超高强度钢

摘要： 超高强度钢具有优良的综合力学性能,是重要的承力结构材料,对其表面进行防护处理可有效提高材料的耐腐蚀、磨损等性能,增加相应零部件的服役寿命,本文综述了适用于该类材料的主要表面防护工艺(包括电镀铬、电镀镉、高速火焰喷涂与冷喷涂)的相关研究进展,论述了不同防护处理工艺下涂(镀)层试样的耐磨、耐腐蚀、氢脆、疲劳性能、界面结合性能等,并简要阐述了超高强度钢表面防护处理工艺的未来发展方向。

摘要： 鉴于31Si2MnCrMoVE钢的生产现状及装备条件,提出了一种冶炼方法,即“真空感应炉+电渣工艺”工艺。对于采用新工艺生产的31Si2MnCrMoVE钢,通过金相组织分析、化学成分、常规力学性能、断裂韧度测试,各项指标均符合相关标准。表明该工艺可行,从而使该钢种在没有双真空冶炼设备的情况下得以生产。

摘要： 通过金相组织观察、静拉伸、显微硬度测试、常温冲击和断口观察等试验,研究了航空超高强度钢30CrMnSiNi2ATIG焊修复接头的组织和力学性能。结果表明:该钢的TIG焊修复接头主要可分为焊缝区、熔合线、热影响区和母材区,热影响区可分为完全淬火粗晶区和完全淬火细晶区,TIG焊修复接头的焊缝组织为板条马氏体和少量残留奥氏体,热影响区的完全淬火粗晶区组织为粗大板条马氏体和少量贝氏体,热影响区的完全淬火细晶区组织主要为细小针状马氏体和少量贝氏体;TIG焊修复接头的抗拉强度与30CrMnSiNi2A基体相当,伸长率下降39.2%;TIG焊缝区硬度略高于基体,靠近熔合线的热影响区硬度数值存在降低现象;TIG焊修复接头的平均冲击韧度为44.32J/cm2,比母材下降47.86%;TIG焊修复接头的拉伸与冲击断口均呈现为塑性断裂特点。

摘要： 比较了26mm厚30CrMnSiNi2A超高强度钢电子束焊接头的母材、热影响区和焊缝区的疲劳裂纹扩展速率。试验结果表明,母材的抗疲劳裂纹扩展性能最好;热影响区抗疲劳裂纹扩展性能相对较弱;焊缝区的抗疲劳裂纹扩展性能接近母材。分别观察了母材、热影响区和焊缝区3个区域疲劳试样的断口形貌,发现接头各区域均呈现多源启裂特征,在稳定扩展区域和快速扩展区域均发现疲劳条纹。在接头3个区域最后失稳断裂区域均发现大量韧窝,呈现韧性断裂特征。通过光镜和扫描电镜观察了接头3个区域的显微组织特征,发现接头各区域在光镜和扫描电镜下的显微组织差异较小,均为回火马氏体。

摘要： 航空高强度钢梁零件是飞机的核心承力零部件,其表面质量对装配配合性能、疲劳性能、磨损性能和使用寿命有着极大影响。研究超高强度钢梁类零件表面质量提升技术,可以实现钢梁零件数字化加工后表面质量的提升,规避应力集中、塑形变形、配合性能差、耐化学腐蚀性差和寿命降低等多个问题,从而使超高强度钢梁类零件能更充分和优异地发挥其功能。

摘要： 高强度承力梁零件(材料牌号16Co14Ni10Cr2Mo)是某型号科研生产过程中制造难度最大、加工风险最高的梁类结构件。该材料经热处理淬火后会产生明显变形,同时因为承力梁零件属典型高长细比梁类零件,缘条高而薄,筋条结构繁多,导致该零件在淬火后产生了扭曲、孔位窜动和伸长缩短等变形情况。为解决型号研制过程中承力梁的热处理淬火变形问题,开展了超高强度钢淬火变形规律统计、淬火前余量设置原则以及淬火后精加工工艺方案等一系列研究工作,应用多学科相互补偿的变形控制方法解决超高强度钢承力梁零件强化热处理变形大而导致零件无法合格交付的问题,实现了高强度承力梁零件的优质高效稳定批产加工。

摘要： 某型发动机壳体的材料为超高强度钢18Ni(C250级),其两个主要部件翼肋和发动机壳体圆筒采取电阻点焊连接,但生产中常见焊点裂纹缺陷。文章对比了点焊重熔、钻孔氩弧焊两种焊点裂纹缺陷修补方法,通过验证两种方法均可修补好缺陷,但钻孔氩弧焊修补的方法操作更简单,质量更稳定。

