超高强度钢--2012资料
Q ASB 89.3-2012 高强度无间隙原子钢
鞍山钢铁集团公司企业标准Q/ASB 89.3—2012代替 Q/ASB 89-2010汽车用高强度冷连轧钢板和钢带第3部分：高强度无间隙原子钢文稿版次选择2012-09-29发布2012-11-01实施前 言本标准按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
Q/ASB 89《汽车用高强度冷连轧钢板和钢带》分为5个部分：第1部分：烘烤硬化钢；第3部分：高强度无间隙原子钢；第4部分：低合金高强度钢；第6部分：相变诱导塑性钢第8部分：高强度低碳钢。
本部分为Q/ASB 89《汽车用高强度冷连轧钢板和钢带》的第3部分。
本部分和第1部分共同代替Q/ASB 89－2010《汽车用含磷和烘烤硬化高强度冷轧钢板和钢带》。
本部分与Q/ASB 89－2010相比，除编辑性修改外，主要技术内容变化如下：——增加了牌号及性能指标（见表1、表2、表4）；——增加了涂油种类（见3.4）——修改了涂油要求（见6.2.2，2010版6.2.2）；——增加了国内外相关牌号对照（见附录A）。
本部分与国内外相关标准牌号的对照参见附录A。
本部分由鞍钢股份有限公司产品制造部提出。
本部分由鞍山钢铁集团公司科技质量部归口。
本部分起草单位：鞍钢股份有限公司产品制造部。
本部分主要起草人：陈玥、贾启超、韩炯、黄秋菊。
本部分水平等级标记：Q/ASB 89.3－2012Y。
本部分历次发布情况为：Q/ASB 89-2004、Q/ASB 89-2007、Q/ASB 89－2010。
汽车用高强度冷连轧钢板和钢带第3部分：高强度无间隙原子钢1 范围本部分规定了汽车用高强度无间隙原子冷轧钢板和钢带的分类、代号、订货内容、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。
本部分适用于汽车用高强度无间隙原子冷轧钢板和钢带（以下简称钢板和钢带）。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
2012 ECB(Euro Car Body)总结及2013ECB新材料应用展望
2012 ECB（Euro Car Body）总结及2013ECB新材料应用展望一、Euro Car Body简介Euro Car Body（简称ECB)欧洲汽车车身会议是由Automotive Circle International （国际领先的汽车及其供应链交流平台）主办，主要吸引了来自世界各国的整车、零部件、原材料和研究机构的技术人员。
每年10月份在德国举行，2013年为第15届。
会议聚集全球车身专家，对本年度上市的或即将上市的车型车身结构设计、平台化、模块化、新材料、重量及轻量化系数、车身结构连接方式、模态及刚度、NVH、碰撞安全性能，以及生产工艺、厂房布置和维修便利性等等进行讨论评价，并通过与会者的投票，评选出本年度最佳车型。
世界各大汽车厂商都以此为锲机来分析研究行业的最新技术，这个会议也被称为世界上最大的最公开的车身BenchMark研究大会。
二、2012ECB（Euro Car Body）总结下图为2012年度参展车型获奖排序。
每个车型的详细分析可以查看网站以往的记录：2012 Euro Car Body Mondeo 车身用材解析2012 Euro Car Body Cadillac ATS车身用材解析2012Euro Car Body 本田CIVIC车身用材解析2012 Euro Car Body新宝马3系车身用材解析2012 Euro Car Body季军车型—全新路虎揽胜车身用材解析2012 Euro Car Body亚军车型-- Audi A3车身用材解析2012 Euro Car Body参展车型用材解析（1）--冠军车型 Benz SL每个车型都有其特点，笔者从车身用材分布，新材料新工艺，结构设计和轻量化工程几个方面对2012 ECB做个简单的总结，便于各位读者去分析对比2013年 ECB最新的技术发展。
2.1车身用材分布钢制车身的材料分布ECB的车身高强度钢应用比例是按照冶金学类型进行分类统计的，而不是屈服强度（详细分类请查看：汽车高强度钢应用手册V4.1），车身高强度钢比例最高达到70%。
《钢结构工程施工规范》(GB50755-2012)条文解析2
条文解析
内容概要
1 2 3 4 5
总
则
术语和符号
基本规定
施工阶段设计 材 料
1
总则
