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超高强度钢定义(7)

发布时间:2021-06-12   来源:未知    
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超高强度钢的意义

洁度,并在表面层形成一定深度的冷作硬化层。挤压强化使孔内壁强化层由于塑性变形而产生大量的位错圈、位错网和位错缠结,使位错密度升高,内应力增加,提高了屈服强度。由于内表面层形成残余压应力和表面光洁度提高,也能进一步降低内孔表面缺陷的有害影响,例如30CrMnSiNi2A钢经挤压强化,疲劳强度极限由315MPa提高到600MPa。

γ→αδηθβζ0.2φωψρπμν

ζs ζb ε

γ+α

超高强度钢

ultrahigh-strength steels

应用于制造承受较高应力结构件的合金钢类,一般屈服强度大于120kgf/mm2、抗拉强度大于140kgf/mm2。

20世纪40年代中期,美国研制成Cr-Mo钢(AISI4130)和Cr-Ni-Mo钢(AISI 4340),经淬火和低温回火后,抗拉强度分别为170和190kgf/mm2。50年代初,在AISI 4340钢的基础上加入Si和V,制成300M,抗拉强度达190~210kgf/mm2。1960年,国际镍公司制成马氏体时效钢,抗拉强度约为180kgf/mm2,断裂韧度高达390kgf/mm帮。70年代,美国在300M基础上降C增Si,改善韧性,发展成HP310钢;在马氏体时效钢的基础上研究成AF1410钢,抗拉强度为170kgf/mm2,断裂韧度达400kgf/mm帮(见断裂韧性试验)。

中国从50年代开始研究和生产超高强度钢,已有多种钢号的产品,主要有SiMnMoV、SiMnCrMoV和加有稀土元素的SiMnCrMoV系列钢,抗拉强度为170~190kgf/mm2,断裂韧度可达250~280kgf/mm帮。

超高强度钢必须具有高的抗拉强度,和保持足够的韧性,还要求比强度(强度与密度之比)大和屈强比(σs/σb)高,以减轻构件的重量,而且要有良好的焊接性和成形性等工艺性能。 类别 按照合金化程度及显微组织,超高强度钢可分为低合金、中合金和高合金超高强度钢三类。在高合金超高强度钢中又有马氏体时效钢和沉淀硬化不锈钢等(见金属的强化)。 低合金超高强度钢 是由调质结构钢发展起来的,含碳量一般在0.3~0.5%,合金元素总含量小于5%,其作用是保证钢的淬透性,提高马氏体的抗回火稳定性和抑制奥氏体晶粒长大,细化钢的显微组织。常用元素有镍、铬、硅、锰、钼、钒等。通常在淬火和低温回火状态下使用,显微组织为回火板条马氏体,具有较高的强度和韧性。如采用等温淬火工艺,可获得下贝氏体组织或下贝氏体与马氏体的混合组织,也可改善韧性。这类钢合金元素含量低,成本低,生产工艺简单,广泛用于制造飞机大梁、起落架构件、发动机轴、高强度螺栓、固体火箭发动机壳体和化工高压容器等。

中合金超高强度钢 热作模具钢的改型钢,典型钢种有4Cr5MoSiV钢。这类钢的含碳量约0.4%,合金元素总含量约8%,具有较高的淬透性,一般零件经高温奥氏体化后,空冷即可获得马氏体组织,500~550℃回火时,由于碳化物沉淀产生二次硬化效应,而达到较高的强度。这类钢的特点是回火稳定性高,在500℃左右条件下使用,仍有较高的强度,一般用于制造飞机发动机零件。

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