高強不銹鋼的研發(fā)

高強度無錫不銹鋼采用了低碳馬氏體相變強化和時效強化效應(yīng)疊加的手段，是強度與韌性匹配最好、耐腐性能最佳的金屬結(jié)構(gòu)材料。高強無錫不銹鋼按照強度可以劃分為三個等級:低強度等級在1000～1400MPa;中強度級別1400～1700MPa;超高強度等級大于1800MPa。

低強度等級，以15-5PH沉淀硬化不銹鋼為典型。

此類無錫不銹鋼合金化的特點是采用15%左右的鉻來保證鋼的耐腐蝕性能，5%左右的鎳含量起到平衡相圖，使鋼在室溫得到馬氏體組織，同時降低鋼中δ-鐵素體，加入4%左右的銅，起到強化作用，少量的鈮可以與碳形成MC相，起到釘扎晶界，細化晶粒的作用。經(jīng)過時效后析出了大量的面心立方結(jié)構(gòu)、與馬氏體基體間滿足K-S位向關(guān)系的富銅相，起到強化作用。15-5PH鋼用于環(huán)境溫度300℃以下或腐蝕環(huán)境下的零件，以更高的材料強度實現(xiàn)減重。由于該鋼成本低廉，耐蝕性好，而且可以通過改變熱處理工藝獲得不同強度，為設(shè)計選材提供了更加寬泛的空間，因此在國內(nèi)外飛機上應(yīng)用最為廣泛，例如波音737-600型機翼梁、機身框架，波音767主起落架前軸頸支架的鋼銷，F(xiàn)-15艙蓋鎖閂、高強度螺栓、彈簧等各類零配件。

二．中強度等級，以PH13-8Mo沉淀硬化無錫不銹鋼為典型。

此類鋼采用低碳的合金化設(shè)計，采用13%左右的鉻來保證鋼的耐蝕性，8%左右的鎳來彌補由于低碳而引起相圖的不平衡，降低δ-鐵素體含量，使鋼得到板條馬氏體組織，加入2%鉬和1%鋁，在鋼中形成NiAl相和Ni3Mo相起到強化作用。PH13-8Mo鋼內(nèi)形成板條馬氏體組織和大量的位錯，纖細的馬氏體板條不但可以保證鋼的強度，還起到韌化作用。在鋼中有大量的NiAl相彌散的析出，并釘扎位錯線，起到強化作用。PH13-8Mo沉淀硬化無錫不銹鋼是應(yīng)用范圍廣、應(yīng)用部件多、用量大、強度高、斷裂韌性和抗應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合好的沉淀硬化不銹鋼，適合于制作要求高的屈服強度、高的韌性、無各向異性的大截面構(gòu)件和高應(yīng)力緊固件，已成為國外軍機和民機的必選材料。我國“梟龍”戰(zhàn)機主承力機身框和機翼承力梁也采用該鋼制造，并已被選定在新一代戰(zhàn)斗機的內(nèi)埋式武器彈射機構(gòu)、舵面驅(qū)動機構(gòu)、發(fā)動機的傳力銷等關(guān)鍵承力耐蝕結(jié)構(gòu)件上采用。

三．超高強度等級，以6F863鋼為典型。

這類鋼中，C≤0.05%，S、P、Si、Mn含量盡量低，合理的鉻與鎳的當量配合，添加2%左右的鉬使鋼獲得時效強化，同時能使鋼保持良好的韌性及耐海水腐蝕性能。為了充分實現(xiàn)鉬的強化作用，還添加一定量的鈷和少量的鈦。

F863鋼是目前國內(nèi)外強度級別最高的新一代超高強度無錫不銹鋼，具有很好的耐蝕性、焊接性能，同時具有較高的斷裂韌性，可以為新一代武器裝備更新?lián)Q代、零部件的升級提供穩(wěn)定的材料，在航天大型運載火箭動力連接裝置、魚雷發(fā)射裝置、潛射型巡航導(dǎo)彈等國防武器裝備中都具有潛在的用途。