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  • 沉淀硬化不銹鋼 |PH stainless steel

    沉淀硬化不銹鋼是一類含沉淀硬化元素(Cu、Al、Ti、Nb)的鐵鉻鎳合金,可以通過熱處理強(qiáng)化,此類鋼具有高強(qiáng)度、足夠的韌性和適宜的耐蝕性。主要應(yīng)用于宇航工業(yè)和一些高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。 沉淀硬化不銹鋼可區(qū)分為馬氏體、半奧氏體和奧氏體沉淀硬化不銹鋼三種主要類型,近年來又出現(xiàn)了鐵素體沉淀硬化不銹鋼。在馬氏體沉淀不銹鋼中,基于馬氏體時(shí)效鋼的經(jīng)驗(yàn),近年來出現(xiàn)了馬氏體時(shí)效不銹鋼,與前者比較,后者碳含量較低,其強(qiáng)化手段主要是靠金屬間化合物析出,且熱處理簡單。

    產(chǎn)品分類 / 用途

    Ferrium S53

     Ferrium S53是20世紀(jì)末由美國Qust Tak公司基于計(jì)算的材料設(shè)計(jì)技術(shù)研發(fā)出的一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼,Carpenter技術(shù)公司提供產(chǎn)品,用以滿足美國航母艦載機(jī)用的高強(qiáng)、高韌且在海洋大氣環(huán)境下使用的超高強(qiáng)度不銹鋼。航母艦載機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件常用300M、Aermet 100等超高強(qiáng)度鋼制作,但這類鋼很容易受腐蝕,都必須采用嚴(yán)重危害環(huán)境且費(fèi)用昂貴的氰化鍍鎘工藝,還需長期維修,而Ferrium S53的力學(xué)性能等于或優(yōu)于傳統(tǒng)的超高強(qiáng)度鋼,如300M和SISI4340(表9.63),且耐蝕性能顯著高于300M和SISI4340。

    表 63.jpg


     Ferrium S53 鋼采用雙真空冶煉,以保持高的純潔度。該鋼一般使用精鍛機(jī)開坯,部件則使用模鍛成形。


     Ferrium S53鋼的熱處理工藝采用真空淬火和真空回火以防止表面脫碳,推薦的淬火加熱溫度為(1085±15)℃,保溫時(shí)間為1h,在油中淬火,冷至室溫后進(jìn)行-73℃或更低溫度的冷處理,時(shí)間為1~3h,冷處理后在空氣中回溫至室溫,目的是使馬氏體盡可能轉(zhuǎn)變完全。實(shí)際上經(jīng)過上述處理后,鋼中仍存在少量殘余奧氏體,然后回火2次。


     Ferrium S53鋼的二次強(qiáng)化主要依靠回火時(shí)析出與基體共格的納米級M2C型碳化物,這主要依靠鉬、鎢、釩含量的合理設(shè)計(jì);鈷和鎳的含量可以控制Ms點(diǎn)的溫度,使鋼在淬火后獲得盡可能多的高位錯(cuò)密度的板條馬氏體組織。


     第一次的回火溫度為500℃(3h),油中冷卻,再在-73℃或更低溫度進(jìn)行冷處理,時(shí)間為1~3h,冷處理后在空氣中回溫至室溫?;鼗疬^程中在430℃以上開始析出強(qiáng)化相M2C型碳化物,強(qiáng)度和硬度在回火溫度為490℃左右達(dá)到峰值。在回火過程中殘余奧氏體逐漸分解和減少并轉(zhuǎn)化為細(xì)小的薄膜狀,在490℃以上開始,逆轉(zhuǎn)變奧氏體薄膜在馬氏體板條間形成,更高溫度回火時(shí)將出現(xiàn)M23C6型碳化物,鋼的強(qiáng)度下降。第二次回火的目的是使組織穩(wěn)定,回火溫度為482℃(12h),在空氣中冷卻。


     Ferrium S53鋼不但有高的強(qiáng)度和韌性,其疲勞性能和缺口疲勞性能也優(yōu)于300M鋼。該鋼的成分設(shè)計(jì)可使其在腐蝕環(huán)境下生成結(jié)構(gòu)為尖晶石的鈍態(tài)氧化膜中富集盡可能多的鉻,析出的M2C型碳化物的尺寸應(yīng)小于鈍化膜的厚度。Ferri-um S53鋼在海水和海洋大氣中具有高的耐蝕性和耐應(yīng)力腐蝕性能,其耐蝕性能相當(dāng)于15-5PH H900鋼。


     Ferrium S53鋼已用于包括飛機(jī)起落架在內(nèi)的多種重要部件。



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