超超高qiang度鋼是用于制造承受較高應力結構件的一類合金鋼。一般屈 服強度大于1180MPa,抗拉強度大于1380MPa這類鋼一般具有足夠的韌性及較高的比強度和屈強比, 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、中合金和高合金超超高qiang度鋼三類。2018年2月,研發出基于共格納米析出強化的新一代超超高qiang鋼,榮獲科技部2017年度中國科學十da進展。
早在20世紀40年代中期,由于航空和航天技術發展的需要,為了減輕飛行器自重,提高飛行速度,要求結構材料必須具有更高的比強度。為此,美國人在AISI4130和4340鋼的基礎上,改變熱處理工藝,采用淬火加低溫回火,獲得回火馬氏體組織,使鋼的抗拉強度提高到1600MPa以上。用于制造飛機結構件,對減輕飛行器自重取得了明顯成效。
20世紀50年代以后,在提高鋼的強度和改善鋼的韌性方面不斷取得新進展,相繼研制成功300M,D6AC和H-11等超超高qiang度鋼。1960年美國國際鎳公司研制出馬氏體時效鋼,并逐步形成18Ni馬氏體時效鋼系列,屈服強度分別為1400MPa、1700MPa、2100MPa和2400MPa,其斷裂韌性達到較高的水平。
20世紀70年代以后,超超高qiang度鋼的發展主要是提高韌性。在9NiCo系列之后,美國在Hy180鋼的基礎上,又研制成功AF1410二次硬化超超高qiang度鋼,該鋼采用低碳馬氏體和析出合金碳化物彌散強化效應,不僅強度高,韌性高,而且具有很高的抗應力腐蝕能力。已用于制造飛機起落架和平尾軸等重要結構部件,受到航空和航天部門的重視和青睞。
進入20世紀90年代以來,為了適應航空工業的需要,在AF1410鋼的基礎上,美國研制成功AerMet100,鋼的抗拉強度為1965MPa,斷裂韌性達到120MN·m抗應力腐蝕性能好。用于制造飛機起落架,將極大提高飛行安全可靠性,延長飛機使用壽命。中國從20世紀50年代開始試制超超高qiang度鋼。結合國內資源條件先后研制成功35Si2Mn2MoVA,40CrMnSiMoVA和33Si2MnCrMoVREA等低合金超超高qiang度鋼,這些材料已經用于制造飛機起落架和固體火箭發動機殼體等重要部件。
1980年以后采用真空冶煉技術,提高了鋼的純度,先后試制成功40CrNi2Si2MoVA、45CrNiMo1VA和18Ni馬氏體時效鋼等。超超高qiang度鋼的研制和應用均取得了極大的進展。進入20世紀90年代以來,在新材料和新工藝的研究方面,不斷有新的突破,航空和航天用高斷裂韌性超超高qiang度鋼的研制和應用均取得了新進展。
按照合金化程度及顯微組織,超超高qiang度鋼可分為低合金、中合金和高合金超超高qiang度鋼三類。在高合金超超高qiang度鋼中又有馬氏體時效鋼和沉淀硬化不銹鋼等。超超高qiang度鋼對冶金質量要求高,通常采用電弧爐和電渣重熔冶煉。要求純度高的鋼種,多采用真空感應爐或真空自耗電弧爐冶煉。
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