超高强度钢
低合金超高强度钢性能及应用
牌号：35CrMnSiA
标准：GB/T 3077-1988
一性能及：
35CrMnSiA是低合金超高强度钢，热处理后具有良好的综合力学性能，高强度，足够的韧性，淬透性、焊接性（焊前预热）、加工成形性均较好，但耐蚀性和抗氧化性能低，一般是低温回火或等温淬火后使用。
二：应用：
1主要用作重负荷、中等速度、高强度、高韧性的零件及高强度构件，如高压鼓风机叶轮，飞机上的起落架等，
2在一般机械制造中，可部分替代相应的铬钼或者镍铬钢，制造中、小截面的重要零件。
三化学成份：
碳 C ：0.32～0.39
硅 Si：1.10～1.40
锰 Mn：0.80～1.10
铬 Cr：1.10～1.40
四力学性能：
抗拉强度σb (MPa)：≥1620(165)
屈服强度σs (MPa)：≥1275(130)
伸长率δ5 (％)：≥9
断面收缩率ψ (％)：≥40
冲击功 Akv (J)：≥31
冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥39(4)
硬度：≤241HB
五热处理规范：
(1)淬火:第一次950℃,第二次890℃,油冷;回火230℃,空冷、油冷;
(2)880℃于280～310℃等温
六交货状态：
以热处理（正火、退火或高温回火）或不热处理状态交货，交货状态应在合同中注明。
超高强度钢
超高强度钢现在已发展成为应用范围很广的一类重要钢种，如已经大量应用于火箭发动机外壳、飞机起落架、防弹钢板等性能有特殊要求的领域。
随着洁净化、微合金和控轧控冷等先进冶金技术在钢铁企业的逐步推广和应用，钢材的品质得到了大幅度提高，发达国家正在研制相当于目前常用钢材抗拉强度数倍的超高强度钢。
这种钢具有超细化、超洁净、超均质的组织和成分的特征，以及超高强度和超高韧性的特点。
超高强度钢与普通结构钢的强度的界限目前尚无统一规定，习惯上是将室温抗拉强度超过1,400MPa、屈服强度大于1,200MPa 的钢称为超高强度钢。
超高强度钢除了要求其高的抗拉强度外，还要求具有一定塑性和韧性、尽可能小的缺口敏感性、高的疲劳强度、一定的抗蚀性、良好的工艺性能、符合资源情况及价格低廉等。
超高强度钢现在已发展成为应用范围很广的一类重要钢种，如已经大量应用于火箭发动机外壳、飞机起落架、防弹钢板等性能有特殊要求的领域，而且其使用范围正在不断地扩大到建筑、机械制造、车辆和其它军事装备上。
因此，超高强度钢不仅是钢铁材料研究的重要方向，而且具有广阔的应用和发展前景。
超高强度钢的发展超高强度合金钢是为满足某些特殊要求发展起来的，按其物理冶金学特点，超高强度钢大体可以分为低合金超高强度钢、二次硬化超高强度钢和马氏体时效钢。
典型的低合金超高强度钢是AISI 4340 和D6AC；典型的二次硬化型中，合金超高强度钢是HY180 和AF1410，由于马氏体时效钢属高合金钢，在这里将不拟述及。
1.低合金超高强度钢低合金超高强度钢大多是AISI 4130、4140、4330 或4340的改进型钢种。
AISI 4340 是最早出现的低合金超高强度钢，它于1950年开始研究，并于1955年开始用于飞机起落架。
通过淬火和低温回火处理，AISI 4130、4140、4330 或4340钢的抗拉强度均可超过1,500MPa，而且缺口冲击韧性较高。
为了抑制低合金超高强度钢回火脆性，1952年美国国际镍公司开发了300M。
高强钢和超高强度钢定义
高强钢和超高强度钢的定义及特点1. 引言高强钢和超高强度钢是现代材料科学和工程领域中的两个重要概念。
随着工业技术的不断发展，对材料强度和性能的要求也越来越高。
高强钢和超高强度钢以其卓越的力学性能和广泛的应用领域而备受关注。
