超高強(qiáng)度鋼超高強(qiáng)度鋼一般是指屈服強(qiáng)度大于1380MPa的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。20世紀(jì)40年代美國用AISI4340結(jié)構(gòu)鋼通過降低回火溫度，使鋼的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1600～1900MPa。50年代以后，相繼研制成功多種低合金和中合金超高強(qiáng)度鋼，如300M、D6AC和H一11鋼等。60年代研制成功馬氏體時效鋼，逐步形成18Ni馬氏體時效鋼系列，70年代中期，美國研制成而斷裂韌度和抗應(yīng)力腐蝕性能都有明顯的改進(jìn)。80年代初，美國研制成功AF1410二次硬化鋼是目前航空和航天工業(yè)部門正在推廣應(yīng)用的一種新材國外引進(jìn)新技術(shù)，采用真空冶煉新工藝，先后研制成功45CrNiMoVA(D6AC)、(1)中碳低合金超高強(qiáng)度鋼此類鋼是通過淬火和回火處理獲得較高的強(qiáng)度和韌性，鋼的%。鋼中合金元素總量約在5%左右，Cr、Ni和Mn在鋼中的主要作用是提高鋼的淬透性，抗回火能力和細(xì)化晶粒等。幾種典型鋼種的化學(xué)成分如表2·12.1。一一一該類鋼通過淬火處理，在Ms點溫度以下發(fā)生無擴(kuò)散相變，形成馬氏體組織。采用適宜回火溫度(250—450℃回火)時，板條馬氏體的ε—碳化物發(fā)生轉(zhuǎn)變和殘留奧氏體分解形成Fe3C滲碳體，鋼的韌性明顯下降，此現(xiàn)象稱為回火馬氏體脆性。產(chǎn)生此種回火脆性的原因合強(qiáng)度。300M鋼等含有1.5%硅，能有效地仰制ε—碳化物轉(zhuǎn)變和殘留奧氏體分解，使鋼的回火馬氏體脆性溫度提高到350～500℃。硅在鋼中只能提高回火馬氏體脆性區(qū)的溫度，但別降低到0.002～0.003%和0.005～0.008%,明顯改善了大截面鍛件的橫向塑性和韌性。在抗張強(qiáng)度為1925MPa條件下，鋼的斷裂韌度達(dá)到85.1MPa√m。經(jīng)疲勞試驗證明，用于制造飛機(jī)起落架可使壽命延長三倍以上，達(dá)到起落架度在1600和1800MPa條件下，其斷裂韌度分別達(dá)到105和93.6MPa√m。用于制造中遠(yuǎn)程和0.40%,含鉻5%。鋼的淬透性高，一般零件在空氣冷卻條件下即可獲得馬氏體組織。經(jīng)500C回火時，析出M2C(M表金屬元素)和V4C3,產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)，鋼的強(qiáng)度達(dá)到1962MPa以上。該類鋼具有較高的中溫強(qiáng)度，除用于制做熱作模具外還制做飛機(jī)發(fā)動機(jī)后框架等，在400~9Ni-4Co系列鋼是高韌性超高強(qiáng)度鋼，按照強(qiáng)度級別含碳量范圍0.20～0.45%,通常使用的有HP9—4—20和HP9—4—30,含碳量分別為0.20%和0.30%。該類鋼經(jīng)820℃加熱后油淬，450～550℃回火，抗張強(qiáng)度為1400～1600MPa,斷裂韌度達(dá)到90MPa√m以上。金元素(表2·12.2),經(jīng)固溶和油淬處理形成高位錯密度板條馬氏體，在板條邊界分布有少量殘留奧氏體。時效處理析出彌散分布的合金碳化物，從而獲得高強(qiáng)度和高韌性。從表和時效處理，抗拉強(qiáng)度為1620MPa,斷裂韌度達(dá)到190MPa·√m。