摘要： 近日,北京科技大学新金属材料国家重点实验室吕昭平教授团队基于前期研发的共格析出强化的超高强度钢,发现新的抗辐照损伤机制,该研究对开发先进抗辐照结构材料具有重要意义并成功应用于新型多主元合金体系。国际著名学术刊物Nature Materials于2022年5月30日以“Superiorradiation tolerance via reversible disordering-ordering transition of coherent superlattices”为题报道了这一研究进展。

摘要： 研究了不同微合金化的高Co-Ni超高强度钢A-100在标准热处理以及高温处理(模拟锻造死区状态)的拉伸力学性能及断口形貌.结果表明,在标准热处理条件下材料的综合力学性能优异,高温+标准热处理之后强度变化不大,但断后伸长率和断面收缩率显著下降.加入稀土元素Ce,高温+标准热处理后的塑性损失情况大大改善.高温处理使微观组织从标准热处理下的细小均匀板条马氏体变为粗大的板条马氏体,使拉伸断口由韧性断裂的韧窝状变为脆性沿晶断裂的“冰糖状”.沿晶断裂刻面为大量细小的韧窝,韧窝底部存在大量碳化物颗粒.加入Ce元素后断口出现了部分穿晶断裂,脆性开裂状态有所改善,与力学性能的提高相对应.在进行锻造工艺设计和生产过程中应尽量避免形成不变形的“锻造死区”.

摘要： 采用Gleeble-3500热模拟机在温度为1173~1373 K和应变速率为0.01~10 s^(-1)的条件下通过热压缩试验研究了30Cr4MoNiV超高强度钢的热变形行为,引入应变补偿建立了优化的本构方程。结果表明:流动应力随应变速率的增大和变形温度的降低而增大。采用幂律函数、指数函数和双曲正弦函数构建的三种本构方程中,双曲正弦函数的准确度最高。基于双曲正弦函数并引入应变补偿优化后的本构方程可以较为准确地预测30Cr4MoNiV超高强度钢在热加工过程中的流动应力。

摘要： 在不考虑干涉碰撞情况下,五轴铣削加工可使得刀具轴线在相对于工件法矢方向实现任意的前倾角和侧倾角,即任意的刀具姿态,这为复杂曲面零件的高精度和高效率加工带来了方便和更多的可能性.而刀具姿态的变化会改变刀具与工件的切触关系,通过改变切削力影响成形误差.研究刀具姿态对成形误差的影响关系则尤为重要,尤其对于超高强度钢加工,其较大的切削负载可能产生更大的工艺系统末端偏离,从而导致更大的成形误差.为此,本文针对五轴铣削加工,研究了工件表面三维成形误差形成机理,建立其关于刀具前倾角与侧倾角的理论模型.然后,以300M钢这一典型的超高强度钢的五轴铣削加工为例,设计并开展了不同刀具姿态下的五轴加工实验,并搭建工件表面成形误差测量实验平台,应用此平台进行测量和数据处理,通过实验数据分析得到刀具姿态对300M钢加工表面成形误差的影响规律.研究结果丰富了超高强度钢多轴切削机理,并可为考虑刀具姿态优化实现工件表面成形误差控制提供支撑,以提高五轴铣削加工表面精度.

摘要： 针对锁底对接形式的30CrMnSiNi2A超高强度钢进行了真空电子束焊接工艺分析与讨论,借助金相分析、显微硬度、扫描电镜等测试方法对焊缝形貌、组织和性能进行了研究,并分析了常见缺陷的种类和防止措施.试验结果表明,在合适的电子束焊接参数下可以获得较为理想的30CrMnSiNi2A超高强度钢焊缝形貌,且具有较好的综合力学性能,焊缝经目视检查、X射线探伤和磁粉探伤,达到Ⅰ级焊缝要求,并将此焊接工艺成功地应用于飞机机体产品的焊接.