1.0.2 本规范适用于工业与民用建筑及构筑物钢结构工程的施工。 【条文解析】： 本规范适用于单层、多层、高层钢结构及空间钢结构、高耸钢结构、构筑物钢 结构、压型金属板等工程施工。
2）水准仪：采用3S级水准仪，其精度应为士3mm/km；
3）经纬仪：一般钢结构工程采用精度为2S级光学经纬仪，对高层钢结构或安装 精度要求较高的钢结构，采用激光经纬仪，其精度在1/200000以内。
GB 50755-2012
3 基本规定
3.0.6 钢结构施工用的专用机具和工具，应满足施工要求，且应在合格检定有 效期内。 【条文解析】：钢结构工程常用的施工机具主要包括：制作加工类、焊接机具类
资质等级标准分为一、二、三级，其各自承包工程范围如下：
等级 承接范围
一级企业
二级企业
不限
单项合同额≤5倍企业注册资金且跨度≤33m、重量≤1200t、单体建筑面积 ≤24000m2的钢结构工程制作与安装； 边长≤80m、重量≤350t、建筑面积≤ 6000m2的网架工程制作与安装。 单项合同额≤5倍企业注册资金且跨度≤24m、重量≤600t、单体建筑面积≤ 6000m2的钢结构工程制作与安装； 边长≤24m、重量≤120t、建筑面积≤ 1200m2的网架工程制作与安装。
单层钢结构工程
多层钢结构工程
高层钢结构工程
单层钢结构工程
高耸钢结构工程
压型金属板工程
GB 50755-2012
1
总则
高耸钢结构主要包括广播电视发射塔、通讯塔、导航塔、输电高塔、石油化 工塔、大气监测塔等； 构筑物钢结构主要有烟囱、锅炉悬吊构架、贮仓、运输机通廊、管道支架等, 。 本规范不适用于桥梁钢结构、海洋钻井平台钢结构等特殊钢结构工程，其施
超高强度钢
超高强度钢超高强度钢一般是指屈服强度大于1380MPa的高强度结构钢。
20世纪40年代中期，美国用AISI4340结构钢通过降低回火温度，使钢的抗拉强度达到1600～1900MPa。
50年代以后，相继研制成功多种低合金和中合金超高强度钢，如300M、D6AC和H一11钢等。
60年代研制成功马氏体时效钢，逐步形成18Ni马氏体时效钢系列，70年代中期，美国研制成功高纯度HP310钢，抗拉强度达到2200MPa。
法国研制的35NCDl6钢，抗拉强度大于1850MPa，而断裂韧度和抗应力腐蚀性能都有明显的改进。
80年代初，美国研制成功AFl410二次硬化型超高强度钢，在抗拉强度为1860MPa时，钢的断裂韧度达到160 MPa·m以上，AFl410钢是目前航空和航天工业部门正在推广应用的一种新材料。
中国于50年代初研制成功30CrMnSiNi2A超高强度钢，抗拉强度为1700MPa。
70年代初，结合中国资源条件，研制成功32Si2Mn2MoVA和40CrMnSiMoVA(GC一4)钢。
1980年以来，从国外引进新技术，采用真空冶炼新工艺，先后研制成功45CrNiMoVA (D6AC)、34Si2MnCrMoVA (406A)、35CrNi4MoA、40CrNi2Si2MoVA(300M)和18Ni马氏体时效钢，成功地用于制做飞机起落架、固体燃料火箭发动机壳体和浓缩铀离心机简体等。
目前超高强度钢已形成不同强度级别系列，在国防工业和经济建设中发挥着重要的作用。
现在，以改变合金成分提高超高强度钢的强度和韧性已很困难。
发展超高强度钢的主要方向是开发新工艺、新技术，提高冶金质量，如采用真空冶炼技术，最大限度降低钢中气体和杂质元素含量，研制超纯净超高强度钢；通过多向锻造和形变热处理，改变钢的组织结构和细化晶粒尺寸，从而提高钢的强度和韧性，例如正在发展的相变诱发塑性钢(TRIP钢)等。
一超高强度钢的合金成分、组织和特性(1)中碳低合金超高强度钢此类钢是通过淬火和回火处理获得较高的强度和韧性，钢的强度主要取决于钢中马氏体的固溶碳浓度。
二次硬化超高强度钢
二次硬化超高强度钢secondary hardening ultra nigh-strength steelere一y一nghua ehoogooqlongdu gang 二次硬化超高强度钢(seeondary hardening ultra high 一。
trength steel)经过加热淬火后在48。
一550C温度范围回火时，析出合金碳化物产生弥散强化效应，其屈服强度大于138oMPa的超高强度钢。
主要包括中合金热作模具钢和高合金高断裂韧性超高强度钢。
中合金热作模具钢最早生产和使用的钢种有4Cr5MoVSi(H一11)钢，含5%铬，1.3%铝和0.5环钒。
具有淬透性高的特点，一般结构件经1100C奥氏体化后，在空气冷却条件下即可获得完全马氏体组织。
