用小电流快速焊对过渡层进行焊接，对复层同样采取小输入；三是选择富含Cr、Ni的焊接材料进行焊接，以期控制过渡层的焊接质量，保证焊后强度。
4、研究焊接后的耐腐蚀性。复合板焊接之后在确保接头强度的前提下，还要保证复合板的使用性能，即耐腐蚀性。通关研究发现，焊缝区在不同的溶液中均具备很好的耐点腐蚀性能，并通过对其化学成分和组织的分析得出，在焊接接头处，合金元素的分布不均匀，稀释率比较大，在渗碳作用的影响下，焊接接头的晶间腐蚀敏感性会增加，组织分布不均匀，晶粒粗大，很容易加速基体的腐蚀速度。
结论：通过上文的分析可以清楚的看到：第一对不锈钢/碳钢层状金属进行焊接时，基层焊接方式一般采用氩弧焊、CO2气体保护焊、埋弧焊、焊条电弧焊等焊接方式，而复层和过渡层的焊接方式则大多采用焊条电弧焊或者氩弧焊，一减小融合比；第二在焊接材料的选择上，基层材料通常依据等强原则进行选择，复层材料通常按性能选择，过渡层材料通常选用Cr、Ni含量高的焊材。
参 考 文 献
[1]华学明，蔡艳，吴毅雄，王欢，石少坚，唐永生.大型LNG船围护系统低温金属材料焊接技术现状及发展[J].电焊机，2015，05：28-35.
不锈钢材料范文3
GL是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。耐高温方面也比较好，可耐1000-1200度高温。钢铁材质GL具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。
不锈钢(StainlessSteel)是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢;而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。
（来源：文章屋网 ）
不锈钢材料范文4
论文关键词：不锈钢切削加工；切削参数；合理选择
1 不锈钢切削加工的实际特点
1.1 具有很强的加工硬化趋势，极易磨损刀具
大部分不锈钢材料（马氏体类不锈钢例外）具有很强的加工硬化趋势，同时，因为加工硬化层具有很高的硬度（通常高于原有硬度2倍左右，表面硬度hv能够达到400-570kg/mm2）。不同的切削条件与不锈钢工件材料，会让加工硬化层深度从数十μm一直深入到数百μm（通常为100μm-200μm）。
1.2 切屑不易折断或者卷曲
切削过程中切屑不易卷曲和折断。特别是镗孔、钻孔、切断等工序的切削过程中，排屑困难，切屑易划伤已加工表面。在数控机床上切削不锈钢时，断屑与排屑是重点考虑的问题。
1.3 切屑具有很强的粘附性，极易造成刀瘤
不锈钢材料具有很高的韧性，尤其是对其它金属材料具有较强的亲和力，加工过程非常容易造成刀瘤。
1.4 “三高”（高温度、高硬度、高强度）不易分离切屑
不锈钢的特性之一就是高温度、高硬度、高强度。例如温度维持在700°c的奥氏体类不锈钢的机械性能仍不会显著降低。
2 合理选用加工刀具
合理选用加工刀具是进行不锈钢材料加工的重要先决条件。不锈钢加工刀具的必须具有以下特点：较高的强度、硬度、韧性、耐磨性以及较低的不锈钢亲和力。
