高强度不锈钢
304不锈钢与8.8级碳钢强度

标题:304不锈钢与8.8级碳钢强度对比分析在工程材料领域,304不锈钢和8.8级碳钢都是常见的材料。
它们在不同的领域有着各自的优势和适用范围,比如在耐腐蚀性、强度和可加工性等方面。
接下来,我们将对这两种材料的强度进行详细的对比分析,以帮助大家更好地理解它们的特点和应用。
1. 304不锈钢的强度304不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性的不锈钢,主要由18的铬和8的镍组成。
它的抗拉强度一般在550MPa以上,属于比较高的强度等级。
304不锈钢还具有良好的冲击性和塑性,适用于需要高强度和耐腐蚀性的场合,比如化工设备和食品加工设备等领域。
2. 8.8级碳钢的强度8.8级碳钢是指碳含量在0.35-0.45之间的碳素钢,同时含有合适的合金元素,比如钼、铬、镍等。
这种钢材的抗拉强度一般在640MPa以上,属于高强度的钢材等级。
由于其较高的强度和硬度,8.8级碳钢常用于需要承受较大载荷和强度要求的机械零件,比如螺栓、螺母和螺钉等领域。
3. 对比分析从上述对304不锈钢和8.8级碳钢的强度描述可以看出,两种材料在强度方面都具有较高的表现。
然而,由于不锈钢的含镍量较高,因此在抗拉强度方面稍逊于8.8级碳钢。
不过,需要指出的是,304不锈钢具有优异的耐腐蚀性和塑性,适合在恶劣环境下使用,而8.8级碳钢则更适用于机械零件领域。
4. 个人观点我认为,选择304不锈钢还是8.8级碳钢应该根据具体的应用场景和要求来进行权衡。
如果是在需要考虑耐腐蚀性的情况下,304不锈钢是更好的选择;而如果是在需要承受大力和强度要求较高的场合,则应选择8.8级碳钢。
要根据具体的需求来选择合适的材料,才能发挥其优势和特点。
总结回顾通过对比分析,我们从不同角度了解了304不锈钢和8.8级碳钢的强度特点及适用范围。
它们在工程材料领域都有着重要的地位,希望本文能对大家有所帮助。
让我们来进一步探讨304不锈钢和8.8级碳钢的强度特点。
304不锈钢的耐腐蚀性主要来自于其高含量的铬和镍,这使得其对化学品和腐蚀性环境具有较好的抵抗能力。
不锈钢型号大全表

不锈钢型号大全表不锈钢是一种防腐耐酸碱性能很好的金属材料,广泛应用于航空、航天、化工、冶金、电子、建筑和制药等领域。
不同型号的不锈钢由于其组成成分的不同,具有不同的物理和化学性质,因此在不同的应用中选择合适的不锈钢型号至关重要。
本文将为大家介绍常用的不锈钢型号及其特性。
1. 201不锈钢201不锈钢是一种高锰钢,具有良好的耐蚀和抗氧化性能,但强度和韧性较差。
因此,201不锈钢通常用于低于300℃的室温环境下的制造电梯门、小型家具等。
2. 202不锈钢202不锈钢是一种低镍不锈钢,具有优良的耐蚀性和良好的加工性能,但韧性较差,强度中等。
202不锈钢常用于制造厨具、橱柜、水槽、家具、手表和装饰品等。
3. 301不锈钢301不锈钢是一种高强度不锈钢,具有较好的耐腐蚀性和耐磨性,具有良好的韧性和可焊性。
301不锈钢常用于制造耐腐蚀板、机器零件、汽车零件等。
4. 302不锈钢302不锈钢是一种含铬、镍和碳的不锈钢,具有良好的耐腐蚀性和可焊性,但强度相对较低。
302不锈钢常用于制造扁平弹簧、钢丝绳和拉伸件等。
5. 304不锈钢304不锈钢是一种较为常见的不锈钢,具有良好的耐腐蚀性、耐热性和好的可加工性能,是目前最常用的一种不锈钢型号之一。
304不锈钢常用于制造化工、食品加工、家居用品、医疗器械和建筑材料等。
6. 316不锈钢316不锈钢是一种含有2-3%molybdenum的高强度不锈钢,具有优良的耐蚀性和耐高温性能,在高温、海水环境下表现优异。
316不锈钢常用于制造海洋设备、化工设备、硫酸盐环境下的设备等高腐蚀性环境中使用的制品。
7. 321不锈钢321不锈钢是一种通过添加钛元素来稳定结构的不锈钢,其抗氧化性和耐热性能优异。
321不锈钢常用于制造炉具、管道、注射器、汽车排气管和超高温蒸汽制品等。
8. 430不锈钢430不锈钢是一种铁铬合金不锈钢,由于其Chromium含量较高,具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性能,但强度和韧性较差。
双相不锈钢2205强度