摘要： 为满足汽车工业对减轻车身重量、减少能耗和排放的需求,迫切要求研究与发展轻质高强板材和管材复杂件精确成形理论与技术.高气压薄壁管成形技术正是在这样的背景下开发出来的一种减重、节能、节材并且具有广泛应用前景的空心轻质结构件的新型材料加工技术.就是采用高温成形的方法,将超高强度钢在成形模具内加热到奥氏体区(850～950°C),利用高压气体胀形,然后再利用超高强度钢淬火硬化效应,对模具内已成形的管件进行淬火处理,以获得形状均匀且强度较高的薄壁空心管件.本文利用自主研发的薄壁管高气压热成形设备进行实验,研究了成形过程关键参数温度、气压及保压时间对管成形过程均匀性的影响,结果表明温度越高,气压越大,管坯贴模性越好,壁厚减薄率越大;进气速率越快,胀形越均匀;保压时间对成形管坯几何形状及壁厚分布基本没有影响.

摘要： 研究了不同热输入对30CrMnSiNi2A超高强度钢电子束焊接接头组织与性能的影响.研究结果表明:不同热输入可以得到不同的焊缝截面形貌,焊态下焊缝区域组织以粗大的板条马氏体为主,并有少量的残余奥氏体,热输入对焊态下的组织形貌没有明显的差异影响.经过900°C油淬和低温回火后,利用扫描电镜观察发现焊缝和热影响区的显微组织主要为回火马氏体和残余奥氏体,且随着热输入的增加导致晶粒尺寸稍微增大,焊缝和热影响区相比,组织细且均匀.同时进行了抗拉强度、冲击韧性和显微硬度检测,数据说明随着焊缝热输入的增加接头的强度、冲击韧性会随之降低且数值趋于稳定,显微硬度值有下降的趋势但不明显.

摘要： 利用自制的冲蚀试验装置对TC4和42CrMo两种材料制成的试样进行了抗冲蚀性能对比试验,研究了不同冲蚀角、冲蚀时间对材料冲蚀性能的影响,用高速相机拍摄了试样在固定时间间隔内的表面形貌变化情况.试验结果表明:TC4和42CrMo两种材料的最大冲蚀量发生在冲蚀角45°的情况下,冲蚀量均随时间的延长而增加,几乎呈线性增长;整体来看相同冲蚀时间内TC4材料的冲蚀量大于42CrMo材料的冲蚀量,42CrMo材料的耐冲蚀性略好于TC4材料.所得结论对钻井施工工具的选材具有一定的参考价值.

摘要： 利用自制的冲蚀试验装置对TC4和42CrMo两种材料制成的试样进行了抗冲蚀性能对比试验,研究了不同冲蚀角、冲蚀时间对材料冲蚀性能的影响,用高速相机拍摄了试样在固定时间间隔内的表面形貌变化情况.试验结果表明:TC4和42CrMo两种材料的最大冲蚀量发生在冲蚀角45°的情况下,冲蚀量均随时间的延长而增加,几乎呈线性增长;整体来看相同冲蚀时间内TC4材料的冲蚀量大于42CrMo材料的冲蚀量,42CrMo材料的耐冲蚀性略好于TC4材料.所得结论对钻井施工工具的选材具有一定的参考价值.

摘要： 利用自制的冲蚀试验装置对TC4和42CrMo两种材料制成的试样进行了抗冲蚀性能对比试验,研究了不同冲蚀角、冲蚀时间对材料冲蚀性能的影响,用高速相机拍摄了试样在固定时间间隔内的表面形貌变化情况.试验结果表明:TC4和42CrMo两种材料的最大冲蚀量发生在冲蚀角45°的情况下,冲蚀量均随时间的延长而增加,几乎呈线性增长;整体来看相同冲蚀时间内TC4材料的冲蚀量大于42CrMo材料的冲蚀量,42CrMo材料的耐冲蚀性略好于TC4材料.所得结论对钻井施工工具的选材具有一定的参考价值.

摘要： 利用自制的冲蚀试验装置对TC4和42CrMo两种材料制成的试样进行了抗冲蚀性能对比试验,研究了不同冲蚀角、冲蚀时间对材料冲蚀性能的影响,用高速相机拍摄了试样在固定时间间隔内的表面形貌变化情况.试验结果表明:TC4和42CrMo两种材料的最大冲蚀量发生在冲蚀角45°的情况下,冲蚀量均随时间的延长而增加,几乎呈线性增长;整体来看相同冲蚀时间内TC4材料的冲蚀量大于42CrMo材料的冲蚀量,42CrMo材料的耐冲蚀性略好于TC4材料.所得结论对钻井施工工具的选材具有一定的参考价值.