常用的刀具材料有硬质合金和高速钢两大类，形状复杂的刀具主要采用高速钢材料。由于高速钢切削不锈钢时的切削速度不能太高，因此影响生产效率的提高。对于车刀类较简单的刀具，刀具材料应选用强度高、导热性好的硬质合金，因其硬度、耐磨性等性能优于高速钢。常用的硬质合金材料有：钨钴类（yg3、yg6、yg8、yg3x、yg6x），钨钴钛类（yt30、yt15、yt14、yt5），通用类（yw1、yw2）。yg类硬质合金的韧性和导热性较好，不易与切屑粘结，因此适用于不锈钢粗车加工；而yw类硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性和抗氧化性能以及韧性都较好，适合于不锈钢的精车加工。加工1cr18ni9ti奥氏体不锈钢时，不宜选用yt类硬质合金，由于不锈钢中的ti和yt类硬质合金中的ti产生亲合作用，切屑容易把合金中的ti带走，促使刀具磨损加剧。
3 合理选择刀具几何角度
合理选择刀具几何角度非常重要，其切削部分的几何角度直接影响着不锈钢工件进行切削加工时的切削力、表面粗糙度、加工硬化趋势、生产率、刀具耐用程度等诸多方面。合理选择刀具几何角度不仅可以提高工件的加工质量和加工效还可以显著降低加工成本（如降低刀具的更换频率和废品率等）。
3.1 合理选择前角
进行不锈钢切削时，应该在不降低刀具强度的前提之下，适当提高前角 。刀具前角的适当提高会降低刀具的塑性变形能力、切削热以及切削力，加工硬化的趋势也会随之减轻，相应地，刀具耐用度便会显著提高。综合看来，通常情况下刀具前角保持在12°-20°为最佳，具体角度根据实际需要来调整。
3.2 合理选择后角
在弹性与塑性两方面均高于常规碳素钢的不锈钢，进行切削时，如果刀具后角 过小，会增加车刀后角与切断表面的接触面积，此时，摩擦高温区集中于车刀后角部位，刀具的磨损会显著加快，并且工件的表面光洁度会显著降低。因此，进行不锈钢工件切削时，车刀后角 应该大于车削普通碳钢时的角度，但是不可以过大，因为过大的后角会导致刀刃强度地急剧下降，刀具的耐用度得不到保证。所以，刀具后角保持在6°-10°之间为最佳。
3.3 刃倾角
由于采用较大的前角，刀尖强度会有所削弱。为增强刀尖强度而又不使背向分力增加过大，刃倾角宜取较小数值，一般为-5°至 -15°，连续切削时取较大值，断续切削时取较小值。
4 合理选择切削用量
合理选择切削用量直接影响着不锈钢加工的效率与质量，所以，在合理确定刀具类型和刀具几何角度之后，必须要科学合理地确定切削用量。
合理选择切削用量时应该注意以下几个问题：首先，不同的不锈钢毛坯具有不同的硬度，应该根据实际情况来选择切削用量；其次，合理选择切削用量，同时需要考量刀具材料、刀具刃磨条件以及焊接质量等因素；再次，除了以上两点，合理选择切削用量需要认真考量零件的直径、车床精度以及加工余量问题。
不锈钢材料范文5
关键词：焊条电弧焊；双相不锈钢；焊接接头；耐蚀性
作为当前工业发展背景下材料研究领域存在的三大问题之一，关于工业材料的耐蚀性研究显得尤为迫切。据相关资料统计，全球每年由于材料腐蚀而导致报废的钢材量占到了全部钢材产量的四分之一，耐蚀性研究对于提升钢材的使用效率意义重大。双相不锈钢技术在不断研制和发展过程中被广泛应用于石油、船舶、化工等诸多大型机械设备开发领域，焊条电弧焊工艺对于双相不锈钢材料的使用产生了积极的促进作用，现阶段广泛采用的25%Cr型双相不锈钢工艺是船轴和水泵的必用推进器。然而，焊条电弧焊工艺在实施过程中由于热处理方式或是焊接技术的影响都有可能影响到双相不锈钢的耐蚀性，其耐蚀性能的提升可积极与钨极氩弧焊配合，提升整体耐蚀性能。
1 关于焊条电弧焊双相不锈钢焊接接头耐蚀性研究
