4.2超高强度钢4. 2超高强度钢·超高强度钢是指屈服强度大于1380MPa，同时兼具韧性的钢。·超高强度钢已大量用于火箭发动机外壳，飞机机身骨架、蒙皮和着陆部件以及高压容器和常规武器等方面。华商轮坛BBS.HSW.CIF/22起落架406钢制造的DF-21导弹一级发动机壳体材料科学与工程学院
4.2 超高强度钢 超高强度钢是指屈服强度大于1380MPa，同时兼具韧性的钢。 超高强度钢已大量用于火箭发动机外壳，飞机机身骨架、蒙皮 和着陆部件以及高压容器和常规武器等方面。 F/22起落架 406钢制造的DF-21导弹一级发动机壳体 4.2 超高强度钢 材料科学与工程学院
4.2超高强度钢常用超高强度钢钢种及其力学性能8pKic000.2钢种性能(%)(%)(MPa)(MPa)(MPa.ml/2)6212.350.51730163030CrMnSiNi2A1925163012.550.685.140CrNi2Si2MoVA147014.048.5105161045CrNiMoVA10.743.169.91938155335CrNi4MoA9.740.51805153093.634Si2MnCrMoVA材料科学与工程学院
常用超高强度钢钢种及其力学性能 钢种性能 Σb （MPa） σ0.2 （MPa） δ （%） φ （%） KIC （MPa.m1/2） 30CrMnSiNi2A 1730 1630 12.3 50.5 62 40CrNi2Si2MoVA 1925 1630 12.5 50.6 85.1 45CrNiMoVA 1610 1470 14.0 48.5 105 35CrNi4MoA 1938 1553 10.7 43.1 69.9 34Si2MnCrMoVA 1805 1530 9.7 40.5 93.6 4.2 超高强度钢 材料科学与工程学院
4.2超高强度钢合金元素在高强度合金钢中的作用：■1）提高钢的透性，保证钢材整个截面能成马氏体而不含过冷奥氏体的分解产物；2）增加回火稳定性，如硅是提高钢的低温回火稳定性的最有效元素：其次是碳化物形成元素，如铬，钼，钨等，还可以改善钢的塑性和韧性：3）改善机械性能，马氏体中碳的分布不均匀，引起应力不均匀，加入适量合金元素可使马氏体中碳分布比较均匀，如钼，镍，铬，钒，锰等，尤以钼作用最明显：■4）细化晶粒，加入钒，钛，，锆，铬，钼，钨等可细化晶粒，因锯，钒，钛等是强烈的碳、氮化合物形成元素，同钢中的氧和硫有极强的亲和力，在钢中以MC，MN，M(C,N)形式存在。材料科学与工程学院
合金元素在高强度合金钢中的作用： 1）提高钢的淬透性，保证钢材整个截面能淬成马氏体而不含过冷奥氏体 的分解产物； 2）增加回火稳定性，如硅是提高钢的低温回火稳定性的最有效元素；其 次是碳化物形成元素，如铬，钼，钨等，还可以改善钢的塑性和韧性； 3）改善机械性能，马氏体中碳的分布不均匀，引起应力不均匀，加入适 量合金元素可使马氏体中碳分布比较均匀，如钼，镍，铬，钒，锰等，尤 以钼作用最明显； 4）细化晶粒，加入钒，钛，铌，锆，铬，钼，钨等可细化晶粒，因铌， 钒，钛等是强烈的碳、氮化合物形成元素，同钢中的氧和硫有极强的亲和 力，在钢中以MC，MN，M(C,N)形式存在。 4.2 超高强度钢 材料科学与工程学院
4.2超高强度钢AISI4340钢是最早出现的低合金超高强度钢，也是低合金超高强度钢的典1中型代表。美国从1950年开始研究4340钢，1955年正式用于飞机起落架1952年美国国际镍公司研制开发出的300M钢在1966年后作为美国的军机和主要民航飞机的起落架材料而获广泛的应用，F-15、F-16、DC-10、MD-11等军用战斗机都采用了300M钢，此外波音747等民用飞机的起落架及波音767飞机机翼的滑轨、缝翼管道等也采用300M钢制造。美国于60年代初开始研制D6AC，它是由AISI4340钢改进而成的低合金超高强度钢，被广泛用于制造战术和战略导弹发动机壳体及飞机结构件。到了70年代中期，D6AC逐渐取代了其它合金结构钢，成为一种制造固体火箭-发动机壳体的专用钢种。美国新型地空导弹“爱国者”，小型导弹“红眼晴”，大中型导弹“民兵”、“潘兴”、“北极星”、“大力神”等，美国航天飞机的Φ3.7m助推器也采用D6AC钢制造。D6AC还曾用于制造F-111飞机的起落架和机翼轴等，成为宇航工业使用的优秀材料之一。材料科学与工程学院
