【文章內(nèi)容簡介】 ?（ 3）可提高鋼件的疲勞強(qiáng)度，改善對缺口的敏感性。 ?（ 4）由于氮化處理溫度較低，熱處理變形小，因此特別適合于尺寸精度要求較高或最終熱處理要求變形小的機(jī)械零件（如機(jī)床絲桿、鏜桿，大馬力內(nèi)燃機(jī)曲軸等）。 ?應(yīng)當(dāng)說明的是，隨著滲氮新工藝的發(fā)展，如氮碳共滲、離子氮化等工藝的采用，可通過氮化處理工藝改善性能的鋼種逐漸增多，如中碳合金結(jié)構(gòu)鋼、鉻鋼、鉻鉬鋼、鉻釩鋼、鎳鉻鉬鋼、鉻錳鈦鋼、鉻含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 5%的模具鋼 H11和 H13， F和 M系列不銹鋼， A不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼等。 Ultrahighstrength steels 超高強(qiáng)度鋼 ?通常認(rèn)為，抗拉強(qiáng)度超過 1500MPa或屈服強(qiáng)度超過 1380MPa的合金結(jié)構(gòu)鋼為超高強(qiáng)度鋼。 ? 1. 性能要求 ?（ 1）很高的強(qiáng)度、比強(qiáng)度（其比強(qiáng)度與鋁合金接近）和疲勞強(qiáng)度 在靜載荷和動載荷條件下，能承受很高的工作應(yīng)力，從而可減輕結(jié)構(gòu)重量。為保證極高的強(qiáng)度，此類鋼充分利用了 M強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、化合物彌散強(qiáng)化與溶質(zhì)固溶強(qiáng)化等多種機(jī)制的復(fù)合強(qiáng)化作用。 ?（ 2）足夠的韌性 評價此鋼韌性的指標(biāo)是材料的斷裂韌性。具有較高斷裂韌性的超高強(qiáng)度鋼，在復(fù)雜的環(huán)境下能承受高的工作應(yīng)力，不致發(fā)生低應(yīng)力脆斷。而改善韌性的關(guān)鍵是提高鋼的純凈度（降低雜質(zhì) S、 P含量和非金屬夾雜物含量）、細(xì)化晶粒（如采用形變熱處理工藝）并減小對碳的固溶強(qiáng)化的依賴程度（故超高強(qiáng)度鋼一般是中低碳、甚至是超低碳鋼）。 2. 類別、典型牌號及熱處理 ?（ 1）低合金超高強(qiáng)度鋼 它是在合金調(diào)質(zhì)鋼基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其 WC=%～ %，WMe總量 =5%左右。通過淬火和回火，或者等溫淬火處理，可獲得 M回火，或 B下 +M回的混合組織，以達(dá)到高強(qiáng)度和良好的韌性。 ◎ 其典型牌號有 30CrMnSiNi2A、32Si2Mn2MoVA、 45CrNiMo1VA（ D6AC）等，此類鋼的生產(chǎn)成本較低、用途廣泛，主要用于制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)件，如主起落架的支柱、輪叉、機(jī)翼主梁；固體火箭發(fā)動機(jī)殼體、炮筒、高壓氣瓶和高強(qiáng)度螺栓等。 2. 類別、典型牌號及熱處理 ?（ 1）低合金超高強(qiáng)度鋼 ◎ 提高鋼的純凈度是改善斷裂韌性的關(guān)鍵。為了降低鋼中氣體和非金屬夾雜物，通常采用電弧爐或真空感應(yīng)爐冶煉鑄成電極再經(jīng)真空自耗重熔。如 45CrNiMo1VA鋼分別采用四種冶煉工藝，均經(jīng)過 900℃ 正火， 880℃ 油淬， 550℃ 回火，其抗拉強(qiáng)度為 1520MPa。而斷裂韌性卻相差很大，見下表。 表 5＃ 45CrNiMo1VA鋼的斷裂韌性 冶煉工藝 性能 真空感應(yīng)爐加真空自耗重熔 真空感應(yīng)爐加電渣重熔 電弧爐加真空自耗 電弧爐加電渣重熔 斷裂韌性/MPam 3/2 2. 類別、典型牌號及熱處理 ?（ 2）二次硬化型超高強(qiáng)度鋼 系指通過淬火+高溫回火后，析出特殊合金 K而達(dá)到彌散強(qiáng)化（二次硬化）效果的超高強(qiáng)度鋼。主要包括 CrMoV型中碳中合金 M熱作模具鋼、高韌性 9Ni4Co型和 10Ni14Co型高韌性超高強(qiáng)度鋼。 ?