不锈钢雕塑材料及其热切割技术

雕塑是艺术形式的一种，是以物质材料和一 定手法创作的三维空间形象的视觉艺术。不锈钢雕塑则是突出了雕塑的物质属性，即以不锈钢为主材进行制作的雕塑。不锈钢雕塑常用材料是综合性能好的奥氏体不锈钢，它是高铬不锈钢中添加适当的镍而形成的，以Cr18Ni9铁基合金为基础，在此基础上随着不同用途，发展成铬镍奥氏体不锈钢系列。不锈钢雕塑中常用的材料型号有201 、304、316等，对应的标准牌号为：

201不锈钢国家标准牌号为12Cr17Mn6Ni5N

304不锈钢国家标准牌号06Cr19Ni10

316不锈钢国家标准牌号06Cr17Ni12Mo2

316L不锈钢国家标准牌号022Cr17Ni12Mo2

不锈钢雕塑制作过程中用到的辅材有焊条、焊丝、焊剂、氩气、二氧化碳、氧气、乙炔等耗材。

不锈钢雕塑制作过程中用到的热切割技术有氧燃气火焰气割技术、等离子弧切割技术、激光切割技术、水射流切割技术等。

气割是利用气体火焰的热能将工件切割处预热到一 定温度后，喷出高速切割氧流，使金属燃烧并放出热量而实现热切割的方法。 等离子弧切割是利用等离子弧的热能实现金属材料熔化的一种切割方法。激光切割是利用激光束的高能量对工件进行热切割的方法。激光切割具有切割热变形小、切割面质量好、切割速度快等优点。水射流切割技术是利用一 定高压的纯水或带有切割磨料的浆液，经切割喷管射出具有高密度冲击的液柱，直冲加工物体进行切割。水射流切割技术在严禁烟火的场所能安全可靠的使用，其切割的工件切口表面平滑，质量优异；可切割的板材厚度范围广，切割厚度可大于100mm；切割过程中不会产生大量的切割热，变形量小。

补充关于不锈钢的分类（按金相组织分类）及其特点

不锈钢按金相组织分类可分为铁素体（F）型不锈钢、马氏体（M）型不锈钢、奥氏体（A）型不锈钢、奥氏体-铁素体（A-F）型双相不锈钢和沉淀硬化（PH）型不锈钢.

（1）铁素体型不锈钢的内部显微组织为铁素体，其铬的质量分数再在11.5%~32.0%之间。随着铬含量的提高，其耐蚀性增强，加入钼后，可提高耐还原性酸腐蚀性能和抗应力腐蚀的能力。该类钢用于制造硝酸化工设备的吸收塔、热交换器、储槽和运输硝酸用的槽罐以及制造不承受强烈冲击载荷的其他零部件和设备。

（2）马氏体型不锈钢的显微组织为马氏体，其铬的质量分数在11.5%~18%，但碳含量分数最高可达0.6%。碳含量的增大提高了钢的强度和硬度。这类钢具有一 定的耐蚀性和热强性，可作为温度700℃以下长期工作的耐热钢使用，广泛用来制造对韧性和冲击韧度要求较高的零件，如汽轮机的叶片、内燃机排气阀和医疗器械，但这类钢的焊接性较差。

（3）奥氏体型不锈钢，显微组织为奥氏体，它是在高铬不锈钢中适当添加镍而形成的，属于耐蚀钢，是应用广泛的一类钢。奥氏体型不锈钢以18-8型不锈钢为代表，它是有较好的力学性能，便于机械加工、冲击和焊接。在氧化性环境中具有优良的耐蚀性和良好的耐热性能，但对溶液中含有氯离子的介质特别铭感，易于发生应力腐蚀。

（4）奥氏体-铁素体型不锈钢，显微组织是奥氏体+铁素体。分铁素体体积分数小于10%的不锈钢和铁素体体积分数在30%~60%之间两种情况。前者是在奥氏体钢基础上发展的钢种，与相同含碳量的奥氏体型不锈钢相比，具有较小的晶间腐蚀倾向和较高的力学性能，且韧性比铁素体型不锈钢高。同时少量铁素体的存在，有利于奥氏体型不锈钢在施焊过程中，防止焊缝热烈纹的形成。后者具有特殊抗点蚀、抗应力腐蚀性能，是典型的双相不锈钢。

（5）沉淀硬化型不锈钢。其组织形态可为三类：沉淀硬化半奥氏体型、沉淀硬化马氏体型、沉淀硬化奥氏型。