经500一600C回火析出(Mo，Cr):C 和Cr了C3，产生二次硬化效应。
抗拉强度可达196oMPa。
在400一sooC范围内使用，其瞬时抗拉强度仍保持在1300MPa以上。
4Cr5MVzsi(H一13)钢是在4Cr5MoVSi钢的基础上，提高铝和钒的含量而发展起来的。
钒含量增加，使钢中VC增多，耐磨性提高。
该类钢的缺点是断裂韧性低，缺口敏感性较大。
高合金高断裂韧性超高强度钢这类钢典型牌号有: (1)gNi一4C0型超高强度钢主要成分是含镍9%，钴4%左右。
其他合金元素有铬、钼和钒。
钢中碳是主要强化元素。
按照含碳量的不同，通常生产有4种钢，即:ZoNigCo4CrMoV A、25NigCo4CrMoV A、3oNigCo4CrMoV A和45NigCo4CrMoVA随含碳量增加，钢的强度提高，而韧性相应下降。
采用840℃奥氏体化后，在空冷条件下可形成低碳马氏体组织。
经500C 左右回火产生二次硬化效应，获得较高的强度和足够的韧性。
3oNigCO4CrMoV A钢经淬火后550℃回火，屈服强度可达145oMPa，断裂韧度可达到100MP。
.m含以上。
适用于冷冲压成形的超高强钢性能分析~
适用于冷冲压成形的超高强钢性能分析~车身用钢的发展趋势随着汽车市场对节能、环保、安全、舒适等要求的提高，汽车车身轻量化成为当今汽车技术发展的重要发展方向。
由于高强钢和超高强钢在减轻车身重量的同时，还能提高汽车车身的结构强度及能量吸收能力，因此高强钢和超高强钢在汽车上的应用越来越广泛。
截至目前为止，高强钢和超高强钢仍然是最经济、最有效的轻量化途径之一。
典型的超高强钢应用零件有前、后门左/右防撞杆（梁），前、后保险杠，A柱加强板，B柱加强板，C柱加强板，下边板，地板中通道及车顶加强梁等各种结构件。
高强钢有不同的定义分类方法。
⑴按屈服强度分类：将屈服强度在210～550MPa范围内的钢定义为高强钢（HSS，High Strength Steel），屈服强度在550MPa以上的钢定义为超高强钢（UHSS，Ultra High Strength Steel）；⑵按抗拉强度分类：抗拉强度在340～780MPa范围内的钢定义为高强钢（HSS），抗拉强度在780MPa以上的钢定义为超高强钢（UHSS）；⑶按照强化机理分类：分为传统高强钢和先进高强钢板，先进高强钢（AHSS，Advanced High Strength Steel）是指通过适当的热处理工艺控制钢的显微组织以得到高强度、高塑性；⑷按其发展历程分类：第一代、第二代和第三代先进高强钢，如图1所示。
图1 高强钢的发展和划分除了钢铁材料之外，铝合金、镁合金、工程塑料、碳纤维及其他轻质材料也加大了在汽车车身上应用研究的力度。
曾有人对2030年时车身的轻量化方案做了预测，不同的轻量化方案下对应着不同的车身用材结构，如图2所示。
不管是哪一种方案，现行车身上用量较大的软钢（抗拉强度340MPa以下）和高强钢（抗拉强度780MPa以下），都将大幅度减少，而超高强钢（抗拉强度在780MPa及以上）的用量将大幅度增加。
图2 2030年时不同轻量化目标下的车身用材结构预测超高强钢冷冲压成形面临的挑战在超高强钢产品开发上，国内外钢厂都进行了大量的工作，日本新日铁、JFE、神户制钢、韩国浦项和瑞典SSAB等钢铁公司已开发出各自的超高强钢产品并在汽车行业得到应用。
超高强度钢
３１Ｓｉ２ＭｎＣｒＭＯＶＥ钢的冶炼工艺及综合性能评价 邹吉权１，２，荆洪阳１，霍立兴１ （１．天津大学材料科学与工程学院，天津 ３０００７２；２．天津职业大学机电工程与自动化学院，天津 ３００４０２）摘要：３１Ｓｉ２ＭｎＣｒＭＯＶＥ钢是用于航天固体火箭发动机的超高强度钢．鉴于国内３１Ｓｉ２ＭｎＣｒＭｏＶＥ钢的生产现状及装备条件，提出了一种冶炼工艺，即“电弧炉偏心炉底出钢、钢包精炼、真空脱气和电渣重熔”．对于采用新冶炼工艺生产的３１ｓｉ２ＭｎｃｒＭｏＶＥ钢，通过金相组织分析、化学成分、常规力学性能、延性断裂韧度以及表面裂纹断裂韧度测试，各项指标均符合相关标准，表明该工艺可行．从而使该钢种在没有双真空冶炼设备的情况下得以生产，以降低成本，缩短生产周期．