当前双相不锈钢材料被广泛应用于大型机械船舶设备当中，其中关于双相不锈钢焊接接头的耐蚀性问题也显得尤为突出。从钢材加工的基本程序与步骤来看，材料由于被腐蚀而导致失效不仅会对整个焊接过程产生一定影响，从社会效益与经济效益的双重层面来看都是极为不利的。钢材加工过程中，焊条电弧焊工艺从局部加热、热循环冷却以及材料缩胀等方面影响焊接接头的使用性能，进而降低材料本身的耐蚀性。笔者通过实验方法对焊接接头的耐蚀性进行了深入剖析。
1.1 实验材料与方法
选取SAF2205双相不锈钢材料，通过钨极电弧焊打底和焊条电弧焊填充的方法来确保材料被熔透，利用V型坡口来扩大实验材料的接触面。焊接材料选择方面，我们选择了与Cr、Ni元素较近的超低碳材料。焊接工艺方面。有效控制焊接热输入和冷却速度是提高焊接工艺组织性能的方法之一，其热输入值一般控制在0.5～1.6KJ/mm，至于层间温度则不应当超出150摄氏度。在对金相组织进行观察时，我们将耐水砂纸打磨到1200#，接着用水清洗，接通电源正极，使材料置于草酸水溶液当中，对电解腐蚀过程进行观察。使用XJG-05金相显微镜对焊缝腐蚀情况进行观察，找到特定的热影响区。在进行接头硬度测试时，需要用到HXD-1000TC显微硬度测试仪对其中的焊缝、母材硬度等进行荷载测量，将母材间距控制在1.5mm以内。电化学腐蚀进行过程中需要测试的是材料自身的耐点蚀性能，通过动电位法对极化曲线进行测量，明确其中的电解质成分，最后运用PS-268A电化学测量仪对其耐蚀性进行精确鉴定。
1.2 实验结果
从实现结果中的显微组织来看，母材的金相组织主要由白色奥氏体和黑色铁素体构成，整体呈现出鱼刺状，散布于铁素体晶界之内。而多层多道焊技术的运用则使得母材中的热影响区位置更加突出，整体形态呈现出羽毛状。硬度实验结果方面，母材的硬度值一般在285HV之内，焊缝与热影响区的硬度均比母材高，这主要是由于冷却过程中温度变化所导致的。从电化学腐蚀实验结果不难看出，由于钝化膜吸附在母材表面，这就使得双相不锈钢焊接接头在极化曲线上逐渐增大，而其中热影响区的点蚀电位要明显低于相近的钝化区位。
2 影响焊接接头耐蚀性的因素分析
铁素体和奥氏体是双相不锈钢材料的固溶组织成分，体积分量对占均等，这就决定了双相不锈钢结构本身具备了较好的韧性与焊接性，由于其强度优势也被广泛应用于海洋化工等领域当中。焊接热循环是双相不锈钢焊接在实施过程中需要考虑的重大影响之一，这对提升焊接接头组织的耐蚀性极为有利。从局部加热、材料缩胀以及热循环作用等方面来看焊条电弧焊工艺作用下双相不锈钢材料的耐蚀性，这就可能与原始材料使用之间存在着明显差异。从上述实验过程我们不难分析，影响焊接接头耐蚀性的因素主要包括焊接接头组织成分和焊接工艺两个方面。
2.1 焊接接头组织成分
焊条电弧焊工艺设备条件下双相不锈钢焊接接头的组织成分主要包括了奥氏体和铁素体两个方面，均等的含量使得双相不锈钢本身就具备了较好的耐腐蚀性能。从高温环境下双相不锈钢材料的元素含量变化不难分析，焊接接头组织成分对于材料耐蚀性有着极其重要的影响，经过热处理之后的耐蚀性相对于之前是明显发生变化的。值得注意的是，仅仅从PRE的时值来对焊接接头的组织成分进行分析是相对片面的，这对体现不锈钢焊接接头的耐蚀性也是不够全面的。除了必要的焊接组织成分之外，我们还需要对焊管性能进行全面观察与分析，通过对比冲击试验或是溶液腐蚀溶液来对微观检测方面实施理论验证，进而从根本上提升数据论证的有效性，实现不断优化焊条电弧焊的焊接工艺，提高焊接接头的耐蚀性能。
2.2 焊接工艺
