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高强度耐磨钢板原材料——超高强度钢时间:2021-10-15   编辑:admin

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。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)。

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。

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。通常在淬火和低堆焊耐磨钢板温回火状态下使用,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。

中合金超高强度钢是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,而达到较高的高硬度耐磨钢板强度。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。

超高强度钢对冶金质量要求高,通常采用电弧炉和电渣重熔冶炼。要求纯度高的钢种,多采用真空感应炉或真空自耗电弧炉冶炼。中、低合金超高强度钢在热处理时应防止脱碳;马氏体时效钢和沉淀硬化不锈钢,可以用普通加热炉固溶处理。焊接时须采用保护气体焊接或采用钨极氩弧焊接。某些含碳较高的(0.4%左右)低合金超高强度钢,焊接后应立即进行去应力退火。


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