关键词：超高强度钢；冶炼工艺；断裂韧性中图分类号：ＴＦ７６；ＴＢ３０２ 文献标志码：Ａ 文章编号：０４９３－２１３７（２００６）１０－１２６４－０５ Ｓｍｅｌｔｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ３１Ｓｉ２ＭｎＣｒＭｏＶＥ Ｓｔｅｅｌ ａｎｄ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ＺＯＵ Ｊｉ－ｑｕａｎ１，２， ＪＩＮＧ Ｈｏｎｇ－ｙａｎｇ１ ， ＨＵＯ Ｌｉ－ｘｉｎｇ１ （１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７２， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｓｃｈｏｏｌ， Ｔｉａｎｊｉｎ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４０２， Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ： ３１Ｓｉ２ＭｎＣｒＭｏＶＥ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｓｔｅｅｌ ｆｏｒ ａｅｒｏｓｐａｃｅ ｓｏｌｉｄ ｒｏｃｋｅｔ ｍｏｔｏｒ． Ａ ｎｅｗ ｓｍｅｌ－ｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ３１Ｓｉ２ＭｎＣｒＭｏＶＥ ｓｔｅｅｌ ｎａｍｅｌｙ ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ ｂｏｔｔｏｍ ｔａｐｐｉｎｇ（ ＥＢＴ）， ｌａｄｌｅ ｆｕｒｎａｃｅ （ＬＦ） ， ｖａｃｕｕｍ ｄｅ－ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ （ＶＤ），ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｓｌａｇ ｒｅｍｅｌｔｉｎｇ（ＥＳＲ） ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｎｃｔｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ， ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｔｅｓｔｉｎｇ， ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒ－ｔｉｅｓ， ｄｕｃｔｉｌｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ－ｃｒａｃｋ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｔｅｓｔｉｎｇ， ｔｈｅ ｉｎｄｅｘ ａｒｍｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅｒｅｌａｔｅｄ ｓｔａｎｄａｒｄｓ， ｓｈｏｗｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｔｈｅ ３１Ｓｉ２ＭｎＣｒＭｏＶＥｓｔｅｅｌ ｃａｎ ｂｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｄｏｕｂｌｅ ｖａｃｕｕｍ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ｆｏｒ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｃｙｃｌｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｓｔｅｅｌ； ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ； ｆｒａｃｔｕｒｅ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ。
6、钢结构施工规范(GB50755-2012)
1
【条文解析】：
总则
1.0.2 本规范适用于工业与民用建筑及构筑物钢结构工程的施工。 本规范适用于单层、多层、高层钢结构及空间钢结构、高耸钢结构、构筑物钢结构、压型金属板 等工程施工。
单层钢结构工程
多层钢结构工程
高层钢结构工程
单层钢结构工程
高耸钢结构工程
压型金属板工程
钢结构工程施工规范（GB50755-2012）
相关各专业工种之间进行交接检验； 隐蔽工程在封闭前进行质量验收。