焊接工艺也是我们在对双相不锈钢焊接接头耐蚀性进行分析过程中需要考虑到的重要因素之一。除了对应力腐蚀研究和对晶间腐蚀研究之外，对点蚀研究也是提升焊接接头耐蚀性能有效性的必然路径。对应力腐蚀研究方面，多层焊技巧除了能够最大程度提升焊接接头的冲击力之外对于耐蚀性能的优化也将产生积极影响。晶间腐蚀方面，焊接工艺措施的完善是体现焊接接头优良性能的关键所在，而预热环节则成为了影响耐晶间腐蚀的重要影响因素。点蚀性能从焊接工艺的参数以及热输入量等方面能够体现出金相组织的整体韧性，将材料中的铁素体含量控制在合理范围之内，这对优化材料微观结构、提升焊接接头的耐蚀性能等都将产生积极的促进作用。
3 结束语
从双相不锈钢焊接接头的电化学实验中我们不难看出，焊条电弧焊工艺制造下的双相不锈钢焊接接头在钝化膜方面有着强大的自我修复能力，这就决定了其自身的抗点蚀性能是极为优越的，而其中的热影响区相对于焊缝及母材的耐蚀性方面就相对稍弱。值得注意的是，关于工业材料的腐蚀性研究既包括局部腐蚀同时也有全面腐蚀，因此在对焊接接头进行耐蚀性研究时我们需要从局部研究着手，进而扩展对材料的全面性能研究。局部腐蚀是文章对双相不锈钢焊接工艺的研究重点，无论是点蚀、晶间腐蚀还是缝隙腐蚀都会对材料的使用性能产生一定影响，这就需要在研究过程中考虑到不同环境和不同材料结构对材料使用性能的影响，切实提升材料自身的腐蚀敏感性。除此之外，在材料的焊接方法及工艺选择方面也会对耐蚀性产生一定影响，这也需要引起我们的足够重视。
参考文献
[1]张俊旺，王文先，王保车，等.奥氏体不锈钢焊接接头抗腐蚀性能研究[J].大连理工大学学报，2006，（03）.
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不锈钢材料范文6
义（P>0.05）。316L不锈钢组的早期凋亡率高于含铜不锈钢组，差异有统计学意义（P
316L不锈钢更利于血管内皮细胞的黏附及增殖，并可以降低血管内皮细胞的早期凋亡率。
[关键词] 含铜不锈钢； 血管内皮细胞； 黏附； 增殖； 细胞凋亡
[中图分类号] R 783.5 [文献标识码] A [doi] 10.7518/hxkq.2013.01.005 在正畸治疗中，支抗控制贯穿于整个治疗过程，是治疗成败的重要因素之一[1]。微种植体的支抗作用
是通过种植钉与骨界面的组织学机械锁结和骨结合，从而抵抗一定限度内的矫治力[2]。在种植体愈合过程
中，新生血管的形成早于成骨活动的开始[3]。血管内皮细胞合成和分泌的调节因子具有调控成骨细胞趋化、增殖及分化的功能[4]。而细胞的生物学行为受生物材料自身性能的影响[5]。因此，不同种植材料很可能会影响种植体-骨界面血管内皮细胞的生物学性状。中国科学院金属研究所研发的含铜不锈钢具有良好的抗菌性能和生物相容性，能有效预防种植体周围细菌感染的发生[6-7]。本实验旨在观察含铜不锈钢对血管内皮细胞黏附、增殖及凋亡情况的影响。
1 材料和方法
1.1 材料
1.1.1 细胞株 人脐静脉内皮细胞株EA.hy926由中国医科大学中心实验室提供。
1.1.2 实验材料 316L不锈钢为医用级不锈钢，成分：Cr18%，Ni12%，其余为Fe。含铜不锈钢（316L-
Cu），成分：Cr18%，Ni12%，Cu4%，其余为Fe，材料由中国科学院金属研究所提供。
1.1.3 主要试剂和设备 DMEM、甲基噻唑基四唑（methyl thiazolyl tetrazolium，MTT）、二甲基亚砜（di-methylsulfoxide，DMSO）、胰蛋白酶（Sigma公司，美国），胎牛血清（杭州四季青生物有限公司），吖啶橙
