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低合金超高強(qiáng)度鋼的元素及化學(xué)成分的詳細(xì)解析

調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的就是我們所說(shuō)的低合金超高強(qiáng)度鋼，在鋼中加入少量的多種合金元素，使鋼固溶強(qiáng)化并提高鋼的淬透性與馬氏體回火穩(wěn)定性。主要合金元素是錳、鉻、硅、鎳、釩等，其他結(jié)構(gòu)用鋼也是其他的合金結(jié)構(gòu)鋼之一，其合金元素總含量一般不超過(guò)5%。這類鋼與一般合金結(jié)構(gòu)鋼相比，除鉬吉量稍高外，其它元素基本上無(wú)多大差別，大致可分為鉻鉬鋼、鉻鎳鉬鋼、鉻錳硅鋼、鉻錳硅鎳鋼、硅錳鉬釩鋼等幾個(gè)鋼系。合金結(jié)構(gòu)鋼含碳量一般為0.27%～0.50%。最終熱處理一般是淬火加低溫回火或淬溫淬火。
使用狀態(tài)下的組織是回火馬氏體或下貝氏體，其強(qiáng)度主要取決于鋼中含碳量或者說(shuō)馬氏體或者說(shuō)馬氏氏體的碳濃度，研究表明，超高強(qiáng)度鋼的抗拉強(qiáng)度與含碳量呈直線關(guān)系：σb = (294×C%+82) X9.8HPa式中，c%表示鋼中碳含量，適用范圍為0.30～0.50%。按公式計(jì)算，當(dāng)碳含量為0.30%時(shí)。
鋼的強(qiáng)度在1700MPa左右：碳含量為0.40%時(shí)，強(qiáng)度為2000MPa左右，若碳含量高到0.50%時(shí)，鋼的強(qiáng)度接近230DMPa。含碳量對(duì)鋼性能的影響是非常顯著的。隨著含碳量增加，強(qiáng)度雖大大提高，但其塑性和韌性也明顯降低，工藝性能（如加工性，焊接性等）也隨之惡化，因此碳含量一般不超過(guò)0.50%。
低合金超高強(qiáng)度鋼通常在低溫回火狀態(tài)下使用，因此改善回火馬氏體的韌性和塑性，對(duì)降低缺口敏感性有著重要的意義。為了提高回火馬氏體的塑性和韌性，通常在鋼中加入鎳、少量鉻和硅，尤其在鋼中加入l – 2%的硅能使鑰產(chǎn)生低溫回火脆性的回火溫度范圍移向更高的溫度，所以現(xiàn)在發(fā)展的低合金超高強(qiáng)度鋼中一般都加有1% -2%硅，300M鋼就是典型的事例。鋼中加入適量的釩、飲、鈮等能細(xì)化奧氏體晶粒，因而可細(xì)化馬氏體組織，改普回火馬氏體的韌性，在低合金超高強(qiáng)度鋼中常加入一定量的鋁，也有改善回火馬氏體韌性和塑性的作用，因?yàn)殂f能破壞碳化物薄膜的連續(xù)性。
低合金超高強(qiáng)度鋼是超高強(qiáng)度鋼中發(fā)展最早的一類，它的生產(chǎn)成本低廉，生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單、用量大主要用于航空占超高強(qiáng)度鋼總產(chǎn)量的大部分，主要是將低合金超高強(qiáng)度鋼的發(fā)展?fàn)顩r一一分解。
國(guó)外低合金超高強(qiáng)度鋼總體可歸納為歐美系列和俄羅斯（前蘇聯(lián)）系列，歐美系列又以美國(guó)鋼號(hào)為主。表1和表2分別為歐美和俄羅斯常用的低合金超高強(qiáng)度鋼的牌號(hào)及化學(xué)成分。
表1 歐美國(guó)家常用低合金超高強(qiáng)度鋼化學(xué)成分
鋼種
                   化學(xué)成分%
C
Mn
Si
Ni
Cr
Mo
AIS14340
300M
D6AC
4330Si
4330V
HY-TUF
35NCD16
0.38-0.43
0.40-0.45
0.42-0.48
0.27-0.33
0.28-0.33
0.23-0.28
0.30-0.40
0.6-0.9
0.6-0.9
0.6-0.9
0.6-0.8
0.65-1.00
1.20-1.50
0.15-0.55
0.20-0.35
1.45-1.80
0.15-0.30
0.40-0.70
0.15-0.35
1.30-1.70
0.10-0.40
1.65-2.00
1.65-2.00
0.40-0.70
1.85-2.25
1.65-2.00
0.35-0.45
0.30-0.60
0.70-0.90
0.70-0.95
0.90-1.20
1.00-1.35
0.75-1.00
0.20-0.40
1.50-2.00
0.20-0.30
0.30-0.50
0.90-1.10
0.35-0.55
0.35-0.50
0.35-0.45
0.30-0.60
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【 瀏覽次數(shù):241 】 【 加入時(shí)間:2012-08-23 19:20:56 】 【 關(guān)閉本頁(yè) 】