双相不锈钢2205强度
双相不锈钢2205是一种具有优异性能的材料,其强度和其它性能使其在许多领域都有广泛的应用。
以下是双相不锈钢2205强度的详细介绍:
高强度:双相不锈钢2205具有较高的屈服强度和抗拉强度。
这种高强度使其适用于各种需要承受重载和应力的应用场合,如桥梁、建筑、船舶、汽车等。
良好的韧性:双相不锈钢2205在保持高强度的同时,还具有良好的韧性。
这使得材料在承受冲击和振动时不易脆断,提高了其安全性能。
良好的耐腐蚀性:双相不锈钢2205对氯离子和硫化氢等腐蚀性物质的抵抗力较强,能够抵抗大部分化学物质的腐蚀。
这使得它在海洋环境、化工设备等领域有广泛的应用。
加工性能:双相不锈钢2205的加工性能良好,可以进行切割、弯曲、成型等加工操作。
这使得材料在制造过程中具有较高的生产效率。
良好的焊接性能:双相不锈钢2205可以采用多种焊接方法进行焊接,且焊接后的强度和韧性能够保持较高水平。
这使得材料在需要拼接或修复的场合具有较高的适用性。
良好的耐高温性能:双相不锈钢2205在高温下仍能保持较高的强度和韧性,适用于高温环境下的工作。
良好的耐低温性能:双相不锈钢2205在低温下也具有良好的强度和韧性,适用于寒冷环境下的工作。
环保性能:双相不锈钢2205不含对人体和环境有害的物质,是一种环保材料。
总之,双相不锈钢2205的高强度、良好的韧性、耐腐蚀性、加工性能、焊接性能、耐高温性能、耐低温性能以及环保性能使其在许多领域都有广泛的应用前景。
不锈钢等级说明

不锈钢等级说明
不锈钢是一种耐腐蚀、耐热、耐高温的金属材料。
不同的不锈钢材质有不同的化学成分,因此具有不同的性质和用途。
根据国际标准,不锈钢可以分为五个等级。
一级不锈钢:属于奥氏体不锈钢,具有高强度、优异的耐腐蚀性以及良好的可焊性、塑性和韧性。
常见的一级不锈钢包括304、316、321等。
二级不锈钢:属于铁素体不锈钢,具有良好的耐腐蚀性和热处理性能,但强度和塑性较差。
常见的二级不锈钢包括430、409等。
三级不锈钢:属于马氏体不锈钢,具有高强度、良好的耐磨性和耐腐蚀性。
常见的三级不锈钢包括410、420等。
四级不锈钢:属于双相不锈钢,是一种高强度和高韧性的材料,具有良好的耐蚀性。
常见的四级不锈钢包括2205、2507等。
五级不锈钢:属于精细合金不锈钢,具有卓越的耐腐蚀性、高温强度和高温耐氧化性。
常见的五级不锈钢包括Hastelloy、Inconel等。
总之,不锈钢材质的等级不同,其性质和用途也不同。
在选择不锈钢材料时,需要根据具体的使用环境和要求来选择合适的不锈钢材质,以保证其使用效果和寿命。
不锈钢耐温范围

不锈钢耐温范围
不锈钢是一种高强度、耐腐蚀、美观大方的金属材料,广泛应用于制造各种机械设备、建筑物内外装饰材料、厨房用具等领域。
不锈钢的耐温范围是衡量其性能的重要标准之一,下面就为您介绍一下不锈钢常见的耐温范围及应用场景:
一、304不锈钢
1.耐温范围:-196℃~800℃
2.应用场景:适用于一般的腐蚀性介质、低温应用场所,如食品工业、化工、制药、石油、航空等领域。
二、316不锈钢
1.耐温范围:-196℃~800℃
2.应用场景:适用于更严苛的腐蚀性介质、高温高压环境下的使用,如化肥、海洋开发、医疗设备、核电站等领域。
三、321不锈钢
1.耐温范围:-196℃~900℃
2.应用场景:适用于高温热处理、耐热腐蚀性较强的环境下,如热交换器、化工容器、汽车排气系统等领域。
四、410不锈钢
1.耐温范围:-40℃~700℃
2.应用场景:适用于常温下的腐蚀性介质、低电气导和较高机械性能要求的场合,如锅炉制造、汽车零部件、刀具等领域。
五、430不锈钢
1.耐温范围:-40℃~800℃
2.应用场景:适用于一些不要求高温高压性能要求的场合,如家居餐具、装饰材料等领域。
综上所述,不锈钢的耐温范围因材质不同而异,应根据实际需要选择
合适的不锈钢材料。
不锈钢ph15-5的屈服强度