摘要： 本文研究了42CrMo钢在530°C时,在0.2atm-1/2氮势和3.65atm-1/2氮势条件下分别渗氮5～15h的气体渗氮行为,研究了其渗氮层的相结构、显微组织、硬度以及韧性,通过可控气体渗氮工艺调控了42CrMo钢渗氮层组织,并在100N和300N的载荷下进行了磨损实验,建立了磨损的失重速率模型.结果表明:通过控制氮势能有效调控渗氮层的表层组织,通过渗氮层组织调控能有效提高42CrMo钢的耐磨性,有化合物层试样由于具有较高的硬度,在低载磨损时表现出较好的耐磨性,而在高载时,由于化合物层韧性较差,极易剥落,其主要磨损形式由粘着磨损变为磨粒磨损,磨损量会急剧增加,耐磨性下降.

摘要： 本文研究了42CrMo钢在530°C时,在0.2atm-1/2氮势和3.65atm-1/2氮势条件下分别渗氮5～15h的气体渗氮行为,研究了其渗氮层的相结构、显微组织、硬度以及韧性,通过可控气体渗氮工艺调控了42CrMo钢渗氮层组织,并在100N和300N的载荷下进行了磨损实验,建立了磨损的失重速率模型.结果表明:通过控制氮势能有效调控渗氮层的表层组织,通过渗氮层组织调控能有效提高42CrMo钢的耐磨性,有化合物层试样由于具有较高的硬度,在低载磨损时表现出较好的耐磨性,而在高载时,由于化合物层韧性较差,极易剥落,其主要磨损形式由粘着磨损变为磨粒磨损,磨损量会急剧增加,耐磨性下降.

摘要： 本发明涉及超高强度结构钢，通过热轧将其制成片状钢产品。本发明涉及直接淬火和超高强度的结构钢的生产，其组成按重量百分比计包含C：0.07‑0.12%，Si：0.1‑0.7%，Mn：0.5‑2.0%，Ni：0.8‑4.5%，Cu：0.25‑3.0%，Cr：0.5‑1.6%，Mo：<0.8%，和Ti：≤0.04%，以及铁、不可避免的杂质和残余含量。本发明还具体涉及超高强度结构钢，其组成包含上述元素，其中，除高强度之外，该结构钢还是优异可焊接的并具备优异的冲击韧性性能。

摘要： 本发明涉及一种钢组成、一种制备具有所述组成的钢产品的方法，以及所述钢产品本身。根据本发明，制备出一种冷轧、还可能热浸镀锌的钢薄板，该薄板的厚度小于1mm，并且，依据处理参数，其抗拉强度为800-1600MPa，而A80延伸率为5-17%。对所述组成进行控制，以便可以获得上述高强度值，而同时又保持良好的成型性能以及镀锌后具有最佳的镀层质量。本发明同样涉及厚度较厚(典型地约2mm)并且镀锌后镀层质量优异，但具有相同组成的热轧产品。

摘要： 本发明提供一种通用性高的超高强度纤维增强砂浆或混凝土，在提高流动性(作业性)的同时，提高不含金属纤维的砂浆的抗压强度的绝对值，并且提高相对于抗压强度的抗弯强度的比率，从而以更少量的金属纤维也能获得高的抗弯强度，并且还可以使用用于普通生混凝土的细集料。本发明提供超高强度纤维增强水泥组合物，其含有水泥、硅灰、煤气化飞灰、石膏和金属纤维，并且硅灰和煤气化飞灰的比例以质量比计为95～50份∶5～50份。进而提供在该水泥组合物中含有细集料的超高强度纤维增强砂浆或混凝土，以及以硅灰、煤气化飞灰和石膏为主成分，并且硅灰和煤气化飞灰的比例以质量比计为95～50份∶5～50份的超高强度水泥外加材料。

摘要： 本发明涉及超高强度结构钢，通过热轧将其制成片状钢产品。本发明涉及直接淬火和超高强度的结构钢的生产，其组成按重量百分比计包含C：0.07-0.12%，Si：0.1-0.7%，Mn：0.5-2.0%，Ni：0.8-4.5%，Cu：0.25-3.0%，Cr：0.5-1.6%，Mo：<0.8%，和Ti：·0.04%，以及铁、不可避免的杂质和残余含量。本发明还具体涉及超高强度结构钢，其组成包含上述元素，其中，除高强度之外，该结构钢还是优异可焊接的并具备优异的冲击韧性性能。

