هل فولاذ عالي القوة (UHSS)؟

يشير "الصلب ذو القوة الفائقة" إلى سبائك الصلب مع قوة إنتاجية تفوق 1370 ميجا باسكال (140kgf / mm2) وقوة الشد فوق 1620 ميجا باسكال (165kgf / mm2). تم تطوير مفهوم الصلب عالي القوة لتمييز الصلب عالي القوة ، وقد استخدم على نطاق واسع في مجالات الطيران والطيران الجوي في السنوات الأخيرة.


تصنيف فائقة القوة الصلب

وفقًا للسبائك والبنية المجهرية ، يمكن تقسيم UHSS إلى فولاذ منخفض الكربون وعالي القوة من Martensite مصنوع من الكربون المتوسط ، وسبائك متوسطة الكربون متوسطة الترسيب الثانوية تصلب الفولاذ عالي الصلابة ، وسبائك متوسطة الكربون عالية Ni-Co فولاذ عالي الصلابة ، صلابة فائقة منخفضة الكارتينيت من مارتينسيت تصلب فولاذ عالي القوة ، الفولاذ المقاوم للصدأ شبه الأوستينيت المتصلب ، إلخ.

 

سبائك منخفضة UHSS

منخفض الكربون متوسطة الكربون تم تطوير UHSS المدعم من Martensitic على أساس من الصلب المقسّى ذو سبيكة منخفضة. إنه يشتمل بشكل أساسي على الفولاذ المقسى Ni-Cr-Mo التقليدي 4340 (40CrNiMo) ، والنيكل-الكروم- Mo-V الصلب D6AC (45CrNiMoV) مع محتوى الكربون بنسبة 0.45 ٪ ، والصلب Cr-Mn-Si-Ni (30CrMnSiNi2A) مع محتوى الكربون بنسبة 0.30 ٪ ، والصلب 300M (43CrNiSiMoV) الذي تم تطويره بإضافة السيليكون (1.6 ٪) والفاناديوم (0.1 ٪) على أساس 4340 الصلب ، و Si-Mn-Mo-V أو Si -Mn-Cr -V بدون نيكل. يمكن أن تقلل عملية ذوبان الفراغ من محتوى عناصر النجاسة في الفولاذ وتحسن من اللدونة العرضية وصلابة الفولاذ ، والتي تستخدم على نطاق واسع في عوارض الطائرات ، ومهبطات الهبوط ، وأعمدة المحرك ، ومسامير التثبيت عالية القوة ، وقذائف محركات الصواريخ الصلبة ، والمواد الكيماوية العالية حاويات الضغط.

 

سبيكة متوسطة UHSS

تم تطوير UHSS من السبائك المتوسطة والكربون الثانوية لهطول الأمطار من قالب 5٪ Cr. نظرًا لقوتها العالية والليونة والصلابة المرضية ومقاومة الحرارة الجيدة والتنظيم المستقر ، يتم استخدامها لمعدات الهبوط وقذيفة الصواريخ إلخ. الدرجات الفولاذية النموذجية من الصلب هي H11 و H13 ومكوناتها الرئيسية هي: C 0.32٪ - 0.45٪ ؛ 4.75 ٪ - 5.5 ٪ مو 1.1 ٪ - 1.75 ٪ ؛ سي 0.8 ٪ - 1.2 ٪