不锈钢ph15-5的屈服强度不锈钢ph15-5是一种具有高强度、耐腐蚀性能的铸造不锈钢。
它是通过添加一定量的铬、镍、铜、锆、钼等元素来实现强度和耐蚀性之间的平衡。
本文将介绍不锈钢ph15-5的屈服强度。
不锈钢ph15-5在热处理过程中,可以通过固溶退火和时效两个步骤来实现强度和韧性之间的平衡。
固溶退火是将材料加热到高温(需要比化学成分中的A4点高50°C~60°C),保持一定时间,然后在水中急冷。
时效是在固溶退火后,将材料加热到较低的温度(通常在485°C左右),保持一定时间。
在一定条件下,固溶退火和时效过程可以改善不锈钢ph15-5的机械性能。
在热处理后的不锈钢ph15-5中,屈服强度受多种因素的影响,如合金成分、热处理温度和时间等。
下面是一些常见的热处理条件及其对不锈钢ph15-5的屈服强度的影响:- 固溶退火(1050°C,1小时):屈服强度约为1030MPa。
可以看到,时效温度和时间对屈服强度的影响很大。
随着时效温度的升高和时间的延长,不锈钢ph15-5的屈服强度也会增加。
过高的时效温度和时间会导致材料的韧性下降。
在热处理中,固溶退火的温度也会影响屈服强度。
通常情况下,较高的固溶退火温度会导致较低的屈服强度,因为过高的温度会使不锈钢ph15-5的晶粒长大,从而降低其强度。
不锈钢ph15-5的屈服强度受多种因素的影响。
在实际应用中,需要根据具体的工作要求和热处理条件,选用合适的不锈钢ph15-5材料,并对其进行适当的热处理,以实现最佳的性能。
1. 材料的化学成分:不锈钢ph15-5中的铜和锆元素可以显著提高其强度。
通常,较高的铜元素含量会导致较高的屈服强度。
合金中可能还包括其他元素,如氮、钒、钛等,这些元素也可能会对强度和耐蚀性产生影响。
2. 加工方式:不锈钢ph15-5通常以锻造、热轧、冷拔等方式进行加工。
不同的加工方式会对其屈服强度产生影响,通常来说,热加工可以提高屈服强度,而冷加工则会降低屈服强度。
马氏体不锈钢热处理淬火

马氏体不锈钢热处理淬火简介马氏体不锈钢是一种通过热处理淬火获得的高强度不锈钢。
由于其出色的耐腐蚀性能和良好的可加工性,马氏体不锈钢在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域广泛应用。
本文将深入探讨马氏体不锈钢的热处理淬火过程及其影响因素。
热处理淬火的原理热处理是通过控制材料的组织和性能来改变材料的加工性能和使用性能。
淬火是其中一种重要的热处理方法之一。
马氏体不锈钢热处理淬火的原理如下:1.加热:将马氏体不锈钢加热至适当的温度,通常在900°C到1050°C之间。
这样可以使材料中的奥氏体晶体结构转变为奥氏体加马氏体的组织结构。
2.保温:在加热的温度下保持一段时间,以确保奥氏体转变为均匀的奥氏体加马氏体。
3.冷却:迅速将材料从加热温度冷却至室温,通常采用水或油冷却。
这种迅速冷却的过程使马氏体得以保留,从而提高了材料的硬度和强度。
热处理淬火的影响因素马氏体不锈钢的热处理淬火过程中,有多个因素会对材料的组织和性能产生影响。
以下是影响因素的详细讨论:温度热处理淬火的温度对马氏体不锈钢的相变和淬火效果具有重要影响。
较高的温度可以提高材料的形变能力和可塑性,但过高的温度可能导致晶粒的长大和材料的软化。
因此,选择适当的加热温度是确保良好淬火效果的关键。
保温时间是指材料在加热温度下保持的时间。
较长的保温时间可以促进奥氏体加马氏体转变的充分进行,确保得到均匀的组织结构。
然而,过长的保温时间可能导致晶粒的长大和材料的软化,因此需要根据具体情况选择适当的保温时间。
冷却速率冷却速率是热处理淬火中另一个重要的影响因素。
快速的冷却速率能够有效地保留马氏体,提高材料的硬度和强度。
水冷却和油冷却是常用的冷却介质,其冷却速率各有特点。
水冷却能够提供更快的冷却速率,但可能会引起材料的变形和裂纹。
油冷却则相对较缓慢,冷却效果较温和。
因此,需要根据具体要求选择适当的冷却速率。
加热速率加热速率指材料从室温升温至加热温度的速率。
高强度不锈钢螺栓等级

