鋼鐵本來(lái)就是堅強的象征,不過,不僅(jǐn)鋼與鐵(鑄鐵)的強度不同,就是在鋼的“隊伍”內部,因(yīn)成分、組織不同(tóng),強度也大不(bú)一樣。如以每平(píng)方米能承受多少牛頓負荷而不斷裂為應力單(dān)位(兆帕)大致分(fèn)為(wéi):~兆帕是軟鋼;~兆帕是一般結構鋼;~兆帕是合金結構鋼;~兆帕是高強鋼;兆帕以上則是超高強度鋼了。現在,超高強度鋼的強度(dù)記錄可達兆帕(pà),但這還不是金屬強度的極限,一些冷拔細鋼絲的強度可達到兆帕,而直徑隻有1~2微米的一些鋼鐵晶須的強度可(kě)達兆帕。超高強度鋼是在合金結構鋼的基礎(chǔ)上(shàng)發展起來的,以強度為首要(yào)要求並輔以適(shì)當韌(rèn)性的鋼種,主要用於要求比強度(dù)很大的“尖端領域”,如飛(fēi)機起落架、分離鈾的高速離心機旋轉筒體、潛水艇殼、高壓(yā)容器等。
常用(yòng)超高強度鋼有以下四類:
1.低合金超高強度鋼
它是在(zài)中(zhōng)碳合金調質(zhì)鋼(gāng)的基礎上發展起來的,典型牌(pái)號有、A等。合金(jīn)元素主要起固溶強化、細化晶粒、提高淬透性及回火馬氏體穩定性的作用,常需經(jīng)淬火、回火後得(dé)到回火馬氏體或下貝氏(shì)體組織才可達到使用性能要求(qiú)。主要用於飛機(jī)起落架、機翼主梁、固體火箭發動機殼體、炮(pào)筒、高壓容器、高強螺栓等。這類鋼的(de)抗拉強度可達兆帕。
2.二次硬化型超高強度鋼
它是在(zài)中碳或低碳合金(jīn)鋼基礎上加(jiā)較多可產(chǎn)生(shēng)彌散強化的合金元素而發展起來的。典型鋼(gāng)種如(rú)(外國鋼號為)、()、、等,這類鋼為中高合金鋼,耐熱性(xìng)很好,多可在℃下長期使用,抗(kàng)拉強度約在~兆帕之間,可用(yòng)於飛機起落架、炮彈(dàn)和火箭(jiàn)殼體、高強度螺栓、高速轉子軸(zhóu)及熱作模(mó)具等,其中還有良好的焊接性及韌性。
3.馬氏體時效(xiào)鋼
它是鐵-鎳基超低碳高(gāo)合金鋼,通過淬火+回火產生馬氏體相變和時效析(xī)出金屬化合物而獲得強化效果。典型鋼種如(外國鋼號為),抗拉強度達兆帕,其韌性突出,較易焊接,可用於製(zhì)造固體火箭發動機殼體、高壓氣瓶及橡塑模具等。
4.超高強度不鏽鋼
它是在低碳(tàn)不鏽鋼的基(jī)礎上加入一些會形成彌散金屬化合物的合金元素而形成。典型鋼號如馬氏體時效不鏽鋼等,其抗拉強度在~兆帕之間。此類鋼具有較高的強度、耐蝕性及塑性,主要用於高強度、耐腐蝕的化工設備及零件和飛機上高強度結構件。