本文将对高强钢和超高强度钢的定义、特点和应用进行详细介绍。
2. 高强钢的定义和特点高强钢是指抗拉强度大于等于540MPa的钢材。
相对于普通碳素钢，高强钢具有以下特点：2.1 强度高高强钢的抗拉强度大于等于540MPa，远高于普通碳素钢的抗拉强度。
这使得高强钢在承受大的外力时能够更好地抵抗变形和破坏，提高了结构的安全性和可靠性。
2.2 韧性好高强钢不仅具有高强度，而且具有较好的韧性。
在承受外力时，高强钢能够发生一定程度的塑性变形，从而吸收外力的冲击能量，减少结构的破坏。
这使得高强钢在工程结构中能够更好地应对地震、风载等复杂环境的作用。
2.3 可焊接性好高强钢通常具有良好的可焊接性，可以通过常规的焊接工艺进行连接。
这使得高强钢在工程施工中更加方便快捷，降低了施工难度和成本。
2.4 重量轻相对于普通碳素钢，高强钢的强度更高，但密度相对较低，因此具有较轻的重量。
这使得高强钢在汽车、航空航天等领域得到广泛应用，可以减轻结构自重，提高载荷能力和燃油效率。
3. 超高强度钢的定义和特点超高强度钢是指抗拉强度大于等于980MPa的钢材。
相对于高强钢，超高强度钢具有以下特点：3.1 极高的强度超高强度钢的抗拉强度远远超过普通钢材，达到甚至超过980MPa。
这使得超高强度钢在工程中可以承受更大的荷载，应用于更为苛刻的环境中。
3.2 卓越的韧性超高强度钢在具有极高强度的同时，韧性也相对较好。
这是通过合理的化学成分设计和热处理工艺实现的。
超高强度钢能够在承受外力时发生较大的塑性变形，从而吸收更多的冲击能量，提高结构的抗震性能。
3.3 优异的耐蚀性超高强度钢通常具有良好的耐蚀性，能够在恶劣的环境中长期使用而不受腐蚀的影响。
常见车身钢材的种类
常见车身钢材的种类车身钢材是指用于汽车车身的金属材料。
由于不同部位对材料的要求不同，因此车身钢材也有多种不同的种类。
下面将介绍几种常见的车身钢材。
1. 高强度钢高强度钢是一种具有较高屈服强度和抗拉强度的钢材。
在汽车制造中，高强度钢被广泛应用于车身结构的关键部位，如车顶、车门、底盘等。
高强度钢可以提高汽车的结构强度和刚度，同时减轻车身重量，提高燃油经济性和碰撞安全性能。
2. 超高强度钢超高强度钢是一种具有更高屈服强度和抗拉强度的钢材。
它通常用于汽车车身的保护部位，如车身柱、侧门梁等。
超高强度钢的使用可以提高汽车的抗碰撞能力，保护车内乘员的安全。
3. 不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的钢材。
在汽车制造中，不锈钢常用于外部装饰件、排气系统和零部件等。
不锈钢不容易生锈，能够保持车身的美观和耐用性。
4. 钢铝复合材料钢铝复合材料是由钢与铝两种金属材料通过冷轧、热轧等工艺复合而成的一种材料。
在汽车制造中，钢铝复合材料常用于车身结构的关键部位，如车顶、车门等。
钢铝复合材料既具有钢材的高强度和刚度，又具有铝材的轻量化特点，能够在保证车身强度的同时减轻车身重量。
5. 镀锌钢板镀锌钢板是一种将钢板表面镀上一层锌的材料。
在汽车制造中，镀锌钢板常用于车身的防腐处理。
镀锌钢板具有良好的防腐性能，能够延长车身的使用寿命。
6. 硅钢硅钢是一种具有高硬度和低磁导率的钢材。
在汽车制造中，硅钢常用于汽车发动机的磁性材料。
硅钢能够降低发动机的磁滞损耗，提高发动机的能效和动力性能。
7. 高铝钢高铝钢是一种含铝量较高的钢材。
在汽车制造中，高铝钢常用于车身结构的关键部位，如车顶、车门等。
高铝钢具有良好的抗腐蚀性能和可焊性，能够提高车身的耐久性和安全性能。
总结：车身钢材的种类有很多，每种材料都有其特定的应用领域和优势。
通过合理选择和使用车身钢材，可以提高汽车的结构强度、降低车身重量、提高燃油经济性和碰撞安全性能。