高强度不锈钢螺栓等级
有四个等级。
有8.8级,9.8级,10.9级,12.9级。
高强螺栓,使用日益广泛。
常用8.8和10.9两个强度等级,其中10.9级居多。
普通螺栓强度等级要低,一般为4.4级、4.8级、5.6级。
高强螺栓主要应用在钢结构工程上。
高强螺栓的一个非常重要的特点就是限单次使用,一般用于永久连接,严禁重复使用。
高强螺栓的施工必须先初拧后终拧,初拧高强螺栓需用冲击型电动扳手或扭矩可调电动扳手;而终拧高强螺栓有严格的要求,终拧扭剪型高强螺栓必须用扭剪型电动扳手,终拧扭矩型高强螺栓必须用扭矩型电动扳手。
不锈钢316的强度

不锈钢316的强度
不锈钢316是一种耐腐蚀性能较好的不锈钢合金,其强度取决于材料的热处理状态和使用条件。
316不锈钢具有良好的耐腐蚀性,特别是对氯化物介质的抗腐蚀性能优异。
以下是关于不锈钢316的强度的一些方面:
一、抗拉强度:不锈钢316的抗拉强度一般在485 MPa到620 MPa之间,这取决于材料的热处理状态。
通常,经过热处理(如固溶处理或时效处理),抗拉强度可以得到进一步提高。
二、屈服强度:不锈钢316的屈服强度通常在170 MPa到310 MPa之间,同样取决于热处理条件。
屈服强度是在材料开始发生塑性变形时的抗拉性能。
三、硬度:不锈钢316的硬度通常以布氏硬度(Brinell Hardness)或洛氏硬度(Rockwell Hardness)表示。
硬度与强度有关,但不是直接的线性关系。
四、冷加工硬化:316不锈钢可以通过冷加工(冷轧、冷拔等)来提高硬度和强度,但在这个过程中,可能会降低材料的韧性。
因此,在选择适当的强度水平时需要权衡硬度和韧性的需求。
五、高温强度:不锈钢316在高温环境下保持一定的强度,使其在高温应用中具有一定的优势。
需要注意的是,虽然不锈钢316在一般应用中具有足够的强度,但在一些特殊高强度要求的应用中,可能需要考虑使用更高强度的材料或采取其他工程手段来满足需求。
选择合适的不锈钢316材料和热
处理条件对于确保其在特定使用环境中具有良好性能至关重要。
不锈钢301化学成分

不锈钢301化学成分
不锈钢301是一种常见的高强度不锈钢,其化学成分主要包括以下元素:
- 铬(Cr):铬是不锈钢的主要合金元素之一,能够在表面形成一层致密的氧化铬膜,起到抗腐蚀的作用。
不锈钢301中的铬含量通常在16-18%之间。
- 镍(Ni):镍能够提高不锈钢的耐腐蚀性和机械性能。
不锈钢301中的镍含量通常在6-8%之间。
- 锰(Mn):锰是一种强化元素,可以提高不锈钢的强度和硬度。
不锈钢301中的锰含量通常在2%以下。
- 碳(C):碳的含量对不锈钢的强度和硬度有影响。
不锈钢301中的碳含量通常在0.15%以下。
- 硅(Si):硅能够提高不锈钢的强度和耐腐蚀性。
不锈钢301中的硅含量通常在1%以下。
此外,不锈钢301中还可能含有少量的磷(P)、硫(S)、氮(N)等元素,其含量通常很低,不会对性能产生显著影响。
举个例子,不锈钢301的化学成分可以是:铬(Cr)含量为17%,镍(Ni)含量为7%,锰(Mn)含量为1%,碳(C)含量为0.1%,硅(Si)含量为0.5%。
不锈钢材料强度等级

