1Cr15Ni4Mo3N高強(qiáng)不銹鋼的研制.pdf

1、高強(qiáng)度不銹鋼1Cr15Ni4Mo3N為半奧氏體沉淀硬化型不銹鋼，該鋼具有高強(qiáng)度、高韌性、優(yōu)良的縱橫向性能和低的缺口敏感性以及在動(dòng)、靜載荷下低的應(yīng)力集中敏感性，而且工藝性能良好，可用于300℃以下長(zhǎng)期在大氣和燃料中工作的承力零件及緊固件，是航空、航天及其他高科技領(lǐng)域及大型民用飛機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、艦載機(jī)起落架、直升機(jī)旋翼槳轂，精密機(jī)械傳動(dòng)齒輪、緊固件等主要承力構(gòu)件的理想選擇。該鋼在國(guó)外已經(jīng)穩(wěn)定的生產(chǎn)和應(yīng)用，而國(guó)內(nèi)沒(méi)有進(jìn)行過(guò)生產(chǎn)和研制，沒(méi)有相關(guān)的生

2、產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，航空、航天、海洋開(kāi)發(fā)、石油化工等行業(yè)都增加了對(duì)高強(qiáng)度不銹鋼的需求，高強(qiáng)度鋼不銹鋼已成為材料與工程學(xué)科的一個(gè)專門(mén)的學(xué)科領(lǐng)域，它是當(dāng)前強(qiáng)度、韌性等綜合力學(xué)性能較好的金屬結(jié)構(gòu)材料。因此研究高強(qiáng)度不銹鋼具有重要的政治和經(jīng)濟(jì)意義。 本文針對(duì)使用部門(mén)對(duì)材料的要求和對(duì)進(jìn)口實(shí)物料的解剖情況，進(jìn)行了合金成分設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，制定了合理的冶煉和加工工藝，進(jìn)行了半工業(yè)化生產(chǎn)試驗(yàn)和工業(yè)化生產(chǎn)試驗(yàn)，通過(guò)精確控制成分來(lái)

3、控制馬氏體相變終了溫度，并減少鋼中鐵素體的含量。通過(guò)應(yīng)用光學(xué)顯微鏡、化學(xué)分析、物理檢測(cè)、力學(xué)測(cè)試相結(jié)合的手段進(jìn)行了鋼的冶金質(zhì)量、物理性能和全面性能測(cè)試，研究了鋼在使用狀態(tài)下的斷裂韌性、疲勞性能、腐蝕性能等，進(jìn)行了熱處理制度對(duì)鋼的組織和性能影響的研究。并將試驗(yàn)鋼與國(guó)外手冊(cè)中該鋼的高溫、低溫和室溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得出以下結(jié)論： (1)試驗(yàn)鋼通過(guò)合理的元素配比，采用真空感應(yīng)+電渣重熔工藝，各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足十一號(hào)工程技術(shù)條件的要求。不論

4、從冶金質(zhì)量還是使用性能均達(dá)到了前蘇聯(lián)相應(yīng)鋼的實(shí)物水平，完全可以替代進(jìn)口料。其生產(chǎn)能力除滿足國(guó)產(chǎn)11號(hào)工程的需求外，還可以部分地滿足航天、海洋開(kāi)發(fā)、新能源技術(shù)等方面的需求。該鋼的應(yīng)用對(duì)提高產(chǎn)品性能具有決定性的影響，因而具有重要的軍事意義、政治意義和社會(huì)效益，在海洋開(kāi)發(fā)以及新能源開(kāi)發(fā)方面具有潛在的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益。 (2)試驗(yàn)鋼消除了鋼材組織中的網(wǎng)狀碳化物，δ鐵素體含量比進(jìn)口材料更少，組織更加致密。350℃回火溫度下鋼的高溫拉伸性

5、能、高溫蠕變性能和持久等全面性能完全在蘇聯(lián)航空手冊(cè)典型數(shù)據(jù)值范圍內(nèi)，滿足了鋼在使用溫度(350℃)下的強(qiáng)韌性良好配合。 (3)試驗(yàn)鋼斷裂韌性和耐腐蝕性良好，斷裂韌性達(dá)到115～126MPa.m<'1/2>，具有與超高強(qiáng)度鋼相當(dāng)?shù)膹?qiáng)韌性的配合，是一種有應(yīng)用前景的不銹鋼。 (4)試驗(yàn)鋼最佳熱處理工藝為1070℃×0.5h油冷+(-70～-80℃)×2h+200℃×2h(或450℃×1h)，在該熱處理制度下實(shí)驗(yàn)鋼的組織和性能都