摘要： 本发明涉及一种钢组成、一种制备具有所述组成的钢产品的方法，以及所述钢产品本身。根据本发明，制备出一种冷轧、还可能热浸镀锌的钢薄板，该薄板的厚度小于1mm，并且，依据处理参数，其抗拉强度为800－1600MPa，而A80延伸率为5－17％。对所述组成进行控制，以便可以获得上述高强度值，而同时又保持良好的成型性能以及镀锌后具有最佳的镀层质量。本发明同样涉及厚度较厚(典型地约2mm)并且镀锌后镀层质量优异，但具有相同组成的热轧产品。

摘要： 本发明提供一种通用性高的超高强度纤维增强砂浆或混凝土，在提高流动性(作业性)的同时，提高不含金属纤维的砂浆的抗压强度的绝对值，并且提高相对于抗压强度的抗弯强度的比率，从而以更少量的金属纤维也能获得高的抗弯强度，并且还可以使用用于普通生混凝土的细集料。本发明提供超高强度纤维增强水泥组合物，其含有水泥、硅灰、煤气化飞灰、石膏和金属纤维，并且硅灰和煤气化飞灰的比例以质量比计为95～50份∶5～50份。进而提供在该水泥组合物中含有细集料的超高强度纤维增强砂浆或混凝土，以及以硅灰、煤气化飞灰和石膏为主成分，并且硅灰和煤气化飞灰的比例以质量比计为95～50份∶5～50份的超高强度水泥外加材料。

摘要： 本发明公开一种用于超高强度钢的防护涂料及超高强度钢防护涂层的制备方法，包括如下内容：制备涂料；对超高强度钢板进行除杂处理；将涂料通过雾化喷涂到经过除杂处理之后的超高强度钢板的表面，涂料用量为0.2～0.3kg/m2；将喷涂好的超高强度钢板进行固化处理，固化温度为120～150°C，固化时间为4～6h；将喷涂后的超高强度钢板进行等离子氧化处理，氧化温度为600～620°C，并在等离子氧化处理过程中同时通入氩气和氧化，氩气和氧气的体积比为2:1～4:1，气压为30～50MPa，保温时间30～60min。本发明的制备工艺简单、质量稳定，具有较好的切口保护作用和高温防护作用，且表面具有超疏水特性。

摘要： 本发明公开一种用于超高强度钢的防护涂料及超高强度钢防护涂层的制备方法，包括如下内容：制备涂料；对超高强度钢板进行除杂处理；将涂料通过雾化喷涂到经过除杂处理之后的超高强度钢板的表面，涂料用量为0.2～0.3kg/m2；将喷涂好的超高强度钢板进行固化处理，固化温度为120～150°C，固化时间为4～6h；将喷涂后的超高强度钢板进行等离子氧化处理，氧化温度为600～620°C，并在等离子氧化处理过程中同时通入氩气和氧化，氩气和氧气的体积比为2:1～4:1，气压为30～50MPa，保温时间30～60min。本发明的制备工艺简单、质量稳定，具有较好的切口保护作用和高温防护作用，且表面具有超疏水特性。

摘要： 本发明涉及一种用于制造冷成型工具的方法，特别是制造用于冷成型超高强度钢的冷成型工具的方法，其中所述冷成型工具是成型工具套装的上工具和/或下工具，其中所述冷成型工具由金属材料制成并具有成型面，该成型面被设计为使得成型的金属板具有部件的所需最终轮廓，其特征在于所述硬质材料层通过物理气相沉积法沉积在成型工具的成型面上，其中硬质材料层由氮化钛粘合层和沉积在其上的氮化铝钛和氮化铝铬交替层组成，其中氮化钛顶层或作为替代的碳氮化钛顶层作为最终层沉积成为朝向待成型工件定向的最外层表面。

摘要： 一种高钼高强度二次硬化超高强度钢及其制备方法，属于合金钢技术领域。化学成分重量百分数为：C0.20-0.45%，Cr0.5-2.5%，Ni8.00-15.0%，Co8.00-18.00%，Mo2.00-6.00%，V≤0.30%,Ti≤0.10%，余量为Fe和不可避免的杂质。该合金可采用真空感应+真空自耗重熔或真空感应+电渣重熔冶炼工艺。优点在于，与现有技术相比综合性能良好，具有更高的强度和良好塑韧性，抗拉强度达到2200-2500MPa，热处理工艺性能优良，具有较高的回火稳定性和抗过时效能力。