不锈钢材料强度等级【原创实用版】目录1.不锈钢材料的概述2.不锈钢材料的强度等级划分3.不同强度等级不锈钢材料的应用领域4.我国在不锈钢材料研发和应用方面的发展正文【不锈钢材料的概述】不锈钢材料是一种具有较高耐腐蚀性的合金材料,主要由铁、铬、镍等元素组成。
由于不锈钢材料具有良好的耐腐蚀性、高温性能和抗氧化性等特点,被广泛应用于石油、化工、建筑、医疗等各个领域。
【不锈钢材料的强度等级划分】不锈钢材料的强度等级通常按照材料硬度和抗拉强度进行划分。
常见的不锈钢材料强度等级有:SUS304、SUS316、SUS430 等。
其中,SUS304 不锈钢材料的强度等级较低,一般用于制作厨具、食品机械等对材料要求不高的领域;SUS316 不锈钢材料具有较高的强度和耐腐蚀性,常用于化工、医疗等对材料要求较高的领域;SUS430 不锈钢材料具有良好的耐热性能和抗氧化性,主要用于制作高温环境下的零部件。
【不同强度等级不锈钢材料的应用领域】不同强度等级的不锈钢材料在不同领域有着广泛的应用。
例如,高强度不锈钢材料常用于制造航空航天器、汽车零部件等高强度、高耐腐蚀性的部件;中强度不锈钢材料常用于制作建筑装饰材料、石油化工设备等;低强度不锈钢材料则主要用于制作厨具、餐具等日常生活中的用品。
【我国在不锈钢材料研发和应用方面的发展】我国在不锈钢材料研发和应用方面取得了显著的成果。
近年来,我国不锈钢产量持续增长,已经成为全球最大的不锈钢生产和消费国。
在研发方面,我国不断加大投入,研发出许多具有国际先进水平的高性能不锈钢材料。
在应用方面,我国不锈钢材料已广泛应用于建筑、石油化工、航空航天、医疗等各个领域,为国家经济社会发展做出了重要贡献。
综上所述,不锈钢材料强度等级的划分和不同强度等级不锈钢材料的应用领域对于我们了解不锈钢材料的性能和用途具有重要意义。
316不锈钢国标牌号

316不锈钢国标牌号
316不锈钢是一种高强度、高耐腐蚀性材料,常用于制造化工、海洋、医疗、建筑等领域的设备和结构。
其牌号在国际上被称为316,而在中国标准中有不同的牌号对应不同的合金成分和性能要求。
以下是316不锈钢在中国国标中的牌号及其对应的合金成分和用途:
1. 0Cr17Ni12Mo2,即316L不锈钢,含有低碳和钼元素,对腐蚀和耐热性能更好,广泛用于制造化工、医疗、海洋等领域的设备和船舶结构。
2. 0Cr18Ni12Mo2Ti,即316Ti不锈钢,含有钛元素,提高了耐高温、耐蚀性能,常用于制造高温氧化介质下的设备和石化工业中的反应器、蒸馏塔等。
3. 0Cr17Ni13Mo,即316H不锈钢,含有较高的碳元素和钼元素,提高了耐高温、耐腐蚀性能,常用于制造高温下的化工设备和汽轮机中的高温部件。
4. 00Cr17Ni14Mo2,即316J1不锈钢,含有铌元素,提高了强度和耐蚀性,常用于制造钢铁冶金设备和海洋工程中的管道和阀门。
以上是316不锈钢在中国国标中的主要牌号及其应用范围。
在实际应用中,根据不同的要求和环境,选择合适的牌号和规格,可以更好地发挥316不锈钢的优良性能。
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不锈钢钢缆强度

不锈钢钢缆的强度取决于多个因素,包括钢缆的材质、构造和直径等。
以下是一些常见不锈钢钢缆的强度范围:
1.高强度不锈钢钢缆:高强度不锈钢钢缆通常采用316L或304不锈钢材质,其抗拉强度
一般在1200-2000 MPa之间。
2.中强度不锈钢钢缆:中强度不锈钢钢缆一般采用304不锈钢材质,其抗拉强度一般在
800-1200 MPa之间。
3.低强度不锈钢钢缆:低强度不锈钢钢缆通常采用316L或304不锈钢材质,其抗拉强度
一般在400-800 MPa之间。
需要注意的是,以上数值仅供参考,具体的不锈钢钢缆强度还会受到其他因素的影响,如制造工艺、表面处理和丝绳结构等。
对于具体应用场景中所需的强度要求,建议参考相关标准和规范,并与供应商或专业人士进一步咨询,以确保选用合适的不锈钢钢缆。
304不锈钢材质的特点与用途