加入稀土金屬可改變非金屬夾雜物的形態(tài)和分布，進(jìn)一步提高鋼的韌性。AF1410鋼不僅強(qiáng)度高，韌性好，可焊性SPON(3)馬氏體時效鋼該類鋼含碳量極低，含有18～25%Ni。當(dāng)加熱到高溫時得到穩(wěn)定的奧少殘留奧氏體量，降低Mo在馬氏體中的固溶度，增加Mo的沉淀強(qiáng)化效應(yīng)。馬氏性能好，使用最廣泛的是18Ni馬氏體時效鋼。根據(jù)Mo和Ti含量不同，可獲得幾種強(qiáng)度級C強(qiáng)度條件下使用安全可靠性好，固體火箭發(fā)動機(jī)殼體用18Ni馬氏體時效鋼，使用強(qiáng)度為去，隨著使用強(qiáng)度不斷提高，超高強(qiáng)度鋼對缺口和裂紋的敏感性增大。70年代初，隨著斷往往斷裂韌度降低。如200級18Ni馬氏體時效鋼，當(dāng)加載到鋼的屈服強(qiáng)度時，不發(fā)生脆性900℃油淬，870℃油淬300℃回火一150~840℃固溶480℃時效一一鋼的斷裂韌度取決于合金成分、組織結(jié)構(gòu)和冶金質(zhì)量。圖2·12.1為幾種超高強(qiáng)度鋼Kc(MPa之m)Kc(MPa之m)Hp材料的應(yīng)力腐蝕界限強(qiáng)度因子(KIscc)和裂紋擴(kuò)展速率(da/dt)它主要取決于鋼的化學(xué)成分、顯微組織和冶金質(zhì)量。如圖2.12,2所示，鋼的KIxc隨。0.2疲勞強(qiáng)度極限(MPa)*K,為理論應(yīng)力集中系數(shù)。在相同強(qiáng)度下，雙真空冶煉鋼的KIc值最高。飛機(jī)起落架用300M鋼選用低硫、磷原料，采用雙真空冶煉，鋼中氫氣降低到0.72ppm,硫含量降低到0.003%以下，明顯改善大截面的橫向塑性，橫向斷面收縮率與縱向的比值提高到0.80以上。斷裂韌度達(dá)到83MPa·√m。(2)改善熱處理工藝4340鋼和300M鋼采用1200℃高溫淬火后，奧氏體晶粒尺寸由20μm增大到200μm左右。由于高溫加熱，使碳化物充分溶解，減少第二相在晶界形核，并在馬氏體板條邊界形成厚100～200A殘留奧氏體薄膜。從而提高了鋼的斷裂韌度。300M1990MPa,而斷裂韌度由84.3MPa·√m提高到100.8MPaMPa·√m?！?—●雙真空冶煉△——△真空自耗(3)其他超高強(qiáng)度鋼對零件表面缺陷的敏感性高，而結(jié)構(gòu)件的疲勞破壞和應(yīng)情況下，裂紋才能開始擴(kuò)展。例如4340鋼制做的飛機(jī)零件，經(jīng)噴丸強(qiáng)化，表層殘余壓應(yīng)力達(dá)700～800MPa,與不噴丸的零件相比，疲勞強(qiáng)度極限提高40%。30CrMnSiA鋼經(jīng)噴丸強(qiáng)化，帶孔零件采用內(nèi)孔擠壓強(qiáng)化是用擠壓棒穿過內(nèi)孔使表面達(dá)到較高的尺寸精度和表面光例如30CrMnSiNi2A鋼經(jīng)擠壓強(qiáng)化，疲勞強(qiáng)度極限由31應(yīng)用于制造承受較高應(yīng)力結(jié)構(gòu)件的合金鋼類，一般入Si和V,制成300M,抗拉強(qiáng)度達(dá)190～210kgf/mm2。1960年，國際鎳公司制成馬氏體時強(qiáng)度為170kgf/mm2,斷裂韌度達(dá)400kgf/mm幫(見斷裂韌性試驗)。中國從50年代開始研究和生產(chǎn)超高強(qiáng)度鋼，已有多種鋼號的產(chǎn)品，主要有SiMnMoV、SiMnCrMoV和加有稀土元素的SiMnCrMoV系列鋼，抗拉強(qiáng)度為170～190kgf/mm2,斷裂類別按照合金化程度及顯微組織，超高強(qiáng)度鋼可分為低合金、中合金和高合金超高強(qiáng)度鋼三類。