【条文解析】： 本条款体现了 “过程控制”原则，与现行国家标准 《建筑工程施工质量验收统一标准 》 GB50300和《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205等基本一致。 “见证取样”按《房屋建筑工程和市政基础设施工程实行见证取样和送样的规定 》（建建 [2000]211号）的规定执行。 工序检查采用“三点制”的质量控制制度，即控制点、检查点、停止点。 隐蔽工程在隐蔽前应与监理工程师等有关方面人员共同验收确认，并形成报告。
钢结构工程施工规范（GB50755-2012）
1.0.4 钢结构工程的施工，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 【条文解析】： 根据标准编写及标准间关系的有关规定，本规范总则中应反映其他相关国家标准和规范的作用 。 国家现行有关标准主要包括工程建设国家标准、工程建设行业标准、产品国家标准、产品行业 标准等。 本规范引用的工程建设标准及产品标准较多，如《建筑结构荷载规范》GB50009、《钢结构设 计规范》GB50017、《高耸结构设计规范》GB50135、《钢结构焊接规范》GB50661、《低合金高 强度结构钢》GB/T1591、《厚度方向性能钢板》GB/T5313、《建筑结构用钢板》GB/T19879、《
《钢结构工程施工规范》(GB50755-2012)条文解析2
钢结构工程施工质量验收规范》GB50205配套使用。
GB50300是对整个建筑工程质量验收的共性问题作出了规定，如各专业工程施工 质量验收规范编制的统一准则和单位工程验收质量标准；GB50205是以统一标准为 基础，强调钢结构施工过程中每道主要工序的控制和最终质量验收，以确保钢结构
工程的施工质量。
资质等级标准分为一、二、三级，其各自承包工程范围如下：
等级 承接范围
一级企业
二级企业
不限
单项合同额≤5倍企业注册资金且跨度≤33m、重量≤1200t、单体建筑面积 ≤24000m2的钢结构工程制作与安装； 边长≤80m、重量≤350t、建筑面积≤ 6000m2的网架工程制作与安装。 单项合同额≤5倍企业注册资金且跨度≤24m、重量≤600t、单体建筑面积≤ 6000m2的钢结构工程制作与安装； 边长≤24m、重量≤120t、建筑面积≤ 1200m2的网架工程制作与安装。
9的有关规定执行； 5 覆冰荷载的取值和计算应按现行国家标准《高耸结构设计规范》GB 50
135的有关规定执行；
6 起重设备和其他设备荷载标准值宜按设备产品说明书取值；
GB 50755-2012
4
施工阶段设计
7 温度作用宜按当地气象资料所提供的温差变化计算；结构由日照引起向阳
面和背阳面的温差，宜按现行国家标准《高耸结构设计规范》GB 50135的有关规 定执行；
GB 50755-2012
3 基本规定
3.0.5 钢结构工程施工及质量验收时，应使用有效计量器具。各专业施工单位和 监理单位应统一计量标准。 【条文解析】：
计量器具应检验合格且在有效期内，并按有关规定正确操作和使用。由于不同
计量器具有不同的使用要求，同一计量器具在不同使用状况下，测量精度不同，为 保证计量的统一性，同一项目的制作单位、安装单位、土建单位和监理单位等统一 计量标准。 钢结构工程常用计量器具的配置标准如下(仅供参考)： 1）钢卷尺：同一项目应具备统一的“标准尺”。其他各钢卷尺使用前，均须与 “标准尺”比尺校正，经检定无误后方可使用。
超高强度钢.
(3)马氏体时效钢该类钢含碳量极低，含有18～25％Ni。当加热到高温时得到稳定的奥氏体组织，在空冷条件下可完全转变形成微碳马氏体。Co在钢中的作用是提高Ms点，减少残留奥氏体量，降低Mo在马氏体中的固溶度，增加Mo的沉淀强化效应。马氏体时效钢经固溶和时效处理，析出金属间化合物Ni3Mo、Ni3Ti和Ni3A1等产生弥散强化效应。其中性能好，使用最广泛的是18Ni马氏体时效钢。根据Mo和Ti含量不同，可获得几种强度级别的钢种(表2．12·3)。
该类钢通过淬火处理，在Ms点温度以下发生无扩散相变，形成马氏体组织。采用适宜的温度进行回火处理，析出ε—碳化物，改善钢的韧性，获得强度和韧性的最佳配合。提高回火温度(250—450℃回火)时，板条马氏体的ε—碳化物发生转变和残留奥氏体分解形成Fe3C渗碳体，钢的韧性明显下降，此现象称为回火马氏体脆性。产生此种回火脆性的原因主要是由于钢中的硫、磷等杂质元素在奥氏体晶界偏聚和渗碳体沿晶界分布，降低了晶界结合强度。300M钢等含有1.5％硅，能有效地仰制ε—碳化物转变和残留奥氏体分解，使钢的回火马氏体脆性温度提高到350～500℃。硅在钢中只能提高回火马氏体脆性区的温度，但并不能减轻或消除此种脆性。因此，只有降低钢中硫、磷等杂质元素的含量才能有效地消除超高强度钢的回火马氏体脆性。