304不锈钢材质的特点与用途304不锈钢是一种具有优异耐腐蚀性能的不锈钢材料,广泛应用于各个领域。
其主要特点包括高强度、良好的耐腐蚀性、耐高温性、易加工性等。
下面将详细介绍304不锈钢的特点和用途。
1. 高强度:304不锈钢具有较高的抗拉强度和屈服强度,能够满足对材料强度要求较高的工程应用。
其强度比普通碳钢高出近两倍,因此在结构件和承重件中得到广泛应用。
2. 良好的耐腐蚀性:304不锈钢具有良好的抗腐蚀性能,能够在大多数酸、碱、盐等腐蚀介质中保持稳定的性能。
这使得304不锈钢在化工、石油、食品加工等领域得到广泛应用。
3. 耐高温性:304不锈钢能够在高温环境下保持稳定的性能,其耐热性能可达到800℃以上。
这使得304不锈钢在热处理和高温工作条件下的应用得到了广泛推广,例如热交换器、炉具等。
4. 易加工性:304不锈钢具有良好的可塑性和可加工性,可以通过冷加工、热加工、焊接等方式进行成型和加工。
这使得304不锈钢可以满足各种复杂形状的加工需求,并广泛应用于制造业。
除了以上几个主要特点,304不锈钢还具有良好的耐磨性、耐疲劳性、低温强度等特点,使得其在各个领域都有着广泛的应用。
在建筑领域,304不锈钢常用于制作室内外装饰材料、扶手、护栏、门窗等。
其高强度和良好的耐腐蚀性能使得它能够承受各种恶劣的气候环境,且不易生锈,保持长久的美观。
在化工领域,304不锈钢常用于制作容器、管道、泵阀等设备。
其良好的耐腐蚀性使得它能够承受各种腐蚀性介质的侵蚀,保证设备的正常运行。
在食品加工领域,304不锈钢常用于制作食品机械设备、储存容器等。
其耐酸碱性和耐腐蚀性能使得它能够保证食品的卫生安全,符合食品加工的卫生要求。
在制药领域,304不锈钢常用于制作制药设备、储存容器等。
其耐腐蚀性和耐高温性能使得它能够满足制药过程中对材料的高要求,保证药品的质量和安全。
在汽车制造领域,304不锈钢常用于制作汽车排气管、车身外壳等。
其高强度和耐腐蚀性能使得它能够承受高温和恶劣的环境,延长汽车的使用寿命。
不锈钢高强度螺栓标准

