[发明专利]强韧性超高强度不锈钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及不锈钢材料技术，特别涉及强韧性超高强度不锈钢及其制造方法。

背景技术

目前，国内乃至国际的航空航天高级精密机器，有许多零部件(如高载荷承力部件、滚动体部件、高压壳体、紧固件等等)是采用具有超高强度、足够的韧性配合的高强度钢。

高强度结构钢的力学性能可以满足要求，然而抗锈蚀能力和抗应力腐蚀断裂韧性却很差，严重的影响了钢材、零部件的储存和使用寿命。此类材料有低合金、中合金及高合金结构钢，各种材料的铬含量均不超过5％，没有抗腐蚀能力。

高强度不锈钢，主要是沉淀硬化型(如17-4PH、15-5PH、PH13-8Mo、0Cr12Mn5Ni4Mo3Al、1Cr15Ni4Mo3N、Crl7Ni2或Crl7Ni3)，具有抗腐蚀能力、强韧性匹配良好的不锈钢，其强度均未超过1500Mpa，韧性也不十分高。

传统的高强度钢材料应用受到限制，不能满足新型飞机的使用要求。

以美国为代表的航空航天工业发达国家，经长期潜心研究，开发了几种材料，展示出美好的前景，在航空航天工业上使用较成熟的钢种有AFC-77、CSS-42L等，但其性能都存在致命缺陷，如AFC-77钢冲击韧性低，只有20～30J；CSS-42L钢屈强比低，只有0.7左右。现有美国类似钢种牌号AFC-77、CSS-42L化学成分、机械性能等相关的技术资料如表1、表2。

上述专利的钢种不足之处：钢的制造成本较高，市场竞争能力不足；钢的热处理工艺复杂，增加操作难度。

表1化学成分

  牌号  C  Mn  Si  S  P  Cr  Ni  Co  Mo  V  Nb  N  AFC-77  0.10～  0.15  ≤0.50  ≤  0.50  ≤  0.005  ≤  0.010  14.0～  16.0  --  13.0～  14.5  4.5～  5.5  0.30～  0.60  --  0.05  CSS-42L  0.10～  0.25  ≤1.00  ≤  0.20  ≤  0.010  ≤  0.010  13.0～  19.0  1.75～  5.25  5.0～  14.0  3.0～  5.0  0.25～  1.25  0.01～0.  10  -