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艦船用超大直徑高強度鋼成功推出!

時間:2020-01-05 11:53來源:德松官網 作者:德松模具鋼
目前以改變合金成分提高該鋼的強度和韌性已經非常困難,要發展實用性更強、規格更大的30CrMnSiNi2A高強度模具鋼還是要從開發新工藝、新技術,提高冶金質量等方面著手。
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30CrMnSiNi2A屬于低合金超高強度鋼,它是在高強度鋼30CrMnSiA的基礎上加人1.4%~1.8%的Ni而得到的。由于Ni的加入,提高了鋼的強韌性和塑性,并大大提高鋼的淬透性,截面直徑小于50mm的零件可以在油中完全淬透。這種低合金超高強度鋼的原材料和制造費用相對較低,我國用來制造各種導彈發動機殼體。
超高強度鋼一般是指屈服強度大于1380MPa的高強度結構鋼。20世紀40年代中期,美國用AISI4340結構鋼通過降低回火溫度,使鋼的抗拉強度達到1600~1900MPa。50年代以后,相繼研制成功多種低合金和中合金超高強度鋼,如300M、D6AC和H-11鋼等。60年代研制成功馬氏體時效鋼,逐步形成18Ni馬氏體時效鋼系列,70年代中期,美國研制成功高純度HP310鋼,抗拉強度達到2200MPa。法國研制的35NCDl6鋼,抗拉強度大于1850MPa,而斷裂韌度和抗應力腐蝕性能都有明顯的改進。80年代初,美國研制成功AFl410二次硬化型超高強度鋼,在抗拉強度為1860MPa時,鋼的斷裂韌度達到160MPa以上,AFl410鋼是目前航空和航天工業部門正在推廣應用的一種新材料。
我國于50年代初研制成功30CrMnSiNi2A超高強度鋼,抗拉強度為1700MPa。70年代初,結合中國資源條件,研制成功32Si2Mn2MoVA和40CrMnSiMoVA鋼。1980年以來,從國外引進新技術,采用真空冶煉新工藝,先后研制成功45CrNiMoVA (D6AC)、34Si2MnCrMoVA (406A)、35CrNi4MoA、40CrNi2Si2MoVA(300M)和18Ni馬氏體時效鋼,成功地用于制作飛機起落架、固體燃料火箭發動機殼體和濃縮鈾離心機殼體等。目前超高強度鋼已形成不同強度級別系列,在國防工業和經濟建設中發揮著重要的作用。
目前以改變合金成分提高該鋼的強度和韌性已很困難,要發展實用性更強、規格更大的30CrMnSiNi2A鋼還是要從開發新工藝、新技術,提高冶金質量,如采用真空冶煉技術,最大限度降低鋼中氣體和雜質元素含量等方面著手,通過多向鍛造和形變熱處理以及各種新工藝的加入,我國成功試制出直徑超過800毫米超大尺寸的30CrMnSiNi2A高強度鋼,產品各項指標均達到標準要求,將被應用于艦船領域。該產品的成功研制,填補了國內空白,進一步增強了這一領域的市場競爭力。
大直徑30CrMnSiNi2A棒材同樣具有優異的淬透性、韌性、抗回火穩定性,同時具有良好的抗疲勞性能和斷裂韌度,主要用于制作重要的承力結構部件,此前在我國航空工業領域得到廣泛使用。
直徑800毫米超大規格30CrMnSiNi2A棒材生產難度很大,國內還沒有成功生產的先例。科研人員了解到艦船領域對直徑800毫米超大規格30CrMnSiNi2A模具鋼有一定的需求,結合現有冶煉設備及技術,加上用戶的特殊要求與使用經驗,制定了我國大直徑30CrMnSiNi2A棒材的生產標準和技術規范。
為確保首次試制工作的順利進行,撫順特鋼科研人員對30CrMnSiNi2A鋼的冶煉、加工、熱處理工藝進行了精心策劃。試制過程中,科研人員進行全流程跟蹤標定,在相關單位的共同努力下,30CrMnSiNi2A冶煉出的電極成分達到控制要求。經重熔冶煉后,鋼錠成分合格且表面質量良好,最后經鍛造制成直徑800毫米棒材。經檢驗,產品化學成分,高、低倍組織等各項性能指標均滿足標準要求。
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