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高強(qiáng)度無(wú)錫不銹鋼的研發(fā)

時(shí)間:2019-06-13    作者:無(wú)錫不銹鋼板    瀏覽:0

高強(qiáng)度無(wú)錫不銹鋼采用了低碳馬氏體相變強(qiáng)化和時(shí)效強(qiáng)化效應(yīng)疊加的手段,是強(qiáng)度與韌性匹配最好、耐腐性能最佳的金屬結(jié)構(gòu)材料。高強(qiáng)度無(wú)錫不銹鋼按照強(qiáng)度可以劃分為三個(gè)等級(jí): 低強(qiáng)度等級(jí)在 1000~1400 MPa; 中強(qiáng)度級(jí)別1400~1700 MPa; 超高強(qiáng)度等級(jí)大于1800 MPa。

一.低強(qiáng)度等級(jí),以15-5PH 沉淀硬化無(wú)錫不銹鋼為典型

此類(lèi)無(wú)錫不銹鋼合金化的特點(diǎn)是采用 15% 左右的鉻來(lái)保證鋼的耐腐蝕性能,5%左右的鎳含量起到平衡相圖,使鋼在室溫得到馬氏體組織,同時(shí)降低鋼中 δ-鐵素體,加入 4%左右的銅,起到強(qiáng)化作用,少量的鈮可以與碳形成MC 相,起到釘扎晶界,細(xì)化晶粒的作用。經(jīng)過(guò)時(shí)效后析出了大量的面心立方結(jié)構(gòu)、與馬氏體基體間滿足K-S 位向關(guān)系的富銅相,起到強(qiáng)化作用。15-5PH 鋼用于環(huán)境溫度 300℃ 以下或腐蝕環(huán)境下的零件,以更高的材料強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)減重。由于該鋼成本低廉,耐蝕性好,而且可以通過(guò)改變熱處理工藝獲得不同強(qiáng)度,為設(shè)計(jì)選材提供了更加寬泛的空間,因此在國(guó)內(nèi)外飛機(jī)上應(yīng)用最為廣泛,例如波音 737-600 型機(jī)翼梁、機(jī)身框架,波音767 主起落架前軸頸支架的鋼銷(xiāo),F(xiàn)-15 艙蓋鎖閂、高強(qiáng)度螺栓、彈簧等各類(lèi)零配件。

二.中強(qiáng)度等級(jí),以 PH13-8Mo 沉淀硬化無(wú)錫不銹鋼為典型。

此類(lèi)鋼采用低碳的合金化設(shè)計(jì),采用 13%左右的鉻來(lái)保證鋼的耐蝕性,8% 左右的鎳來(lái)彌補(bǔ)由于低碳而引起相圖的不平衡,降低 δ-鐵素體含量,使鋼得到板條馬氏體組織,加入2% 鉬和 1% 鋁,在鋼中形成 NiAl 相和 Ni3Mo 相起到強(qiáng)化作用。PH13-8Mo 鋼內(nèi)形成板條馬氏體組織和大量的位錯(cuò),纖細(xì)的馬氏體板條不但可以保證鋼的強(qiáng)度,還起到韌化作用。在鋼中有大量的NiAl 相彌散的析出,并釘扎位錯(cuò)線,起到強(qiáng)化作用。PH13-8Mo 沉淀硬化無(wú)錫不銹鋼是應(yīng)用范圍廣、應(yīng)用部件多、用量大、強(qiáng)度高、斷裂韌性和抗應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合好的沉淀硬化不銹鋼,適合于制作要求高的屈服強(qiáng)度、高的韌性、無(wú)各向異性的大截面構(gòu)件和高應(yīng)力緊固件,已成為國(guó)外軍機(jī)和民機(jī)的必選材料。我國(guó)“梟龍”戰(zhàn)機(jī)主承力機(jī)身框和機(jī)翼承力梁也采用該鋼制造,并已被選定在新一代戰(zhàn)斗機(jī)的內(nèi)埋式武器彈射機(jī)構(gòu)、舵面驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)的傳力銷(xiāo)等關(guān)鍵承力耐蝕結(jié)構(gòu)件上采用。

三.超高強(qiáng)度等級(jí),以6 F863 鋼為典型。

    這類(lèi)鋼中,C≤0.05%,S、P、Si、Mn 含量盡量低,合理的鉻與鎳的當(dāng)量配合,添加2% 左右的鉬使鋼獲得時(shí)效強(qiáng)化,同時(shí)能使鋼保持良好的韌性及耐海水腐蝕性能。為了充分實(shí)現(xiàn)鉬的強(qiáng)化作用,還添加一定量的鈷和少量的鈦。
F863 鋼是目前國(guó)內(nèi)外強(qiáng)度級(jí)別最高的新一代超高強(qiáng)度無(wú)錫不銹鋼,具有很好的耐蝕性、焊接性能,同時(shí)具有較高的斷裂韌性,可以為新一代武器裝備更新?lián)Q代、零部件的升級(jí)提供穩(wěn)定的材料,在航天大型運(yùn)載火箭動(dòng)力連接裝置、魚(yú)雷發(fā)射裝置、潛射型巡航導(dǎo)彈等國(guó)防武器裝備中都具有潛在的用途。
  
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