技术指南
高强度不锈钢和可老化超合金正快速得到航空航天、军事和其他行业设计师的青睐,这些设计师面临的挑战是以最低生命周期成本满足更高性能期望和严格监管要求。
优德平台域名特效合金大都升级传统不锈钢和高强度合金钢
抗腐蚀问题最为令人关切,因为腐蚀代价及其物质退化继续升级比大多数人想象得更多。CC技术实验室公司最近为联邦公路局进行的一项研究显示,美国直接腐蚀成本年均2.79亿美元 或国产总值的3.2%。将间接成本加到消费者中 成本按美元和GDP计算翻倍
常规不锈钢可提供许多高要求应用所需的腐蚀抗药性,但越来越缺乏强力、强性、易容性和容损性之组合标准高强度低精度钢(HSLA)可能为某些难应用提供高强度,但缺乏腐蚀抗药性
努力提高高强度合金钢的腐蚀抗药性并加镉电镀或其他表面保护工具似乎失偏这可能是由于环境原因日益普遍反对镉电镀以及电镀池处理费用高。此外,许多人认识到表层处理不是提供腐蚀抗药性或实现最小生命周期成本的可行长期解决办法。
研究航空航天和军用两个相关行业的需要时,材料的高度利害关系可以得到更好的理解。机架硬件、机翼组件和其他机体组件由高强度不锈钢组成,航空航天产业必须实现超性能、长期安全、可靠性、耐久性和低生命周期成本 — — 简言之,飞30年机维护最小
对其更新的武装部队而言,军方寻找高性能合金,这些合金将帮助未来每个大平台,重点是减重、提高腐蚀抗药性、提高强度同时实现最小生命周期成本压倒性目标为可靠性和永久备战状态(意指不因腐蚀和保持峰值机械性能能力而生损生素)。
高强度不锈钢
单合金满足数个密钥需求时,一般视之为高强度不锈钢第一,它最终抗拉强度225ksi(1550MPa)或以上,最小增益强度200ksi(1378MPa)。耐用性必须良好,最小10%延时优先
若要进一步定性为高强度非不锈性,合金一般显示断裂强度最小于15-5PH非不锈性(S15500)。还必须有类似于304型不锈性的一般腐蚀抗药性,对压力腐蚀破解(SCC)有强抗药性
六木工技术加固降水量不锈钢满足所有定义需求它们是15-5PH不锈,自定义450QNS4500013-8(S13800),自定义455QNS.45500自定义465+S46500和最新加法自定义475QN.表示化学成分显示图1.
图1常用高强度不锈钢名词组成
15-5PH不锈 |
自定义450不锈 |
13-8不锈 |
自定义455QN |
自定义465+ |
自定义475TM不锈 |
|
Cr |
15.0 |
14.8 |
12.7 |
11.5 |
12.0 |
11.0 |
15Cr-5NiPH不锈高强度强力强力强力强力强力强力强力强抗腐蚀滴入变异合金15Cr5Ni项目70满足所有15Cr-5Ni规格,提高机算性,一直用于经济生产飞行器结构组件
自定义450不锈将304高腐蚀抗药性与410中度抗药性并发,相对容易编译
13Cr-8Ni不锈高强度强力强力和强力强抗大腐蚀和应力腐蚀破解一般来说,当钢显示最小定向性时需要高强度、强性、腐蚀抗和抗单片
自定义455不锈强强能力(约50HRC)比自定义450不锈性高高腐蚀抗药性加易编译
自定义465无色超值熔化高敏化合金,可达250ksi(1724MPa)950oF-H950条件-比传统不锈钢可能高20%,目前MMPDS-01、AMS5936和ASTMA564规范覆盖合金还拥有极佳奈氏抗拉强度和骨折强度重用H1000条件提供超强强强和SCC抗药性组合,而PH不锈钢则则高强,如自定义455不锈和13-8不锈性
自定义475不锈卡彭特最新溢价熔化 高强度 敏捷度 降水硬化不锈钢高腐蚀抗药性设计达290ksi(2 000MPa)UTS并发时975oF峰值(H975条件)。强度、强度和渗透性等组合方法可以通过使用11100oF的老化温度实现。合金目前可用条纹小直径条
主要的考量
对许多关键应用而言,合金断裂强度和具体强度之间的适当平衡很重要。图2内含卡彭特超高强度AerMet-100并AerMet310合金和级显示 强强自定义465不锈合二为一消除高强度钢和传统不锈钢间的差距自定义465无色比自定义455无色强43%