在高合金超高強(qiáng)度鋼中又有馬氏體時效鋼和沉淀硬化不銹鋼等(見金屬的強(qiáng)化)。低合金超高強(qiáng)度鋼是由調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼發(fā)展起來的，含碳量一般在0.3～0.5%,合金元素總含量小于5%,其作用是保證鋼的淬透性，提高馬氏體的抗回火穩(wěn)定性和抑制奧氏體晶粒長中合金超高強(qiáng)度鋼熱作模具鋼的改型鋼，典型鋼種有4Cr5MoSiV鋼。這類鋼的含碳量約0.4%,合金元素總含量約8%,具有較高的淬透性，一般零件經(jīng)高溫奧氏體化后，空冷即可獲得馬氏體組織，500～550℃回火時，由于碳化物沉淀產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)，而達(dá)到較高的馬氏體時效鋼典型鋼種有18Ni馬氏體時效鋼，含碳小于0.03%,鎳約18%,鈷8%。根據(jù)9Ni-4Co型超高強(qiáng)度鋼含9%鎳使鋼固溶強(qiáng)化和提高韌性，加4%鈷的作用在于盡量減按鋼中所含合金元素總量，超高強(qiáng)度鋼分為低、中、高三種合金系。低合金超高強(qiáng)度鋼以其廉價及綜合性能好而得到廣泛應(yīng)用，是超高強(qiáng)度鋼中研究最多、最成熟的鋼種。這類鋼的合金元素總含量不高于5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同),如4340鋼(40GrNiMo)和300M鋼。中合金超高強(qiáng)度鋼的合金元素總含量為5%~10%,是從熱作模具鋼改進(jìn)后得到的中碳合金鋼，主要有4Gr5MoSiV(H-11),4Gr5MoSiV4(H-13)和38Gr5Mo2VA(GC-19)等。中合金超高強(qiáng)度鋼與低合金超高強(qiáng)度鋼有類似的缺點，即斷裂韌度(KIC)不高和抗應(yīng)力腐蝕能力差，不能完全滿足現(xiàn)代航空航天材料的要求。高合金超高強(qiáng)度鋼的合金元素總含量大于10%,其中18Ni馬氏體時效鋼的合金元素總量超過30%。獲得發(fā)展和應(yīng)用的主要有馬氏體時效鋼、HP-9-4-X系列和低碳、高鈷鎳二次硬化鋼等。1高合金超高強(qiáng)度鋼1.1馬氏體時效鋼馬氏體時效鋼是一種以Fe-Ni為基礎(chǔ)的高合金鋼，它通過金屬間化合物在含碳極低的高Ni,馬氏體基體中彌散析出來獲得超高強(qiáng)度。當(dāng)Ni,含量大于6%時，高溫奧氏體冷卻至室溫時轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，再加熱至約500攝氏度，此馬氏體仍保持穩(wěn)定。已用于工業(yè)生產(chǎn)的馬氏體時效鋼的C含量不高于0.03%,Ni含量在18%~25%,同時還添加有各種能產(chǎn)生時效硬化的合金元素，如Mo,Ti,,A1,Nb和Co等。為了獲得高韌度，應(yīng)盡量降低鋼中的P,S,CNi,含量，馬氏體時效鋼分為18Ni,20Ni和25Ni三種類型，其中從0.20%提高到1.4%,屈服強(qiáng)度可以在1375~2410MPa之間變化，其分為200,250,300,350和400ksi五個級別，商業(yè)名稱分別為M200,M250,M300,M350和M400。提高Ni含量可降低馬氏體相變開始點Ms,獲得很細(xì)的低C高Ni板超低碳、高純度、高Ni含量保證了馬氏體時效鋼的良好韌性。