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高強(qiáng)度合金鋼是什么材料(超高強(qiáng)度鋼主要類(lèi)別)

出自:河北成華機(jī)械制造有限公司 時(shí)間:2023-04-11 18:02

高強(qiáng)度合金鋼是什么材料(超高強(qiáng)度鋼主要類(lèi)別)

超高強(qiáng)度鋼是用于制造承受較高應(yīng)力結(jié)構(gòu)件的一類(lèi)合金鋼。一般屈服強(qiáng)度大于1180MPa,抗拉強(qiáng)度大于1380MPa這類(lèi)鋼一般具有足夠的韌性及較高的比強(qiáng)度和屈強(qiáng)比,還有良好的焊接性和成形性。按照合金化程度和顯微組織,可分為低合金、中合金和高合金超高強(qiáng)度鋼三類(lèi)。

超高強(qiáng)度鋼主要類(lèi)別

按照合金化程度及顯微組織,超高強(qiáng)度鋼可分為低合金、中合金和高合金超高強(qiáng)度鋼三類(lèi)。在高合金超高強(qiáng)度鋼中又有馬氏體時(shí)效鋼和沉淀硬化不銹鋼等。

低合金鋼

是由調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼發(fā)展起來(lái)的,含碳量一般在0.3~0.5%,合金元素總含量小于5%,其作用是保證鋼的淬透性,提高馬氏體的抗回火穩(wěn)定性和抑制奧氏體晶粒長(zhǎng)大,細(xì)化鋼的顯微組織。常用元素有鎳、鉻、硅、錳、鉬、釩等。通常在淬火和低溫回火狀態(tài)下使用,顯微組織為回火板條馬氏體,具有較高的強(qiáng)度和韌性。如采用等溫淬火工藝,可獲得下貝氏體組織或下貝氏體與馬氏體的混合組織,也可改善韌性。這類(lèi)鋼合金元素含量低,成本低,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,廣泛用于制造飛機(jī)大梁、起落架構(gòu)件、發(fā)動(dòng)機(jī)軸、高強(qiáng)度螺栓、固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體和化工高壓容器等。

中合金鋼

熱作模具鋼的改型鋼,典型鋼種有4Cr5MoSiV鋼。這類(lèi)鋼的含碳量約0.4%,合金元素總含量約8%,具有較高的淬透性,一般零件經(jīng)高溫奧氏體化后,空冷即可獲得馬氏體組織,500~550℃回火時(shí),由于碳化物沉淀產(chǎn)生二次硬化效應(yīng),而達(dá)到較高的強(qiáng)度。這類(lèi)鋼的特點(diǎn)是回火穩(wěn)定性高,在500℃左右條件下使用,仍有較高的強(qiáng)度,一般用于制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零件。

馬氏體時(shí)效鋼

典型鋼種有18Ni馬氏體時(shí)效鋼,含碳小于0.03%,鎳約18%,鈷8%。根據(jù)鉬和鈦含量不同,鋼的屈服強(qiáng)度分別可達(dá)到140、175和210kgf/mm2。從820~840℃固溶處理冷卻到室溫時(shí),轉(zhuǎn)變成微碳Fe-Ni馬氏體組織,其韌性較Fe-C馬氏體為高,通過(guò)450~480℃時(shí)效,析出部分共格金屬間化合物相(Ni3Ti、Ni3Mo),達(dá)到較高的強(qiáng)度。鎳可使鋼在高溫下得到單相奧氏體,并在冷卻到室溫時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗囫R氏體,而具有較高的塑性。同時(shí)鎳也是時(shí)效強(qiáng)化元素。鈷能使鋼的馬氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度升高,避免形成大量殘留奧氏體。這類(lèi)鋼的特點(diǎn)是強(qiáng)度高,韌性高,屈強(qiáng)比高,焊接性和成形性良好;加工硬化系數(shù)小,熱處理工藝簡(jiǎn)單,尺寸穩(wěn)定性好,常用于制造航空器、航天器構(gòu)件和冷擠、冷沖模具等。

Ni-4Co型鋼

含9%鎳使鋼固溶強(qiáng)化和提高韌性,加4%鈷的作用在于盡量減少鋼中殘留奧氏體量,鉬和鉻是為了產(chǎn)生沉淀硬化效應(yīng)。含碳0.20~0.30%時(shí),抗拉強(qiáng)度可達(dá)130~160kgf/mm2,斷裂韌度達(dá)400kgf/mm幫以上。綜合性能好,抗應(yīng)力腐蝕性高,具有良好的工藝性能,常用于航空、航天工業(yè)。

沉淀硬化鋼

簡(jiǎn)稱(chēng)PH不銹鋼,是在不銹鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的具有抗腐蝕性能的超高強(qiáng)度鋼。合金元素總含量約為22~25%。按高溫固溶處理后冷至室溫時(shí)顯微組織的不同,可分為奧氏體型、半奧氏體型和馬氏體型三類(lèi)。典型鋼種有0Cr17Ni7Al和0Cr15Ni7Mo2Al,抗拉強(qiáng)度約為160kgf/mm2。這類(lèi)鋼有良好的耐蝕性、抗氧化性。鋼的強(qiáng)化是通過(guò)固溶處理、冷處理或形變后再時(shí)效,析出彌散沉淀相而實(shí)現(xiàn)的。這類(lèi)鋼主要用于制造高應(yīng)力耐腐蝕的化工設(shè)備零件、航空器結(jié)構(gòu)件和高壓容器等。


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