سبائك عالية UHSS

Ni-Co (سبائك 9Ni - 4Co-- ××) عالية الكربون متوسطة الكربون تم تطوير UHSS استنادًا إلى 9٪ Ni من الصلب منخفض الحرارة بدرجة صلابة عالية ودرجة حرارة انتقال منخفضة هشة.إضافة لـ Co يزيد MS ( الانتقال martensitic) درجة حرارة الصلب ويقلل من الأوستينيت المتبقية. في الوقت نفسه ، يعمل عنصر Co أيضًا كحل مقوي صلب للحصول على خصائص التقشير الذاتي للصلب لتوفير قدرة لحام ممتازة. وهناك كمية صغيرة من الكروم والموليبدينوم لها تأثير تعزيز الانتشار عند هدأ. المواد الرئيسية من هذا النوع هي HP9-4-25 و HP9-4-30 و HP9-4-45 و AF1410 (0.16٪ C-10٪ Ni-14٪ co-1٪ Mo-2٪ Cr-0.05٪ V ). هذا النوع من الفولاذ UHSS يوفر خواص ميكانيكية شاملة جيدة ، مقاومة للتآكل وخصائص اللحام ، ويستخدم على نطاق واسع في قذائف الفضاء والغواصات.

 

منخفضة للغاية UHSS الكربون

يتكون UHSS من الكربون المنخفض للغاية ، والمعروف باسم الفولاذ المقاوم للشيخوخة مارتينسيت ، من الكربون منخفض للغاية النيكل أو فيرو نيكل والكوبالت مارتينسيت. مارتينسيت لا يتطلب التبريد السريع ، ودرجة الحرارة المتغيرة وتكوين متساوي الحرارة يمكن أن يكون كافيا ؛ مع بنية مكعبة مركزية ، حول صلابة HRC20 واللدونة الجيدة عند إعادة التسخين ، لا توجد ظاهرة هدأ مثل تلك الموجودة في Martensite منخفضة الكربون ، وهناك تباطؤ كبير في درجة الحرارة المثبطة التي يمكن استخدامها لتصلب الشيخوخة في مصفوفة Martensite عند درجة حرارة أعلى. وفقًا لمحتوى النيكل ، يمكن تقسيم الفولاذ المقاوم للشيخوخة Martensitic إلى 25٪ ني ، 20٪ ني ، 18٪ ني و 12٪ ني. من بينها 18 ٪ ني يستخدم على نطاق واسع نوع. إنها سبائك منخفضة الكربون من Fe-Ni (18٪) -Co (8.5٪) تحتوي على الموليبدينوم والتيتانيوم وعناصر تقوية أخرى ، بما في ذلك 3 درجات: 18٪ Ni (200) و 18٪ Ni (250) و 18 ٪ Ni (300) (200 ، 250 ، 300 عبارة عن درجات مقاومة الشد بوحدة من Ksi). هذا النوع من الفولاذ يعززه ترسيب المركبات المعدنية ، ويحصل على مرونة عالية بواسطة مصفوفة martensite الخالية من الكربون ، وأخيراً اللدونة عالية القوة. هذا النوع من الفولاذ لديه قابلية جيدة للتشكيل ، قابلية اللحام واستقرار الأبعاد ، وعملية المعالجة بالحرارة بسيطة ، والتي تستخدم لمكونات الفضاء والطيران مثل البثق البارد ، ختم البرد الخ.

 

شبه الأوستينيت UHSS

بصفته فولاذًا شديد الصلابة عالي الصلابة ، فإن الدرجات الشائعة لـ UHSS شبه الأوستينيت هي 17-7PH و PH15-7Mo و AFC-77 ، إلخ. يتم معالجة الصلب بمحلول صلب ومبرد إلى درجة حرارة الغرفة لتشكيل بنية الأوستينيت . بعد تبريده أو تسخينه إلى 750 درجة ، يتحول الأوستينيت إلى Martensite. أخيرًا ، تم الحصول على فولاذ عالي القوة مع بنية معززة من المرحلة الثانية موزعة على مصفوفة martensite المقسومة على درجة حرارة 400-550 ℃. عند استخدام هذا النوع من الفولاذ لفترة أطول من 315 ℃ ، ستصبح المادة هشة بسبب هطول الأمطار للمركبات المعدنية ، لذلك يجب أن تكون درجة حرارة العمل أقل من 315 ℃. هذا النوع من الفولاذ يستخدم بشكل رئيسي لتصنيع مكونات الفضاء ، أوعية الضغط العالي وأجزاء المعدات الكيميائية ذات التآكل العالي الضغط.