美國、英國和日本先后在20世紀(jì)60年代中、末期用馬氏體時效鋼制造了各種不同直徑的火箭發(fā)很小。但其彈性模量低，剛性不足，抗疲勞性能也低于300M鋼。而且，其1.2HP9-4-X系列1962年，美國的RepublicStreel公司在9%Ni低溫用鋼基礎(chǔ)上成功研制出應(yīng)力腐蝕性能和工藝性能；利用Co來防止Ms點降得過低，從而減少殘余奧氏體斷裂韌度也很突出，與同一屈服強(qiáng)度的超高強(qiáng)度板等。在9NI-4Go系列鋼的基礎(chǔ)上，Dabkowski等成鋼HY180,創(chuàng)造出第一個高Co-Ni合金鋼。這種鋼的拉伸強(qiáng)度約為1380MPa,斷裂韌度達(dá)198MPa·m1/2,當(dāng)時認(rèn)為這是優(yōu)良韌度與強(qiáng)度匹配的重要突破，但這20世紀(jì)70年代，為滿足快速發(fā)展的航空工業(yè)對材料的需要，人們分析了航的目標(biāo)，既要求可焊接的合金鋼強(qiáng)度達(dá)到1586-1724MPa,又要求斷裂韌度超過125MPa·m1/2,而且為適應(yīng)大型構(gòu)件的需要，獲得此高強(qiáng)韌度只能通過熱處理方久性都無法達(dá)到航空構(gòu)件材料的使用要求。Speich對Co-Ni馬氏體鋼進(jìn)行了開創(chuàng)Streel公司合作，在Speich等人的研究成果基礎(chǔ)上，由LittleCD等在代超高強(qiáng)度鋼AF1410該鋼經(jīng)510攝氏度時效后屈服強(qiáng)度可達(dá)到1600MPa,斷裂韌度超過150MPa·m21,并有很好的抗應(yīng)力腐蝕性能，其斷裂韌度臨界值KIscc值高達(dá)80MPa·m21,可在海洋氣候條件下應(yīng)用。因此該鋼以高的強(qiáng)韌性、良好大量深入的研究，AF1410鋼已日益成熟，并得到廣泛的應(yīng)用。它主要們期望一種不但具有300M鋼的高強(qiáng)度，又有AF110鋼的高斷裂韌度的合金。何寫論文的開題報告論文開題報告主要是你的論文將要寫什么以及為什么要寫和如何寫的問題。這里有幾個方第一，你要寫什么這個重點要進(jìn)行已有文獻(xiàn)綜述，把有關(guān)的題目方面的已經(jīng)有的國內(nèi)外研究認(rèn)真介紹一下(先客觀介紹情況，要如實陳述別人的觀點),然后進(jìn)行評述(后主觀議論，加以評估，說已有研究有什么不足),說現(xiàn)在有了這些研究，但還有很多問題值得研究。其中要包括你選題將要探討的問題。由于目前研究不足，所以你要研究。所以，你的論文要寫什么是根據(jù)文獻(xiàn)綜述得出來的，而不是你想寫什么就寫什么。如果不做綜述，很可能你的選題早被別人做得很深了。第二，為什么要寫這個這個主要是說明你這個選題的意義。可以說在理論上，你發(fā)現(xiàn)別人有什么不足和研究空白，所以你去做，就有理論價值了。那么你要說清楚你從文獻(xiàn)綜述中選出來的這個題目在整個相關(guān)研究領(lǐng)域占什么地位。這就是理論價值。然后你還可以從實際價值去談。就是這個題目可能對現(xiàn)實有什么意義，可能在實際中派什么用場等等。第三，如何寫在開題報告里你還應(yīng)當(dāng)說清楚你選了這個題目之后如何去解決這個問題。就是有了問題，你準(zhǔn)備怎么去找答案。要說一下你大致的思路，同時，重點闡述你要用什么方法去研究。如文獻(xiàn)分析法、訪談法、問卷法、定量研究、實驗研究、理論分析、模型檢驗等等。在上述三個方面中間，文獻(xiàn)綜述是重點。沒有文獻(xiàn)綜述，你就無法找到自己的題目，也