（上海化学试剂公司），Annexin V-FITC凋亡检测试剂盒（北京宝赛生物技术有限公司），荧光倒置显微镜（Nikon公司，日本），流式细胞仪（BD公司，美国），
自动酶标检测仪（Tecan公司，奥地利）。
1.2 方法
1.2.1 试件的制备 将含铜不锈钢和316L不锈钢制备成两种规格试件。一种为直径10 mm、厚2 mm，各15片，用于黏附实验和增殖活性检测；另一种为直径25 mm、厚2 mm，各5片，用于制备浸提液。上述材料经超声清洗、干燥，高温高压（33 MPa、121 ℃）灭
菌处理后备用。
1.2.2 浸提液的制备 将直径25 mm、厚2 mm的两种不锈钢材料置于6孔培养板中，按试件表面积与培养液之比为3 cm2·mL-1加入DMEM培养液，置于37 ℃培养箱内，浸泡72 h后收集浸提液。
1.2.3 黏附和增殖活性检测 将直径10 mm、厚2 mm的两种不锈钢试件置于无菌24孔板中。用0.25%胰蛋白酶消化处于对数生长期的血管内皮细胞，制备成密度为每毫升2×104个的细胞悬液，接种到各材料表面，静置3 h后，从各孔板侧壁缓慢加入DMEM培养基1 mL。标准条件下分别培养1、2、3 d后，将两种材料各取出2片，PBS冲洗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氯化钙分色。在荧光显微镜下观察细胞在不同材料表面的黏附情况，随机选取上、下、左、右、中5个视野拍照并计数。用MTT法检测两种材料表面血管内皮细胞的增殖活性。在培养1、2、3 d后，分别取出两种不锈钢材料各3片，PBS冲洗后，置于一预先加入DMEM培养液的新24孔板内。每孔加入5 mg·mL-1的MTT试剂80 μL，继续培养4 h后，弃培养基，每孔加入450 μL DMSO，37 ℃下静置2 h，待蓝紫色结晶物彻底溶解后，振荡10 min。将每孔中的液体按每孔150 μL吸入96孔板中，用酶标仪读取吸光度值（A值）（波长490 nm），实验重复3次。
1.2.4 流式细胞术检测细胞凋亡率 将浓度为每毫升2×105个的血管内皮细胞接种于3块6孔板中，分别设计为含铜不锈钢组、316L不锈钢组和对照组。培养24 h后，用浸提液置换孔板中的培养液，对照组用新培养液置换，继续培养24 h。用0.25%胰酶消化细胞，1 000 r·min-1下离心后重悬，制成单细胞悬液，分别加入Annexin V-FITC和PI，避光反应15 min，用流式细胞仪检测各组细胞凋亡率。
1.3 统计学方法
采用SPSS 17.0统计软件对实验数据进行分析，数据以x±s表示，对黏附在材料表面的细胞数及增殖活性采用t检验进行分析，对细胞凋亡率采用方差分析，P
2 结果
2.1 荧光显微镜观察结果
荧光显微镜下，细胞呈多角形，铺路石样排列（图1）。在培养1、2 d后，含铜不锈钢组材料表面黏附的内皮细胞数明显多于316L不锈钢组（P0.05）（图2）。
2.2 MTT法检测细胞增殖活性
培养1、2 d时，含铜不锈钢组A值高于316L不锈钢组（P0.05）（图3）。
2.3 流式细胞仪检测结果
各组细胞均以正常细胞为主，凋亡细胞在各组间分布不均。316L不锈钢组早期凋亡的血管内皮细胞多于含铜不锈钢组和对照组（图4）。
2.4 细胞凋亡率的测定
316L不锈钢组、含铜不锈钢组、对照组的细胞凋亡率分别为5.23%±0.35%、1.96%±0.18%、1.45%±0.15%。经统计学分析，两种不锈钢组与对照组相
