过大的焊接热输入、过高的预热温度和过高的层间温度都会增大焊缝金属在800～500℃的冷却时间，导致低劣的焊缝冲击韧度降低。因此，合理的焊接工艺，对确保焊缝冲击韧度至关重要。E911、T92／P92钢的冷裂纹敏感性比T91／P91钢略低。表22 超超临界材料铸钢件各种焊接方法预热温度（续）表23 焊接方法及焊接材料选择①日本神户焊条。采用CO2气体保护焊时，焊道宽度不得超过15mm。......
2023-06-28
4.1.4超高强度钢
【摘要】：超高强度钢的定义是随技术进步程度变化的。一般把屈服强度在1370MPa以上，抗拉强度在1620MPa以上的合金钢称为超高强度钢。表4-21列出了目前一些主要超高强度钢的典型成分及性能特点。超低碳马氏体时效硬化型超高强度钢，通常称为马氏体时效钢。
超高强度钢的定义是随技术进步程度变化的。一般把屈服强度在1370MPa以上，抗拉强度在1620MPa以上的合金钢称为超高强度钢。按其合金化程度和显微组织特点，超高强度钢分为低合金中碳马氏体强化超高强度钢、中合金中碳二次沉淀硬化型超高强度钢、高合金中碳Ni-Co型超高强度钢、超低碳马氏体时效硬化型超高强度钢、半奥氏体沉淀硬化型不锈钢等类别。表4-21列出了目前一些主要超高强度钢的典型成分及性能特点。
表4-21 一些主要超高强度钢的典型成分及性能特点
（续）
低合金中碳马氏体强化型超高强度钢（MART）是在低合金调质钢的基础上发展起来的，其含碳质量分数一般为0.3%～0.5%，合金元素总质量分数一般不超过6%。主要牌号包括传统的镍铬钼调质钢4340（40CrNiMo），含碳质量分数为0.45%的镍-铬-钼-钒钢D6AC（45CrNiMoV），含碳质量分数为0.30%的铬-锰-硅-镍钢（30CrMnSiNi2A），在4340钢基础上通过加入硅（质量分数为1.6%）和钒（质量分数为0.1%）而研制成的300M钢（43CrNiSiMoV）以及不含镍的硅锰钼钒或硅锰铬钼钒等。这类钢的热处理采用淬火加低温回火，有的钢种进行高温回火或等温淬火加低温回火。热处理后获得回火马氏体、回火马氏体加贝氏体、高温回火后的索氏体组织。钢的强度主要取决于在马氏体中固溶的碳浓度，随着含碳量的增加，钢的强度提高，塑性和韧性降低，冷加工性能和焊接性能恶化。通过真空熔炼降低钢中杂质元素含量，改善钢的横向塑性和韧性，由于钢中合金元素含量较低，成本低，生产工艺简单，广泛用于飞机大梁、起落架、发动机轴、高强度螺栓、固体火箭发动机壳体和化工高压容器等。
中合金中碳二次沉淀硬化型超高强度钢是从5%Cr型模具钢发展而来的。由于它在高温回火状态下有很高的强度和较满意的塑性、韧性，抗热性好，组织稳定，用于飞机起落架、火箭壳体等，典型钢种为H11和H13等。其主要成分为：w（C）0.32%～0.45%；w（Cr）4.75%～5.5%；w（Mo）1.1%～1.75%；w（Si）0.8%～1.2%。
高合金中碳Ni-Co（9Ni-4Co-××）型超高强度钢，是在具有高韧性、低脆性转变温度的9%Ni型低温钢的基础上发展起来的。在9%Ni钢中添加钴是为了提高钢的马氏体转变温度（Ms），减少钢中的残留奥氏体，同时，钴在镍钢中起固溶强化作用，还通过加钴来获得钢的自回火特性，从而使这类钢具有优良的焊接性能。碳在这类钢中起强化作用。钢中还含有少量铬和钼，以便在回火时产生弥散强化效应。主要牌号有HP9-4-25、HP9-4-30、HP9-4-45以及改型的AF1410[0.16%C-10%Ni-14%Co-1%Mo-2%Cr-0.05%V（质量分数）]等。这类钢的综合力学性能好，抗应力腐蚀性强，具有良好的工艺性能和焊接性能，广泛用于航空、航天和潜艇壳体等产品上。
超低碳马氏体时效硬化型超高强度钢，通常称为马氏体时效钢。钢的基体为超低碳的铁镍或铁镍钴马氏体。其特点是，马氏体形成时不需要快冷，可变温及等温形成；具有体心立方结构；硬度约为20HRC，塑性很好；再加热时不出现像在低碳马氏体中发生的回火现象，并有很大的逆转变温度迟滞，因而可以在较高温度进行马氏体基体内的时效硬化。在这样的高镍马氏体中含有能引起时效强化的合金元素，借助于时效强化，从过饱和的马氏体中析出弥散分布的金属间化合物，使钢获得高强度和高韧性。按镍含量，马氏体时效钢分为25%Ni、20%Ni、18%Ni和12%Ni等类型。其中18%Ni型应用较广，为含有钼、钛等强化元素的超低碳铁-镍（18%）-钴（8.5%）合金，包括3个牌号：18%Ni（200）、18%Ni（250）和18%Ni（300）（其中200、250、300为抗拉强度等级，单位为ksi[3]）。这种钢是通过金属间化合物的析出使钢强化，借无碳的马氏体基体取得高塑性，最后达到很高的强度和塑性配合。这类钢具有良好的成形性能、焊接性能和尺寸稳定性，热处理工艺也较简单，用于航空、航天器构件和冷挤、冲压模具等。
半奥氏体沉淀硬化型不锈钢是一类高合金的超高强度钢，如常见的17-7PH（Cr17Ni7Al）、PH15-7Mo（Cr15Ni7Mo2Al）和AFC-77（15Cr15Mo5Co14V）等。这类钢经固溶化处理，冷却到室温为奥氏体组织，再经过冷加工、冷处理或者加热到760℃进行调整处理后，奥氏体转变为马氏体，最后在400～550℃时效，便得到在回火马氏体基体上弥散分布着第二相强化组织的超高强度钢。这类钢在315℃以上长时间使用时，会因为金属间化合物沉淀而使材料变脆，所以其使用温度要限制在315℃以下。这类钢主要用于制造航空器件构件、高压容器和高应力腐蚀化工设备零件等。
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2023-06-23
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2023-06-24
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2023-06-24
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