超高强度钢研究进展及其在军事上的应用
超高强度钢研究进展及其在军事上的应用随着洁净化、微合金和控轧控冷等先进冶金技术在钢铁企业的逐步推广和应用，钢材的品质得到了大幅度提高，发达国家正在研制相当于目前常用钢材抗拉强度数倍的超高强度钢。
这种钢具有超细化、超洁净、超均质的组织和成分的特征，以及超高强度和超高韧性的特点。
超高强度钢与普通结构钢的强度的界限目前尚无统一规定，习惯上是将室温抗拉强度超过1400MPa、屈服强度大于1200MPa的钢称为超高强度钢。
超高强度钢除了要求其高的抗拉强度外，还要求具有一定塑性和韧性、尽可能小的缺口敏感性、高的疲劳强度、一定的抗蚀性、良好的工艺性能、符合资源情况及价格低廉等。
超高强度钢现在已发展成为应用范围很广的一类重要钢种，如已经大量应用于火箭发动机外壳、飞机起落架、防弹钢板等性能有特殊要求的领域，而且其使用范围正在不断地扩大到建筑、机械制造、车辆和其它军事装备上。
因此，超高强度钢不仅是钢铁材料研究的重要方向，而且具有广阔的应用和发展前景。
超高强度钢的发展超高强度合金钢是为满足某些特殊要求发展起来的，按其物理冶金学特点，超高强度钢大体可以分为低合金超高强度钢、二次硬化超高强度钢和马氏体时效钢。
目前，典型的低合金超高强度钢是AISI4340和D6AC；典型的二次硬化型中，合金超高强度钢是HY180和AF1410，由于马氏体时效钢属高合金钢，在这里将不拟述及。
1低合金超高强度钢低合金超高强度钢大多是AISI4130、4140、4330或4340的改进型钢种。
AISI4340是最早出现的低合金超高强度钢，它于1950年开始研究，并于1955年开始用于飞机起落架。
通过淬火和低温回火处理，AISI4130、4140、4330或4340钢的抗拉强度均可超过1500MPa，而且缺口冲击韧性较高。
为了抑制低合金超高强度钢回火脆性，1952年美国国际镍公司开发了300M。
该钢通过添加了1％～2％的硅来提高回火温度（260～315℃），并可抑制马氏体回火脆性。
建筑结构用高强不锈钢
建筑结构用高强不锈钢1 范围本标准规定了建筑结构用高强不锈钢的术语和定义、尺寸、外形及重量允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书。
本标准适用于建筑结构用12Cr13Ni2高强不锈钢钢板（或钢带）、型钢及钢棒（以下简称不锈钢）。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
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GB/T 222 钢的成品化学成分允许偏差GB/T 223.3 钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷磷钼酸重量法测定磷量GB/T 223.5 钢铁酸溶硅和全硅含量的测定还原型硅钼酸盐分光光度法GB/T 223.11 钢铁及合金铬含量的测定可视滴定或电位滴定法GB/T 223.23 钢铁及合金镍含量的测定丁二酮肟分光光度法GB/T 223.25 钢铁及合金化学分析方法丁二酮肟重量法测定镍量GB/T 223.58 钢铁及合金化学分析方法亚砷酸钠—亚硝酸钠滴定法测定锰量GB/T 223.59 钢铁及合金磷含量的测定铋磷钼蓝分光光度法和锑磷钼蓝分光光度法GB/T 223.60 钢铁及合金化学分析方法高氯酸脱水重量法测定硅含量GB/T 223.61 钢铁及合金化学分析方法磷钼酸铵容量法测定磷量GB/T 223.62 钢铁及合金化学分析方法乙酸丁酯萃取光度法测定磷量GB/T 223.63 钢铁及合金化学分析方法高碘酸钠（钾）光度法测定锰量GB/T 223.64 钢铁及合金锰含量的测定火焰原子吸收光谱法GB/T 223.67 钢铁及合金硫含量的测定次甲基蓝分光光度法GB/T 223.68 钢铁及合金化学分析方法管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量GB/T 223.72 钢铁及合金硫含量的测定重量法GB/T 223.86 钢铁碳含量测定感应炉燃烧后红外吸收法GB/T 228.1 