不锈钢高强度螺栓标准有:
1.ASME B18.
2.1标准:是美国机械工程师协会制定的标准,适用于规格为
1/4英寸至3英寸的不锈钢螺栓、螺母和垫圈。
根据该标准,不锈钢螺栓的强度等级分为两种,即普通强度和高强度,分别用符号“SS”和“HH”表示。
普通强度的不锈钢螺栓适用于一般工程应用,其最小拉伸强度为65000 psi,最小屈服强度为50000 psi。
高强度的不锈钢螺栓适用于高强度应用,其最小拉伸强度为100000 psi,最小屈服强度为75000 psi。
2.ISO4014、ISO4017、DIN931、DIN933等规格:是国际标准ISO和德
国标准DIN中不锈钢高强度螺栓的常见规格。
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高合金超高强度钢这类钢主要是从不锈钢发展起来的,合金元素总含量较高,一般在20%以上。
分两种类型:沉淀硬化不锈钢和马氏体时效钢。
2.4.1 沉淀硬化不锈钢这类钢是在18-8型铬镍不锈钢和Cr13型马氏体不锈钢的基础上发展起来的马氏体超高强度钢和奥氏体一马氏体型沉淀硬化超高强度钢。
钢的含碳量较低,而合金元素含量较高,一般为22%~25%。
钢在热处理过程中,通过400~500℃时效处理而产生沉淀强化,获得弥散析出的碳化物及金属间化合物,同时仍保持不锈钢良好的耐蚀性和抗氧化性,具有优良的焊接性能和压力加工性能。
这类材料对冶金质量要求严格,化学成分对性能影响很敏感。
主要用于飞机中薄件结构,承受中温载荷的构件,燃烧箱等,也可用于制造不锈弹簧、高压容器或火箭发动机外壳等。
1. 半奥氏体型沉淀硬化不锈钢这类钢又称奥氏体—马氏体沉淀硬化不锈钢,钢的Ms点较低。
1Cr17Ni7Al(相当于国外的17-7PH钢)是典型的钢种,这类钢在高温固溶处理后冷却到室温时为奥氏体,有较好的塑性,适于加工成型。
经过调整处理和冷处理,或经过冷加工变形,可转变为马氏体组织,获得较高的强度和耐蚀性。
它经510℃左右的时效处理,析出弥散分布的碳化物和Ni3Al 等金属间化合物而提高强度。
由于钢中含铬量大于12%,而抗大气腐蚀性良好。
1Cr12Mn5Ni4Mo3Al钢,是我国研制的一种节镍型的半奥氏体型沉淀硬化不锈钢,和同类的0Cr15Ni17Mo2Al相比,增加了钼代替部分铬,提高了中温强度。
通过增加锰代替部分镍,经济性较好,效果亦较好。
钢的机加工性能较好,冷成型性、焊接性和耐蚀性均较好。
这类钢的缺点是热处理工艺较为复杂,冶炼时钢的化学成分要求较高。
表10-27为沉淀硬化超高强度钢的室温力学性能。
2. 马氏体型沉淀硬化不锈钢这类钢最早是从Cr13型马氏体不锈钢的基础上加入部分强化元素,使之能形成一系列金属间化合物而发展起来的沉淀硬化超高强度不锈钢。
常用的有0Cr17Ni4Cu4Nb钢(相当于17-4PH),主要通过马氏体转变产生强化作用外,并经时效析出弥散强化相来进一步发挥强化作用。
17-4PH钢固溶处理后得到低碳马氏体,硬度HB340左右,经480℃时效后HB420。
为了改善切削加工性能,约在620℃左右过时效处理,得到最大的软化,此时HB300左右。
这种钢可焊性好,耐蚀性和高温抗氧化性能良好,对氢脆不敏感。
由于合金含量高,价格较高。
目前主要应用在火箭和导弹上作为蒙皮材料。
17-4PH钢不同工艺处理后的力学性能见表10-28。
表10-27 沉淀硬化超高强度不锈钢的室温力学性能表10-28 17-4PH钢的力学性能2.4.2 马氏体时效钢马氏体时效钢是通过极低碳马氏体时效析出而达到强化的钢,冶金上与低合金马氏体钢、PH不锈钢等不同。
在极低碳的条件下,淬透性低,难以产生马氏体转变,因此在钢中加入大量的镍(容易导致马氏体转变的合金元素),以铁镍合金为基础,添加钼、钴、钛、铝、铌等造成沉淀强化的钢种。
钢经固溶处理并空冷后,其组织为微碳、具有高韧性和高位错密度的板条状马氏体,在中温400~500℃进行时效处理后,使有共格的金属间化合物相如Ni3Mo、Ni3Ti′、(FeNiCo)2Mo等析出,使钢获得高的强度和韧性。
硫含量对这类钢的影响较大,特别是力学性能,一般要求在0.03%以下。
由于钢中含有大量碳化物形成元素,如碳含量稍高,便容易与之形成脆性的碳化物并沿晶界析出,降低钢的韧性,故生产时要严格控制。
这种钢的基本特点是具有高的屈服强度和断裂韧性,同时也有良好的工艺性能。
由于合金含量高,价格昂贵,主要用于要求比强度高、可靠性高、尺寸控制精确的承力构件,如飞机和火箭的结构件,发动机壳体,也可用做冷挤和冷冲模具。
马氏体时效钢是一种以铁、镍为基础的高合金钢,按其含镍量的不同分为18%Ni、20%Ni和25%Ni三种类型。
马氏体时效钢的室温力学性能见表10-29。
表10-29 马氏体时效钢的室温力学性能续表1. 18Ni类型马氏体时效钢马氏体时效钢类主要被推荐使用的是18Ni系,这类钢含有18%镍、8%钴、5%钼和0.5%钛是作为主要析出元素而添加的。
同时0.1%的铝亦有一定的强化作用,但只是为了脱氧而添加的。
这类钢尤其希望尽可能降低碳、硅、锰、磷、硫等杂质元素。
含碳极低使Fe-18%Ni系合金的马氏体转变能力明显地高,这种马氏体组织为位错的板条状马氏体,这时塑性和韧性显著提高,加工硬化率很小,因而冷加工较易进行。
当在500℃左右时效析出合格的金属间化合物相(Ni3Mo与Ni3Ti) 来强化。
近年来,为了节约镍和钴,已在发展少镍、钴或不含钴的马氏体时效钢,如00Cr5Ni12Mo3TiAl钢。
18Ni马氏体时效钢的优点是:淬透性好; 有高的强度和良好的韧性配合; 比强度和屈服强度都很高; 加热时无脱碳现象,不易变形; 焊接性能良好,焊后可以不做高温处理; 切削加工性和成型性良好; 抗应力腐蚀性能良好。