图2 - 高强度合金钢和PH不锈钢相对差强
军事和航空航天部门等想在强度需求允许的范围内利用铝和钛等金属的轻权益高强度不锈化自定义465不锈化提供强度对重量比接近此外,它提供滚带、线和小直径条比能力更高
自定义465耐损性优异, 由军空局贪婪属性这实际上是衡量合金吸收能量并当机失效时继续运行的能力物料分解器有时愿意交换强度以获取更多耐损抗腐蚀性
损容各种合金比较图3.合金排名取自KIC测试结果自定义H950条件中的465非不锈性排名第二,H950条件中的455非不锈性排名第六AerMet100合金非不锈钢,在研究中排名第一
图3-铁基合金和钛合金按容损排序
PH不锈钢在这次讨论中都包含强拉强强强强强强强强和抗大腐蚀和抗压力腐蚀综合体图4)17Cr-4NiPH不锈性(S17400)被列入条形图中,因为它是一个良好的基准合金比较
图4相对强健性、强健性、腐蚀性抗药性 关键高强度可老化合金SCC抗药性
自定义465无色合金分组中最新合金显示图中强强PH不锈钢事实上,它比显示的其他PH不锈合金多达20%以上自定义465非不锈性明显优于自定义455非不锈性,并等同序列中所有其他等级
合金选择
木工开发出选择不锈钢的简化选择技术选择最合适的合金的简化方法基于两个标准:腐蚀抗药性和强度简单解释这一选择方法可能有助于理解它如何工作
选择过程先适当考虑生命周期成本而非最小初始成本-即更重要的是,合金初始成本 或生产/处理故障成本 或不良性能
材质描述器必须确定需要多少腐蚀抗药性,以及具体应用需要多少强度腐蚀抗药性从底向顶提高基本图垂直轴图5并沿横向轴从左向右增强度
图5选择阵列图显示14支不锈钢相对腐蚀抗药性和强度
最好从304开始,合金规定50%以上时间需要不锈钢高腐蚀抗药量按序向上移动316或20Cb-3低腐蚀抗药性下降至430或409Cb
下层腐蚀抗药量需要更多强度时,右移409Cb410启动后逐步实现420实现440A实现440C实现440C实现最大数实现440C
更多腐蚀抗药性向上移动一级需要比430高强度 右移431或自定义455最大强度
需要更多腐蚀抗药性时,向上移到三级强度比304强直达450不锈继续右转自定义465不锈和自定义475不锈
图一览显示13大常用不锈钢相对腐蚀抗药和强度-包括本文章突出显示的高强度PH不锈钢中的三个
基于相同相对值概念,新opsaloye方法图图6开发后比较具体强度(UTS/密度)和常用相关合金骨折强度
图6-高强度合金对比图
自定义465不锈和自定义475不锈加入这一小群超强钢并比除AerMet100合金以外的所有合金强
定位AerMet100合金表示它提供最强强结合AerMet310合金提供最大强度,比前代合金略微弱化AerMet310合金提供终极高强度比合金
已知4340和300M超高强度合金强度小于2AERMet合金并明显比AERMet100弱分硬性级Ti6-4比优,但骨折强度小于显示的所有其他钢也是更贵的材料
应用
自定义465自那以来,它一直被批准用于结构组件,如板形轨迹、板形轨迹、动画机、引擎机架和起落架硬件及其认证和显示性能, 由军空制造商选择新组件和变换应用
自定义465不锈性可被视为300M(含略高UTS但强度较低)、AISI4340和其他类似类型钢通常用于高强度航空航天应用高强度替换不锈钢,如15Cr-5Ni、17Cr-4Ni和13-8不锈钢
自定义465不锈化综合高强度、强强度和腐蚀性,说服一家航空航天公司用它制造新的陶器管和扁片轨迹以替代其他PH不锈钢和合金钢在一个实例中,新平面设计的若干结构部件要求更高强度,而PH不锈钢曾用于这些应用同一家制造商一直在评估自定义465对斜轨和斜马车的使用,因为它与目前使用合金钢的强度匹配,同时提供腐蚀抗药性
一般来说,自定义465不锈性比高强度PH钢对其他进程参数不敏感相对低退产强度 加上低冷工作加固率 使无色完全适合制作绑定器 并画小直径线另一航空航天制造厂事实上正在考虑自定义465对航空航天紧固器无色性,因为它比传统PH不锈钢和许多目前用于结构应用的超合金都强此外,木工级证明长期接触高温后热稳定