高合金超高強度鋼

高合金超高強度鋼是合金元素含量大于10%的超高強度鋼。常見的有二次硬化鋼、沉淀硬化不銹鋼和馬氏體時效鋼等。

中文名稱

高合金超高強度鋼

英文名稱

high alloy ultra-high strength steel

定　　義

合金元素含量大于10%的超高強度鋼。常見的有二次硬化鋼、沉淀硬化不銹鋼和馬氏體時效鋼等。

應(yīng)用學科

材料科學技術(shù)（一級學科），金屬材料（二級學科），鋼鐵材料（三級學科），鋼鐵材料品種（四級學科）

中文名稱

中合金超高強度鋼

英文名稱

medium alloy ultra-high strength steel

定　　義

合金元素含量在5%~10%的中碳超高強度鋼。

應(yīng)用學科

材料科學技術(shù)（一級學科），金屬材料（二級學科），鋼鐵材料（三級學科），鋼鐵材料品種（四級學科）

中文名稱

低合金超高強度鋼

英文名稱

low alloy ultra- high strength steel

定　　義

合金元素含量低于5%的中碳超高強度鋼。

應(yīng)用學科

材料科學技術(shù)（一級學科），金屬材料（二級學科），鋼鐵材料（三級學科），鋼鐵材料品種（四級學科）

按照合金化程度及顯微組織，超高強度鋼可分為低合金、中合金和高合金超高強度鋼三類。在高合金超高強度鋼中又有馬氏體時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大，細化鋼的顯微組織。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。這類鋼合金元素含量低，成本低，生產(chǎn)工藝簡單，廣泛用于制造飛機大梁、起落架構(gòu)件、發(fā)動機軸、高強度螺栓、固體火箭發(fā)動機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，由于碳化物沉淀產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)，而達到較高的強度。這類鋼的特點是回火穩(wěn)定性高，在500℃左右條件下使用，仍有較高的強度，一般用于制造飛機發(fā)動機零件。

馬氏體時效鋼

典型鋼種有18Ni馬氏體時效鋼，含碳小于0.03%，鎳約18%，鈷8%。根據(jù)鉬和鈦含量不同，鋼的屈服強度分別可達到140、175和210kgf/mm²。從820～840℃固溶處理冷卻到室溫時，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450～480℃時效，析出部分共格金屬間化合物相（Ni3Ti、Ni3Mo），達到較高的強度。鎳可使鋼在高溫下得到單相奧氏體，并在冷卻到室溫時轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗囫R氏體，而具有較高的塑性。同時鎳也是時效強化元素。鈷能使鋼的馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度升高，避免形成大量殘留奧氏體。這類鋼的特點是強度高，韌性高，屈強比高，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，抗拉強度可達130～160kgf/mm²，斷裂韌度達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

簡稱PH不銹鋼，是在不銹鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的具有抗腐蝕性能的超高強度鋼。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。典型鋼種有0Cr17Ni7Al和0Cr15Ni7Mo2Al，抗拉強度約為160kgf/mm²。這類鋼有良好的耐蝕性、抗氧化性。鋼的強化是通過固溶處理、冷處理或形變后再時效，析出彌散沉淀相而實現(xiàn)的。這類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。