隨著餐飲行業的蓬勃發展,商用廚具市場需求持續增長。2025年,商用廚具行業呈現出多樣化、高端化的發展趨勢。不鏽鋼因其優良的加工成型性和耐腐蝕性,成為商用廚具生產中的首選材料。然而,鎳資源的短缺限制了傳統不鏽鋼的生產。在此背景下,開發適用於商用廚具生產的新品種不鏽鋼具有重要意義。通過模擬計算研究,本文探討了一種新品種不鏽鋼(代號SC3)在商用廚具生產中的適用性,並驗證了其性能。
《2025-2030年全球及中國商用廚具行業市場現狀調研及發展前景分析報告》近年來,商用廚具行業對不鏽鋼的需求不斷增加。不鏽鋼因其耐磨、耐熱、易清洗、美觀、耐侵蝕、高韌性、易加工和壽命長等特點,在快餐業和廚房餐具領域得到了廣泛應用。然而,隨著不鏽鋼產業的快速發展,鎳資源的短缺問題日益突出。目前,我國鎳資源主要依賴進口,自2014年印度尼西亞禁止紅土鎳礦原礦出口後,我國不鏽鋼生產受到較大影響。因此,開發一種富錳少鎳的新品種不鏽鋼,以滿足商用廚具行業的需求,顯得尤為迫切。
商用廚具行業現狀分析提到為滿足商用廚具行業對不鏽鋼的需求,研究者採用JMatPro 10.0和有限元分析軟體ABAQUS 2021相結合的方法,對新品種不鏽鋼SC3的力學性能和耐蝕性進行了模擬計算,並與現有牌號不鏽鋼S30408和S31608進行了比較。
(一)商用廚具用新品種不鏽鋼的耐蝕性計算
新品種不鏽鋼SC3的化學成分設計旨在降低成本,同時不降低產品的加工性能和耐蝕性能。SC3的化學成分如表1所示,其點蝕當量指數(PREMn)為15.04,與S30408的點蝕當量指數21.42相當,表明SC3具有良好的耐蝕性。
(二)商用廚具用新品種不鏽鋼的力學性能模擬
通過模擬計算,SC3的楊氏模量、密度、泊松比和屈服強度等材料參數如表2所示。模擬結果顯示,SC3的拉伸性能與S30408相當,表明其在拉伸載荷下具有良好的塑性應變性能,適合衝壓成形加工。
通過模擬計算,驗證了新品種不鏽鋼SC3在商用廚具生產中的適用性。
(一)商用廚具用新品種不鏽鋼的拉伸性能模擬
模擬結果顯示,SC3的拉伸應力-應變曲線與S30408基本重合,表明其抗拉強度和金屬流動性接近,適合商用廚具的衝壓成形加工。
(二)商用廚具用新品種不鏽鋼的三點彎曲性能模擬
在三點彎曲載荷下,SC3的應變-時間曲線表明其金屬內部質點的變形抗力小,金屬流動性更好,成型性更好,適合商用廚具的拉深工藝。
(三)商用廚具用新品種不鏽鋼的拉深工藝驗證
通過建立拉深實驗的幾何模型和網格模型,模擬結果顯示SC3在拉深工藝中表現出良好的衝壓成形性能,其衝壓力介於S30408和S31608之間,金屬流動性能較好,適合商用廚具的生產。
四、總結
通過模擬計算和工藝驗證,新品種不鏽鋼SC3在耐蝕性、加工特性和力學性能方面表現出良好的性能,適用於商用廚具生產。該研究方法不僅有效縮短了材料研發周期,還避免了反覆試驗造成的人力、物力損耗,為新材料設計優化提供了理論基礎。未來,通過實際試生產進一步驗證SC3的可行性,有望推動商用廚具行業的材料升級和可持續發展。
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