比，细胞凋亡率间差异有统计学意义（P
种不锈钢组相比，细胞凋亡率间差异有统计学意义（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 讨论
微种植体支抗在正畸临床应用中较传统支抗方式相比，具有稳定、舒适、不依赖于患者配合等优点，提供了一种相对稳定的口内强支抗。目前使用的微种植体材料，一般为纯钛、钛合金及不锈钢种植体。钛的生物相容性较好，骨结合能力强，但其材质较脆，易折断。不锈钢与钛相比，具有良好的延展性和强度，穿透能力强，可抵抗一定程度的旋转力，降低种植体折断的风险。但在临床应用中，种植体周围炎的发生而导致种植体松动、脱落已成为微种植体失败的重要原因之一[8]。本实验中应用的
含铜不锈钢是一种集结构与功能于一体的新型生物医用材料。含铜不锈钢在体内会释放微量的铜离子，经证明能有效地杀灭引起种植体周围炎的常见致病菌[7]，因此是一种极具开发潜力的微种植体材料。
种植体植入后起初被凝血块包绕，随后成骨细胞分化并参与骨形成[9]。骨形成是骨内微环境中血管
内皮细胞、成骨细胞和破骨细胞之间共同作用的结果[10]。相关研究表明：血管内皮细胞合成的血管发
生因子能促发丝裂原反应，在骨结节的形成中发挥重要作用[11]。同时，血管内皮细胞释放的内皮素-1
可结合成骨细胞膜上存在的相应受体，从而刺激骨形成[12]。而血管内皮细胞分泌的一氧化氮可通过旁
分泌的形式作用于破骨细胞，抑制其骨吸收功能[13]。
以上结果提示：血管内皮细胞合成和分泌的调节因子对成骨细胞及破骨细胞均具有调控作用。此外，种植体的愈合过程必须依赖充分的血供，血管内皮细胞形成的新生血管为氧气、营养物质及代谢废物的运输提供通道。因此，血管内皮细胞为种植体界面的愈合提供了良好的生物学基础。
血管内皮细胞在种植材料表面的黏附情况，直接影响到其增殖、分化以及在种植体-骨界面愈合中的作用。本实验通过吖啶橙染色，在荧光显微镜下观察、比较血管内皮细胞在两种不锈钢材料表面的黏附情况。其原理为：吖啶橙能与活细胞中双螺旋DNA结合，形成发绿色荧光的复合物。在共培养1、2 d后，含铜不锈钢组表面黏附的内皮细胞多于316L不锈钢组。Barbucci等[14]等研究表明：含有Cu2+的透明质酸复合物对血管内皮细胞的迁移和黏附具有促进作用。此外，MTT检测结果也显示，含铜不锈钢组细胞的增殖活性高于316L不锈钢组。分析原因可能是含铜不锈钢富铜相中的铜以Cu2+形式溶出，对血管内皮细胞的增殖产生影响[15]。
增殖和凋亡两者的动态平衡维持着组织的正常形态和功能。不同的合金材料由于成分、金相等差异，在析出金属离子的种类上有所不同，对黏附其表面细胞的影响也各有差别[16]。Annexin V作为检测细胞早期凋亡的灵敏指标之一，其原理为：细胞凋亡早期，细胞膜中的磷脂酰丝氨酸（phosphatidylse-rine，PS）由脂膜内侧翻向外侧。Annexin V能与外侧的PS特异性结合，标记早期凋亡的细胞。本研究通过流式细胞仪检测血管内皮细胞早期凋亡率，结果发现，316L不锈钢组的细胞凋亡率高于含铜不锈钢组，两者差异有统计学意义（P
本实验仅从细胞水平研究含铜不锈钢对血管内皮细胞黏附、增殖及凋亡的影响，而析出的Cu2+与血管内皮细胞的具体作用机制则有待于从分子水平进一步探究。
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