目前这种钢正被用于宇航工业、压力容器,也可用做冷挤、压铸和其他模具,有较高的使用寿命。
2. 20Ni类型马氏体时效钢典型的20%Ni马氏体时效钢是00Ni20Ti2AlNb 钢,与18Ni钢相比,不含钴和钼,增加了铌,总的合金含量较低。
在18Ni钢中,起时效强化作用的合金元素是钛、铝、钴、钼,而在20Ni钢中是钛、铝、铌起时效强化作用,该钢由于含合金元素稍低,故价格较便宜。
其热处理工艺、特性和用途与18Ni钢基本相同,但性能比18Ni钢差些。
3. 25Ni类型马氏体时效钢25% Ni马氏体时效钢的常用钢种是00Ni25Ti2AlNb,该钢的时效强化元素是钛、铝、铌。
18Ni和20Ni马氏体时效钢在固溶处理状态下是马氏体,而25Ni马氏体时效钢由于含镍量高,所以固溶处理后的组织是马氏体和大量残余奥氏体,其硬度很低,为HV160~230,适用于制造加工深冲零件、冷拔管等。
为了促使残余奥氏体全部转变成马氏体,其热处理工艺就较为复杂一些。
一般采用方法有,①奥氏体时效处理; 对残余奥氏体在705℃左右进行时效处理,使残余奥氏体中析出一部分γ′相(Ni、Fe)3(Ti、Al),使残余奥氏体中合金元素减少,从而提高Ms点,冷却时可发生马氏体相变,然后再低温处理,容易生成孪晶型马氏体。
②采用冷加工变形方法; 即在固溶处理后进行25%以上的冷变形,促使Ms 点升高,然后进行冷处理,使残余奥氏体全部转变成马氏体。
通过上述方法得到的马氏体组织,再在425~485℃进行1~4小时时效,就可以达到进一步的强化作用。
25Ni马氏体时效钢的强化相为(Ni、Fe)3(Ti、Al)。
25Ni马氏体时效钢强度较18Ni高,但韧性偏低。
一般应用在宇航工业结构件、套筒、弹簧及工具上。
二次硬化超高强度钢经过加热淬火后在480~550℃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1380MPa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-11)钢,含5%铬,1.3%钼和0.5%钒。
具有淬透性高的特点,一般结构件经1100℃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500~600℃回火析出(Mo,Cr)2C和Cr7C3,产生二次硬化效应。
抗拉强度可达1960MPa。
在400~500℃范围内使用,其瞬时抗拉强度仍保持在1300MPa以上。
4Cr5MV1Si(H-13)钢是在4Cr5MoVSi钢的基础上,提高钼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) 9Ni-4Co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:20Ni9Co4CrMoVA、25Ni9Co4CrMoVA、30Ni9Co4CrMoVA和45Ni9Co4CrMoVA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500℃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。
30Ni9CO4CrMoVA钢经淬火后550℃回火,屈服强度可达1450MPa,断裂韧度可达到100MPa ·m1/2以上。
可焊性好,并具有良好的热稳定性。
可适用于370℃以下长期使用。
(2)16Ni10Co 14Cr2Mo钢(AF1410) 在HY180钢的基础上提高碳和钴的含量而发展起来的一种可焊性好的高合金二次硬化型超高强度钢。
主要含镍10%、钴14%、铬2%和钼1%等元素。
加入镍的主要作用是稳定奥氏体组织,当淬火时在极缓慢的冷却速度下产生单相马氏体,提高钢的淬透性。
并降低钢的脆性转变温度。
钴的作用是提高马氏体开始转变温度(Ms点),降低钼在马氏体中的固溶度,增强钼的强化效应。
并且在回火过程中能够仰制M2C的集聚和长大。
钼是主要二次硬化元素,铬与钼共存形成(Mo,Cr)2C,有利于提高韧性。
通常多采用真空感应炉和真空自耗炉两次真空冶炼工艺。
钢中氧小于20×10-6,氮小于15×10-6。
含硫量一般在0.001%~0.002%。
高纯洁度是保证高断裂韧度的关键。
高温热加工变形性能好,经锻、轧加工可获得8~10级细晶粒度。
热处理采用860℃油淬,510℃回火5h。
由于时效析出弥散合金碳化物M2C,获得高强度和高断裂韧度。
抗张强度为1700MPa,断裂韧度可达到175MN·m-3/2。
抗应力腐蚀性能好,在3.5%NaCl水溶液介质中,其应力腐蚀界限强度因子(K ISSC)高达84MPa·m1/2。
与一般超高强度钢相比,在等强度条件下,其断裂韧度提高1倍以上。
抗应力腐蚀能力提高3~4倍。
可用于制造飞机重要受力结构件。
沉淀硬化型不锈钢自40年代以来,首先为适应迅速进步的航空、航天工业的需要,发展了沉淀硬化不锈钢。
其化学成分一般不超过18-8铬镍奥氏体不锈钢的铬、镍含量,碳含量低,添加有少量形成析出硬化相的所谓硬化元素,如铝、钛、铌、铜和钼等。
在最终形成马氏体后,经时效处理,析出金属间化合物(如Ni3Al、Ni3Ti等)和某些少量碳化物以产生沉淀硬化。
它比普通马氏体不锈钢具有更高的强度,更好的可焊性、韧性、冷加工成形性和耐蚀性等。
主要有马氏体型沉淀硬化不锈钢和半奥氏体(奥氏体-马氏体) 型沉淀硬化不锈钢。
前者以GB0Cr17Ni4Cu4Nb (相当美国阿姆公司商业代号17-4PH) 钢,后者以GB0Cr17Ni7Al (相当17-7PH)及0Cr15Ni7Mo2Al(相当PH15—7Mo) 钢为代表。