未来随着科技的进步，车身钢材将不断创新和发展，为汽车行业带来更多的可能性。
超高强度钢
超高强度钢超高强度钢一般是指屈服强度大于1380MPa的高强度结构钢。
20世纪40年代中期，美国用AISI4340结构钢通过降低回火温度，使钢的抗拉强度达到1600～1900MPa。
50年代以后，相继研制成功多种低合金和中合金超高强度钢，如300M、D6AC和H一11钢等。
60年代研制成功马氏体时效钢，逐步形成18Ni马氏体时效钢系列，70年代中期，美国研制成功高纯度HP310钢，抗拉强度达到2200MPa。
法国研制的35NCDl6钢，抗拉强度大于1850MPa，而断裂韧度和抗应力腐蚀性能都有明显的改进。
80年代初，美国研制成功AFl410二次硬化型超高强度钢，在抗拉强度为1860MPa时，钢的断裂韧度达到160 MPa·m以上，AFl410钢是目前航空和航天工业部门正在推广应用的一种新材料。
中国于50年代初研制成功30CrMnSiNi2A超高强度钢，抗拉强度为1700MPa。
70年代初，结合中国资源条件，研制成功32Si2Mn2MoVA和40CrMnSiMoVA(GC一4)钢。
1980年以来，从国外引进新技术，采用真空冶炼新工艺，先后研制成功45CrNiMoVA (D6AC)、34Si2MnCrMoVA (406A)、35CrNi4MoA、40CrNi2Si2MoVA(300M)和18Ni马氏体时效钢，成功地用于制做飞机起落架、固体燃料火箭发动机壳体和浓缩铀离心机简体等。
目前超高强度钢已形成不同强度级别系列，在国防工业和经济建设中发挥着重要的作用。
现在，以改变合金成分提高超高强度钢的强度和韧性已很困难。
发展超高强度钢的主要方向是开发新工艺、新技术，提高冶金质量，如采用真空冶炼技术，最大限度降低钢中气体和杂质元素含量，研制超纯净超高强度钢；通过多向锻造和形变热处理，改变钢的组织结构和细化晶粒尺寸，从而提高钢的强度和韧性，例如正在发展的相变诱发塑性钢(TRIP钢)等。
一超高强度钢的合金成分、组织和特性(1)中碳低合金超高强度钢此类钢是通过淬火和回火处理获得较高的强度和韧性，钢的强度主要取决于钢中马氏体的固溶碳浓度。
超高强度钢的分类
超高强度钢的分类
超高强度钢是一种热处理钢，具有极高的强度和硬度，可用于制造高强度零件。
根据其合金元素和热处理方法的不同，超高强度钢可以分为以下几类：
1. 低合金超高强度钢：其合金元素主要为铬、钼、钛等，常用
的热处理方法包括淬火和回火，以及TMCP（控制轧制和温度机械控
制处理）。
2. 高合金超高强度钢：其合金元素主要为钼、钴、钨、铬等，
热处理方法一般为淬火和回火，在加工过程中需要采用高温固溶处理。
3. 马氏体双相钢：其主要合金元素为锰、硅、铬等，具有双相
组织结构，强度和塑性均较高，常用的热处理方法包括淬火和回火、等温淬火等。
4. 颗粒强化钢：利用颗粒的固溶强化作用来提高钢的强度，常
用的颗粒包括碳化物、氮化物、氧化物等，热处理方法一般为淬火和回火。
超高强度钢具有广泛的应用前景，主要用于航空航天、汽车、造船、桥梁等领域。
不同类型的超高强度钢根据其特点和应用需求，可以选择不同的热处理方法和合金元素组成。
- 1 -。
超高强度钢
超高强度钢超高强度钢一般是指折服强度大于1380MPa的高强度构造钢。
20 世纪 40 年月中期，美国用 AISI4340 构造钢经过降低回火温度，使钢的抗拉强度达到1600 ～ 1900MPa。
50 年月此后，接踵研制成功多种低合金和中合金超高强度钢，如300M、D6AC和 H 一 11 钢等。
60年月研制成功马氏体时效钢，逐渐形成18Ni 马氏体时效钢系列，70 年月中期，美国研制成功高纯度HP310钢，抗拉强度达到2200MPa。