AISI 4340 钢是最早出现的低合金超高强度钢，也是低合金超高强度钢的典 型代表。美国从1950 年开始研究4340钢，1955 年正式用于飞机起落架。 1952 年美国国际镍公司研制开发出的300M 钢在1966 年后作为美国的军机和 主要民航飞机的起落架材料而获广泛的应用，F-15、F-16、DC-10、MD-11 等军用 战斗机都采用了300M 钢，此外波音747 等民用飞机的起落架及波音767 飞机机翼 的襟滑轨、缝翼管道等也采用300M 钢制造。美国于60 年代初开始研制D6AC，它是 由AISI 4340 钢改进而成的低合金超高强度钢，被广泛用于制造战术和战略导弹发 动机壳体及飞机结构件。 到了70 年代中期，D6AC 逐渐取代了其它合金结构钢，成为一种制造固体火箭 发动机壳体的专用钢种。美国新型地空导弹“爱国者” ，小型导弹“红眼睛” ，大 中型导弹“民兵” 、 “潘兴” 、 “北极星” 、 “大力神”等，美国航天飞机的 φ 3.7m 助推器也采用D6AC 钢制造。D6AC 还曾用于制造F-111 飞机的起落架和机 翼轴等，成为宇航工业使用的优秀材料之一 。 4.2 超高强度钢 材料科学与工程学院
4.2超高强度钢·我国超高强度钢的应用对象主要是航空工业，406钢是我国自行设计、自行研制的低合金钢的典范，为解决航天固体火箭发动机壳体材料而研制的超高强度钢，D406A钢降低了强度，但却大幅度提高了韧性，已成为我国大中型固体火箭发动机的专用钢种。。1980年我国开始仿制300M钢，从“六五”到“九五”期间，钢铁研究总院和抚顺特殊钢公司在钢的纯净化方面做了大量的工作，并发展了超纯治金技术，将该钢成功地用于歼击机起落架上，使我国实现了飞机与起落架同寿命的壮举。45CrNiMo1VA钢是仿美D6AC研制的，已成功用于地空导弹的发动机壳体。“八五”期间成功用于制造反坦克导弹的发动机壳体和高压气瓶。45CrNiMo1VA具有优良的强韧性配合及工艺性能，是制造薄壁壳体的理想材料，在航天领域具有广阔的应用前景。32钢应用于速射武器身管、耐烧蚀零件：30SiMn2VA钢用于制造机枪的枪管、活塞、击针以及小口径火炮的炮箱、受弹器、高强度螺栓和轴等：616钢应用于轻型坦克的薄板装甲板、履带车辆等领域：38CrSi用于制造装甲车辆上的小轴、螺栓、履带销、行星齿轮、齿套、定位圈等多种零件：38CrNi3MoVA为联合研发的低合金超高强钢，其综合力学性能超过PCrNi3MoVA钢，是我国火炮身管用钢、大型受力部件的理想材料。材料科学与工程学院
我国超高强度钢的应用对象主要是航空工业，406 钢是我国自行设计、自行研制的低 合金钢的典范，为解决航天固体火箭发动机壳体材料而研制的超高强度钢，D406A 钢 降低了强度，但却大幅度提高了韧性，已成为我国大中型固体火箭发动机的专用钢种。 1980 年我国开始仿制300M 钢，从“六五”到“九五”期间，钢铁研究总院和抚顺特 殊钢公司在钢的纯净化方面做了大量的工作，并发展了超纯冶金技术，将该钢成功地用 于歼击机起落架上，使我国实现了飞机与起落架同寿命的壮举。 45CrNiMo1VA 钢是仿美D6AC 研制的，已成功用于地空导弹的发动机壳体。“八五” 期间成功用于制造反坦克导弹的发动机壳体和高压气瓶。45CrNiMo1VA 具有优良的强 韧性配合及工艺性能，是制造薄壁壳体的理想材料，在航天领域具有广阔的应用前景。 32 钢应用于速射武器身管、耐烧蚀零件；30SiMn2VA钢用于制造机枪的枪管、活塞、 击针以及小口径火炮的炮箱、受弹器、高强度螺栓和轴等；616 钢应用于轻型坦克的薄 板装甲板、履带车辆等领域；38CrSi 用于制造装甲车辆上的小轴、螺栓、履带销、行 星齿轮、齿套、定位圈等多种零件；38CrNi3MoVA 为联合研发的低合金超高强钢，其 综合力学性能超过PCrNi3MoVA 钢，是我国火炮身管用钢、大型受力部件的理想材料。 4.2 超高强度钢 材料科学与工程学院