金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T 229 金属材料夏比摆锤冲击试验方法GB/T 232 金属材料弯曲试验方法GB/T 247 钢板和钢带包装、标志及质量证明书的一般规定GB/T 702 热轧钢棒尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T 706 热轧型钢GB/T 709 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T 2101 型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备GB/T 4237 不锈钢热轧钢板和钢带GB/T 10561 钢中非金属夹杂物含量的测定—标准评级图显微检验法GB/T 11170 不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）GB/T 11263 热轧H型钢和剖分T型钢GB/T 13298 金属显微组织检验方法GB/T 20066 钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法YB/T 081 冶金技术标准的数值修约与检测数值的判定3 术语和定义下列术语和定义适用于本文文件。
超高强度钢-文档资料
获得恰当的M淬透性
尽量约束S、P、O、H和N等的含量
经济考虑，立足国内资源
▪ 第二例：低碳马氏体超高强度钢
本例是在低碳马氏体钢20SiMnMoV（0.20C， 1.25Si，2.48Mn，0.34Mo，0.11V）基础上改进而来的。 20SiMnMoV钢经淬火并205℃低温回火后，其KIC值很高， 约为1960N/mm3/2,ak=160J/cm2，但σb不算高，刚达到超 高强度的要求，因此有必要通过合理的设计增高其强度， 使其跨入超高强度的范畴，以其获得强韧性组合更趋完善。
设计的构思方向
以高塑性的超低碳位错马氏体和具有高时效硬化作用的共格金属间 化合物的组织，以期能得到优异的强韧配合
超低碳马氏体的获得；要求在空冷，甚至退火条件下也可形成马氏体 能有效的产生时效硬化作用 促使马氏体更加韧性
具体成分设计
个合元金素元N的M素i具o的体设作计用
Co这与类M钢o之的间沉的淀协硬调化作只用能主依要靠表金现属在间：化合物首的先析C含出量，的有应序限相定在
具有300℃以上的回火稳定
加Si增加回火稳定性
30CrMnSiNi2A钢（0.26～0.33C，0.90～1.20Si，1.0～1.30Mn，
0.9～1.2Cr，1.40～1.80Ni）此钢经马氏强体碳淬化火合后物25使0℃用低M温o 回火得到
不引起Mσsb点＝过17分00降～低18，00Mpa，ak＝80～90J/cm2 否则增3加5淬Si2火M开n2裂M性oVA钢（0.32～0.38C，1.40～1.70Si，1.60～1.90Mn， 0.35～0.45Mo，0.10～0.20V）此钢经为9降20低℃缺淬口火敏和感25性0℃，回加火Ni后， σb>1700Mpa, ak =50J/cm2
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0.3 ~ 0.5
<< < < 0.1 0.01 0.01 0.01
25
25%Ni
~
26
0.15 1.30 0.3 ~~~
0.30 1.60 0.5
2. 主要合金元素作用
❖ Ni
1）时效强化相的主要形成元素； 2）扩大γ相区，并能发生M转变；
（加入 沉淀强化元素多为α形成元素） 3）使钢保持良好的韧塑性； 4）提高钢的淬透性（空淬）。
❖ Co
1）协助Ni扩大γ区； 2）但提高Ms点, 可减少Ar； 3）可间接提高强化效果。
❖ Ti, Al, Mo, Nb 时效强化元素，能形成时效强化相，如 Ni3Al, Ni3Ti，Ni3Mo，（Fe，Ni,Co）2Mo 等。
❖ Mo 时效强化元素； 防止回火脆性，提高韧塑性。
❖ C<0.03%; Mn，Si降低到最少；
冷处理
18%Ni
20%Ni
25%Ni
马氏体时效钢的热处理的典型工艺
表 18%Ni马氏体时效钢的性能
表3-1 18%Ni马氏体时效钢的性能 （棒材 815度保温1h,空冷＋４８０度保温３小时空冷）
4. 强化机制
过程 高温奥氏体----淬火马氏体----时效马氏体 三种强化机制
固溶强化： 100-300 MPa
❖ S<0.01%；其它杂质元素如N，P等也要严格控制。
