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高強不鏽鋼的研發(硫鐵的應用之一)

時間:2015-1-28 14:04:45

  高強度不鏽鋼采用了低碳馬氏體相變強化和時效強化效應疊加的手段,是強度與韌性匹配最好、耐腐性能最佳的金屬結構材料。高強不鏽鋼按照強度可以劃分為三個等級: 低強度等級在 1000~1400 MPa; 中強度級別1400~1700 MPa; 超高強度等級大於1800 MPa。 

  一.低強度等級,以15-5PH 沉澱硬化不鏽鋼為典型。
  此類不鏽鋼合金化的特點是采用 15% 左右的鉻來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,同時降低鋼中 δ-鐵素體,加入 4%左右的銅,起到強化作用,少量的铌可以與碳形成MC 相,起到釘紮晶界,細化晶粒的作用。經過時效後析出了大量的麵心立方結構、與馬氏體基體間滿足K-S 位向關係的富銅相,起到強化作用。15-5PH 鋼用於環境溫度 300℃ 以下或腐蝕環境下的零件,以更高的材料強度實現減重。由於該鋼成本低廉,耐蝕性好,而且可以通過改變熱處理工藝獲得不同強度,為設計選材提供了更加寬泛的空間,因此在國內外飛機上應用最為廣泛,例如波音 737-600 型機翼梁、機身框架,波音767 主起落架前軸頸支架的鋼銷,F-15 艙蓋鎖閂、高強度螺栓、彈簧等各類零配件。
  二.中強度等級,以 PH13-8Mo 沉澱硬化不鏽鋼為典型。
  此類鋼采用低碳的合金化設計,采用 13%左右的鉻來保證鋼的耐蝕性,8% 左右的鎳來彌補由於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 相起到強化作用。PH13-8Mo 鋼內形成板條馬氏體組織和大量的位錯,纖細的馬氏體板條不但可以保證鋼的強度,還起到韌化作用。在鋼中有大量的NiAl 相彌散的析出,並釘紮位錯線,起到強化作用。PH13-8Mo 沉澱硬化不鏽鋼是應用範圍廣、應用部件多、用量大、強度高、斷裂韌性和抗應力腐蝕性能結合好的沉澱硬化不鏽鋼,適合於製作要求高的屈服強度、高的韌性、無各向異性的大截麵構件和高應力緊固件,已成為國外軍機和民機的必選材料。我國“梟龍”戰機主承力機身框和機翼承力梁也采用該鋼製造,並已被選定在新一代戰鬥機的內埋式武器彈射機構、舵麵驅動機構、發動機的傳力銷等關鍵承力耐蝕結構件上采用。
  三.超高強度等級,以6 F863 鋼為典型。
      這類鋼中,C≤0.05%,S、P、Si、Mn 含量盡量低,合理的鉻與鎳的當量配合,添加2% 左右的鉬使鋼獲得時效強化,同時能使鋼保持良好的韌性及耐海水腐蝕性能。為了充分實現鉬的強化作用,還添加一定量的鈷和少量的硫鐵
  F863 鋼是目前國內外強度級別最高的新一代超高強度不鏽鋼,具有很好的耐蝕性、焊接性能,同時具有較高的斷裂韌性,可以為新一代武器裝備更新換代、零部件的升級提供穩定的材料,在航天大型運載火箭動力連接裝置、魚雷發射裝置、潛射型巡航導彈等國防武器裝備中都具有潛在的用途。