法国研制的 35NCDl6 钢，抗拉强度大于1850MPa，而断裂韧度和抗应力腐化性能都有显然的改良。
80 年月初，美国研制成功AFl410 二次硬化型超高强度钢，在抗拉强度为1860MPa时，钢的断裂韧度达到160 MPa·m以上， AFl410钢是当前航空和航天工业部门正在推行应用的一种新资料。
中国于 50 年月初研制成功30CrMnSiNi2A 超高强度钢，抗拉强度为1700MPa。
70 年月初，联合中国资源条件，研制成功 32Si2Mn2MoVA和 40CrMnSiMoVA(GC一 4) 钢。
1980 年以来，从国外引进新技术，采用真空冶炼新工艺，先后研制成功45CrNiMoVA (D6AC) 、34Si2MnCrMoVA (406A) 、35CrNi4MoA、40CrNi2Si2MoVA(300M) 和 18Ni 马氏体时效钢，成功地用于制做飞机起落架、固体燃料火箭发动机壳体和浓缩铀离心计简体等。
当前超高强度钢已形成不一样强度级别系列，在国防工业和经济建设中发挥侧重要的作用。
此刻，以改变合金成分提升明高强度钢的强度和韧性已很困难。
发展超高强度钢的主要方向是开发新工艺、新技术，提升冶金质量，如采纳真空冶炼技术，最大限度降低钢中气体和杂质元素含量，研制超纯净超高强度钢；经过多向铸造和形变热办理，改变钢的组织构造和细化晶粒尺寸，进而提升钢的强度和韧性，比如正在发展的相变引发塑性钢(TRIP 钢) 等。
超高强度钢
超高强度钢
超高强度钢是一种在现代工程材料中具有重要地位的材料。
它以其卓越的力学性能和优异的耐腐蚀性能而受到广泛关注。
本文将探讨超高强度钢的制备方法、特性和应用领域。
制备方法
超高强度钢的制备方法主要包括热处理、合金设计和工艺优化。
通过合理的热处理过程，可以调控钢材的结构和性能。
合金设计则是通过添加特定元素，调整钢材的组织结构，提高其强度和耐久性。
工艺优化包括热压成型、热轧等工艺，在制备过程中对钢材进行加工和调整，以获得更好的性能。
特性
超高强度钢具有高强度、高硬度、优异的韧性和良好的耐磨性。
这些特性使得超高强度钢在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域有着广泛的应用前景。
与普通钢相比，超高强度钢具有更高的强度和更轻的重量，可以减少结构的重量，提高材料的使用效率。
应用领域
超高强度钢在汽车轻量化领域有着重要的应用。
通过使用超高强度钢，可以减轻汽车的质量，提高燃油效率，降低尾气排放。
此外，超高强度钢还被广泛应用于航空航天领域，用于制造飞机机身、发动机等部件，提高飞机的安全性和性能。
总的来说，超高强度钢作为一种重要的工程材料，在现代工程中发挥着重要的作用。
随着科学技术的不断进步，超高强度钢的应用范围将会不断扩大，为人类创造出更多的可能性。
以上是关于超高强度钢的简要介绍，希望能对读者有所启发。
如果您对超高强度钢感兴趣，可以深入了解其相关知识，探索更多应用领域。
谢谢阅读！。
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01 化学成分
碳 C ：0.27～0.34 硫 S ：≤0.020 镍 Ni：1.40～1.80
硅 Si：0.90～1.20 锰 Mn：1.00～1.30
磷 P ：≤0.020
铬 Cr：0.90～1.20
02
力学性能
抗拉强度 σb (Mpa）：1)1767; 2)1627 伸长率 δ5 (%)：1)12;2)13 断面收缩率 ψ (%)：50 冲击韧性值 αku (J/cm2)：1)79;2)90 试样尺寸：棒材
THANK YOU!