3. 热处理
原理：利用金属间化合物在含C极低的马氏体中弥散析出来 强化的（沉淀强化或时效强化）。
（高温）奥氏体-----淬火马氏体-----时效马氏体
热处理工艺包括两个基本工序： 1）高温奥氏体化后淬火成马氏体； 合金元素溶解在M中，为随后时效工序作好组织上准备； 2）进行时效，产生强烈沉淀强化效应，显著提高强度。
➢ 类型（根据Ni量不同） Ni 18%, + Ti, Al, Co, Mo等 应用最广，有三个级别：1400, 1700, 2100 MPa。 Ni 20%, +Ti, Al, Nb等 合金量较低，成本低，强度较低。 Ni 25%, + Ti, Al, Nb等 时效前硬度较低，可深冲冷拔。
➢ 高纯度钢：杂质少，C, N, P, S, Si都要控制；
开发思路
低合金超高强度钢：以 C强化 （固溶强化）为主
转变为
马氏体时效钢：（超）低C下金属间化合物沉淀强化 （或时效强化）为主。
马氏体时效钢
➢ 化学成分？合金化 ？ ➢ 热处理工艺 ？？ ➢ 强化机制 ？？ ➢ 主要性能 ？？ ➢ 应用？？
1. 化学成分及其控制
➢ 其基本成分：C<0.03%, Ni18~25%, + 时效硬化元素 Ti, Al, Co, Mo，Nb等 。
偏析小、含气量低，一般用真空炉熔炼。
表 马氏体时效钢的化学成分（%）
C Ni Co Mo Al Ti Nb Mn Si P S
18%Ni
18 8.5 3.5 0.15 0.15 ~~ ~ ~ ~ 19 9.5 5.5 0.30 0.80
20%Ni
< 0.003
19 ~ 20
0.15 1.30 ~~
3. 热处理
淬火 + 低温回火-----回火M
如，40MnNiMo， 900℃淬火，200℃回火， 屈强>1628MPa， 抗强>1884MPa
等温淬火 ------ 下B
4. 性能特点
➢ 强度高；成本低廉；生产工艺较简单； ➢ 韧塑性较差； ➢ 较大的脱C倾向； ➢ 限于航空、航天与武器制造工业的重要构件。
➢ 只用来生产比强度高，可靠性强，尺寸精确，而使用 低合金超高强度钢时难以满足要求的重要构件。
马氏体时效钢总结
➢ 化学成分？合金化 ？ 低碳与超低碳+Ni+其它沉淀强化元素如Ti, Al, Mo, Nb ➢ 热处理工艺 ？ 高温奥氏体化+淬火（空冷）+中温时效 ➢ 强化机制 ？ 时效强化为主，固溶强化与冷作相变强化为辅 ➢ 主要性能 ？？ 超高强度同时，具有良好塑韧性及缺口强度；焊接性能较好 ➢ 应用？？ 要求超高强度、良好塑韧性的重要零件（安全性好）。
高合金度，冶炼质量要求高，钢的成本高； Ni、Co资源紧缺，推广使用受到限制； 其性能受生产过程和化学波动的影响很大（相比其它钢
种）。
40CrNiMo低合金超强钢与18%Ni马氏体时效钢的冲击韧性比较
高塑韧性和抵抗脆断能力的主要原因分析：
（1）淬火后存在大量可动位错，没有受到C、N间隙原子钉轧； （2）时效后淬火应力被松驰； （3）韧化元素Ni、防回火脆性元素Mo等。 （4）Ni与Co有利于降低位错与杂质原子之间的相互作用能。
超高强度结构钢
一. 概述
低合金超高强度钢 调质钢成分 + 合金化 + 淬火与低温回火 组织：回火M或下B
中合金超高强度钢 热锻模具钢成分 + 合金化 + 高温回火 组织：回火S（T）或回火M
高合金超高强度钢 马氏体时效钢、超高强度不锈钢等。
二. 低合金超高强度结构钢
1. 概念
凡含合金元素总量不超过5%，用回火M或下B作 为其使用组织，经过热处理后 抗拉强度大于 1400 MPa （或屈服强度大于1250MPa）的中碳 低合金钢，均可称为低合金超高强度钢。
冷作相变强化： 400-600 MPa
时效强化： 1100 MPa
总强度 >1400MPa
各种强化机制对马氏体时效钢强度的贡献示意图
5. 性能
➢ 高强度，同时具有良好的塑韧性和缺口强度； ➢ 热处理工艺简单：1）不存在脱C；2）固溶处理后进行各种
成型加工，再500℃时效；3）变形小； ➢ 淬火后硬度低，冷变形性能和切削性能好； ➢ 焊接性较好。
用作飞机起落架、飞机机身大梁、火箭发动机 外壳、火箭壳体。
2. 成分与合金化
C：0.27%—0.45% M：Cr, Mn, Ni, Si, Mo, V等
40CrNiMo, 30CrMnSiNi, 35Si2Mn2MoV
M的主要作用： 1）保证钢的淬透性（Cr, Mn, Ni）； 2）增加钢的抗回火稳定性（V, Mo）； 3）推迟低温回火脆性（Si）； 4）细化晶粒（V,Mo）。