超高强度钢

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01 化学成分
碳 C ：0.27～0.34 硫 S ：≤0.020 镍 Ni：1.40～1.80
硅 Si：0.90～1.20 锰 Mn：1.00～1.30
磷 P ：≤0.020
铬 Cr：0.90～1.20
02
力学性能
抗拉强度 σb (Mpa）：1)1767; 2)1627 伸长率 δ5 (%)：1)12;2)13 断面收缩率 ψ (%)：50 冲击韧性值 αku (J/cm2)：1)79;2)90 试样尺寸：棒材
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• 合金元素含量较低，一般在2.5%以下。 • 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、固体火箭发动机壳体和化工高压容器等。
01 定义与分类
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中合金超高强度钢（Medium-alloy ultra-high strength steel）
• 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。
01 定义与分类 二、马氏体时效钢（ maraging steel）
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• 含碳小于0.03%,钢中主要合金元素为镍，钴，钼，钛
• 火箭发动机壳体、飞机起落架和关键连接件等航空航天及深海技术中重要 结构件。
02
30CrMnSiNi2A 飞机起落架
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02 飞机起落架
30CrMnSiNi2A 飞机起落架
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• 起落架是飞机上重要而特别的部件，它不参与机体的结构和性能， 却极大地影响飞机的使用和安全。
• 30CrMnSiNi2A是我国广泛使用的一种综合性能良好的低合金超高 强度钢，主要用于制造飞机起落架、机翼、发动机壳等受力结构件， 及高压连接件和高扭短轴零件。
02 飞机起落架 30CrMnSiNi2A
02 飞机起落架
30CrMnSiNi2A属于低合金超高强度钢，经 热处理后可获得高的强度、好的塑性和韧性、 良好的抗疲劳性能和断裂韧度、低的疲劳裂 纹扩展速率。主要用途用于航空工业，制造 飞机结构件，可减少构件重量。
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03
加工工艺流程
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03 加工工艺流程
锻造→正火+退火→机械加工→ 去应力退火→（焊接→去应力 退火→）→校正→去应力退火 →精淬火+回火加工→去应力退 火→喷丸→探伤→表面处理→ 探伤→喷漆
04 热处理工艺曲线
喷丸强化表面
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• 零件表层发生循环塑性变形。
• 高速弹丸撞击零件表面时，在零件表层产生一均匀的塑性 变形区。
• 邻近未塑性变形区的限制，整个塑性变形层受到一压应力， 减缓了裂纹扩展速度，起到了强化作用。
04 热处理工艺曲线
表面真空热处理工艺
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采用真空油淬时，无论是强度，还是硬度 都要高出空气炉油淬。30CrMnSiNi2A在 真空热处理中，淬火油进行了充分的脱气， 整个淬火过程又是在真空状态下进行，零 件淬入油的瞬间，淬火油可以与零件所有 表面充分接触，能够充分发挥零件淬火性 能。
• 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，而达到较高的强度。
• 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、高强度螺栓。
01 定义与分类
18Cr2Ni4W螺栓
• 高强度螺栓就是可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大。 • 普通螺栓的材料是Q235（即A3）制造的。
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04
热处理工艺曲线
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04 热处理工艺曲线
正火与去应力退火工艺
均匀的细珠光体（或超细珠光体） ，具有最佳的综合机械性能。
将工件加热至较低温度，保温一定时间后冷 却，使工件发生回复，从而消除残余内应力 的工艺。去应力退火。
04 热处理工艺曲线
淬火与回火工艺
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淬火组织为淬火马氏体加少量淬火贝氏体的组
• 1）淬火:第一次950℃ • 2）第二次850℃,空冷; • 3）回火200℃,水冷、空冷。
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01 定义与分类
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高合金超高强度钢（High-alloy ultra-high strength steel）
一、沉淀硬化不锈钢（ PH stainless steel） • 钢的强化处理是通过高温固溶处理、冷处理或形变后再时效，析出弥散沉
超高强度钢
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目录
CONTENTS
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01 定义与分类 02 30CrMnSiNi2A 飞机起落架 03 加工工艺流程 04 热处理工艺曲线来自01定义与分类
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01 定义与分类
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超高强度钢（Ultra-high strength steel ）
• 超高强度钢一般是指屈服强度大于 1380MPa的高强度结构钢。
01 定义与分类
超高强度钢
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低合金超高强 度钢
中合金超高强 度钢
高合金超高强 度钢
Ni-4Co型超高 强度钢
马氏体时效钢
沉淀硬化不锈 钢
01 定义与分类
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低合金超高强度钢（Low-alloy ultra-high strength steel）
• 含碳量通常小于0.25%，比普通碳素结构钢有较高的屈服点σs或屈服强 度 σ0.2(30～80kgf/mm2)和屈强比σs/σb(0.65～0.95）。
淀相而实现的。 • 主要用于制造高应力耐腐蚀的化工设备零件、航空器结构件和高压容器等。
0Cr17Ni4Cu4Nb 涡轮机叶片
1)固溶1020～1060℃快冷; 2)480℃时效,经固溶处理后,470～490℃空冷; 3)550℃时效,经固溶处理后,540～560℃空冷; 4)580℃时效,经固溶处理后,570～590℃空冷; 5)620℃时效,经固溶处理后,610～630℃空冷。