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• 合金元素含量较低，一般在2.5%以下。 • 这类钢合金元素含量低，成本低,生产工艺简单,广泛用于制造飞机大梁、起落架
构件、发动机轴、固体火箭发动机壳体和化工高压容器等。
01 定义与分类
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中合金超高强度钢（Medium-alloy ultra-high strength steel）
• 热作模具钢的改型钢，典型钢种有4Cr5MoSiV钢。这类钢的含碳量约0.4%， 合金元素总含量约8%,具有较高的淬透性。
01 定义与分类 二、马氏体时效钢（ maraging steel）
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• 含碳小于0.03%,钢中主要合金元素为镍，钴，钼，钛
• 火箭发动机壳体、飞机起落架和关键连接件等航空航天及深海技术中重要 结构件。
02
30CrMnSiNi2A 飞机起落架
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02 飞机起落架
30CrMnSiNi2A 飞机起落架
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• 起落架是飞机上重要而特别的部件，它不参与机体的结构和性能， 却极大地影响飞机的使用和安全。
• 30CrMnSiNi2A是我国广泛使用的一种综合性能良好的低合金超高 强度钢，主要用于制造飞机起落架、机翼、发动机壳等受力结构件， 及高压连接件和高扭短轴零件。
02 飞机起落架 30CrMnSiNi2A
02 飞机起落架
30CrMnSiNi2A属于低合金超高强度钢，经 热处理后可获得高的强度、好的塑性和韧性、 良好的抗疲劳性能和断裂韧度、低的疲劳裂 纹扩展速率。主要用途用于航空工业，制造 飞机结构件，可减少构件重量。
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03
加工工艺流程
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03 加工工艺流程
锻造→正火+退火→机械加工→ 去应力退火→（焊接→去应力 退火→）→校正→去应力退火 →精淬火+回火加工→去应力退 火→喷丸→探伤→表面处理→ 探伤→喷漆
04 热处理工艺曲线
喷丸强化表面
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• 零件表层发生循环塑性变形。
• 高速弹丸撞击零件表面时，在零件表层产生一均匀的塑性 变形区。
• 邻近未塑性变形区的限制，整个塑性变形层受到一压应力， 减缓了裂纹扩展速度，起到了强化作用。
04 热处理工艺曲线
表面真空热处理工艺
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采用真空油淬时，无论是强度，还是硬度 都要高出空气炉油淬。30CrMnSiNi2A在 真空热处理中，淬火油进行了充分的脱气， 整个淬火过程又是在真空状态下进行，零 件淬入油的瞬间，淬火油可以与零件所有 表面充分接触，能够充分发挥零件淬火性 能。
• 一般零件经高温奥氏体化后，空冷即可获得马氏体组织，500～550℃回火时， 由于碳化物沉淀产生二次硬化效应，而达到较高的强度。
• 特点是回火稳定性高,在500℃左右条件下使用，仍有较高的强度，一般用于 制造飞机发动机、高强度螺栓。
01 定义与分类
18Cr2Ni4W螺栓
• 高强度螺栓就是可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大。 • 普通螺栓的材料是Q235（即A3）制造的。
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04
热处理工艺曲线
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04 热处理工艺曲线
正火与去应力退火工艺
均匀的细珠光体（或超细珠光体） ，具有最佳的综合机械性能。
将工件加热至较低温度，保温一定时间后冷 却，使工件发生回复，从而消除残余内应力 的工艺。去应力退火。
04 热处理工艺曲线
淬火与回火工艺
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淬火组织为淬火马氏体加少量淬火贝氏体的组
• 1）淬火:第一次950℃ • 2）第二次850℃,空冷; • 3）回火200℃,水冷、空冷。
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01 定义与分类
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高合金超高强度钢（High-alloy ultra-high strength steel）
一、沉淀硬化不锈钢（ PH stainless steel） • 钢的强化处理是通过高温固溶处理、冷处理或形变后再时效，析出弥散沉
超高强度钢
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目录
CONTENTS
南昌航空大学
01 定义与分类 02 30CrMnSiNi2A 飞机起落架 03 加工工艺流程 04 热处理工艺曲线来自01定义与分类
南昌航空大学
01 定义与分类
南昌航空大学
超高强度钢（Ultra-high strength steel ）
• 超高强度钢一般是指屈服强度大于 1380MPa的高强度结构钢。
01 定义与分类
超高强度钢
南昌航空大学
低合金超高强 度钢
中合金超高强 度钢
高合金超高强 度钢
Ni-4Co型超高 强度钢
马氏体时效钢
沉淀硬化不锈 钢
01 定义与分类
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低合金超高强度钢（Low-alloy ultra-high strength steel）
• 含碳量通常小于0.25%，比普通碳素结构钢有较高的屈服点σs或屈服强 度 σ0.2(30～80kgf/mm2)和屈强比σs/σb(0.65～0.95）。
淀相而实现的。 • 主要用于制造高应力耐腐蚀的化工设备零件、航空器结构件和高压容器等。
0Cr17Ni4Cu4Nb 涡轮机叶片
1)固溶1020～1060℃快冷; 2)480℃时效,经固溶处理后,470～490℃空冷; 3)550℃时效,经固溶处理后,540～560℃空冷; 4)580℃时效,经固溶处理后,570～590℃空冷; 5)620℃时效,经固溶处理后,610～630℃空冷。