① H型（ CrMoV型）中合金超高強(qiáng)度鋼 該鋼是從含 5%Cr的工模具鋼移植而來，由于它在高溫回火下有很高的強(qiáng)度和較滿意的塑韌性，抗熱性好（在常溫至500℃ 之間有類似良好耐熱材料那樣的性能），組織穩(wěn)定（ 590℃ 、 60h和 540℃ 、大于 100h回火下），從而具有作為高速飛機(jī)高強(qiáng)材料的可能性。 2. 類別、典型牌號及熱處理 ?② 9Ni4Co型（ NiCoCrMo型）超高強(qiáng)度鋼 如 30Ni9Co4CrMoA鋼經(jīng)淬火后于 550℃ 回火，其抗拉強(qiáng)度為 1520～1650MPa，斷裂韌性 KⅠ C可達(dá) 100MPam1/2以上。該鋼的焊接性好，具有良好的熱穩(wěn)定性，適于 370℃ 以下長期使用。 ?③ 10Ni14Co型超高強(qiáng)度鋼 其典型鋼種是16Ni10Co14Cr2Mo1（ AF1410）鋼，是可焊接的高合金二次硬化型超高強(qiáng)度鋼，加熱至 830℃ A化后，在空冷條件下形成高位錯密度板條 M，經(jīng) 510℃ 時效析出細(xì)小彌散分布的合金碳化物 M2C取代 Fe3C，從而獲得高強(qiáng)度、高韌性。其抗拉強(qiáng)度達(dá) 1620MPa 以上、斷裂韌性KⅠ C大于 143 MPam1/2，抗應(yīng)力腐蝕性能好，應(yīng)力腐蝕開裂臨界斷裂因子 KⅠ SCC值高達(dá) 84 MPam1/2，比一般超高強(qiáng)度鋼高 3倍以上，常用于制造飛機(jī)重要受力構(gòu)件，如海軍飛機(jī)著陸鉤等。 2. 類別、典型牌號及熱處理 ?（ 3）馬氏體時效鋼 它是鐵 鎳基超低碳高合金超高強(qiáng)度鋼通過 M相變和時效析出金屬間化合物而達(dá)到強(qiáng)化效果的超高強(qiáng)度鋼。如 18Ni馬氏體時效鋼經(jīng) 820℃ 固溶處理，然后可在很寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行時效處理，時效過程中析出 Ni3Mo、Ni3Ti等金屬間化合物，提高了鋼的強(qiáng)韌性 。 ?（ 4）超高強(qiáng)度不銹鋼 它是在不銹鋼基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有較高的強(qiáng)度和耐蝕性。依據(jù)其組織和強(qiáng)化機(jī)制的不同，也可分為馬氏體沉淀硬化不銹鋼、半奧氏體沉淀硬化不銹鋼和馬氏體時效不銹鋼等。由于其 Cr、 Ni合金元素含量較高，故其價格也很昂貴，通常用于對強(qiáng)度和耐蝕性都有很高要求的零件。 Spring steels 彈簧鋼 ?1. 工作條件、主要失效形式與性能要求 ?彈簧鋼系指用于制造各種彈簧的鋼種。彈簧的主要作用是吸收沖擊能量，緩和機(jī)械的振動和沖擊作用。 1. 工作條件、主要失效形式與性能要求 ?其主要的失效形式就是因彎曲或扭轉(zhuǎn)疲勞載荷所導(dǎo)致的彈簧類零件 疲勞斷裂 ，以及由材料的彈性極限較低而引起彈簧的 過量變形 以致失去彈性等。因此彈簧鋼應(yīng)具備以下性能 : ?（ 1）高強(qiáng)度和高屈強(qiáng)比 以保證彈簧有足夠高的彈性變形能力，并能承受大的載荷。 ?（ 2）高的疲勞強(qiáng)度 以保證彈簧在長期振動和交變應(yīng)力作用下不產(chǎn)生疲勞破壞。 ?（ 3）一定的塑、韌性 為滿足成形需要和可能承受的沖擊載荷，應(yīng)有一定塑、韌性。 ?（ 4）此外，一些在高溫或腐蝕條件下工作的彈簧，還應(yīng)具有 良好的耐熱性或耐蝕性等 。 2. 化學(xué)成分特點(diǎn) ?（ 1）高碳 目的是保證其較高的彈性極限與屈服強(qiáng)度。一般碳素彈簧鋼的碳含量為 0． 6%～ 0． 9%，合金彈簧鋼的碳含量為 %～ %。 ?（ 2）合金化原則 加入 Si、 Mn、 Cr等主加元素，主要目的是提高淬透性、強(qiáng)化 F，亦可提高回火穩(wěn)定性(其中以 Si的作用最大 )。輔加元素 W、 V及 Cr等較強(qiáng) K形成元素，起到細(xì)化晶粒的作用 ,進(jìn)一步提高淬透性，不易脫碳和過熱，保證鋼在較高使用溫度下仍具有較高的高溫強(qiáng)度和韌性，同時還提高回火穩(wěn)定性。 ?應(yīng)注意， Si含量高時有石