[发明专利]飞行数据记录器防护壳体不锈钢及其制备方法

说明书

本发明涉及一种不锈钢，特别是涉及一种飞行数据记录器防护壳体不锈钢。

现有的飞行数据记录器防护壳体一般采用奥氏体不锈钢或高强度钛合金。奥氏体不锈钢具有良好的加工性，但由于强度等问题，很难满足飞行数据记录器的专业性能指标。美国专利US4,600,449和论文“Ti-451合金在飞行事故记录仪上的应用”(《稀有金属材料与工程》1990(20)，30-33)分别揭示了一种制作飞行数据记录器防护壳体的高强度钛合金，但因其加工性差，需要特定的设备和加工工艺，成本明显提高，且成型后的飞行数据记录器防护壳体强度较材料有明显下降。

本发明目的在于：提供一种高强度、高韧性、易于加工的不锈钢，以此制作的飞行数据记录器防护壳体可满足其专业性能指标。

本发明另一个目的在于：提供一种制备飞行数据记录器防护壳体不锈钢的方法。

本发明进一步目的在于：提供一种制备飞行数据记录器防护壳体的方法。

本发明的任务是这样实现的：以下述主要化学成份组成高强度、高韧性、易于加工的不锈钢，其相应的重量百分比为：C≤0.06％，Mn≤1.00％，Si≤1.00％，P≤0.04％，S≤0.03％，Cr12.00～14.00％，Ni7.00～9.00％，Mo1.00～3.00％，Al0.80～1.30％，和Ti≤0.50％，其余可为铁或其它组分。或者以Nb＋Ta≤0.50％取代Ti≤0.50％，获得另一种高强度、高韧性、易于加工的不锈钢。

本发明的另一个任务是这样实现的：冶炼时复合加入Mo、Al、Ti，或Mo、Al、Nb、Ta等强化元素，构成一种马氏体沉淀硬化不锈钢。经固熔及时效处理后，强化元素可形成一系列特种金属间化合物，如：拉氏相的Fe₂Mo，Fe₂Ti，Fe₂Nb，以及X相的Fe₃₆Cr₁₂Mo₁₀笔，可在马氏体基体上产生沉淀强化，使所得的不锈钢材料在保持高强度的同时，具有高韧性。

本发明的进一步任务是这样实现的：冶炼时复合加入Mo、Al、Ti，或Mo、Al、Nb、Ta等强化元素；以成材的钢材制作飞行数据记录器防护壳体；在850～1000℃加热固熔，得到均匀的奥氏体组织；经整形精加工后再在480～620℃作时效处理，得到符合相应的专业性能指标的飞行数据记录器防护壳体。

本发明由于控制了C、Mn、Si、P、S的含量，采用了含量适中的Cr和Ni，并加入了Mo、Al、Ti，或Mo、Al、Nb、Ta等强化元素，可保证在高温时获得单一的奥氏体组织，并使马氏体相变点保持在室温以上；

复合加入Mo、Al、Ti，或Mo、Al、Nb、Ta等强化元素，使构成的马氏体沉淀硬化不锈钢，经固溶和时效处理后形成一系列特种金属间化合物，从而在马氏体基体上沉淀析出产生沉淀硬化，并获得高强度、高韧性不锈钢，抗拉强度≥1，310MPa，冲击韧性≥126J/cm²；

具有较好的冷热加工性能，锻造热轧加工时，热塑性良好；冷轧、冷拉加工时，冷变形量可达80％以上，不会产生开裂、断裂等情况；

由于采用了复合加入强化元素；在软体时制作飞行数据记录器防护壳体；在850～1000℃加热固熔，得到均匀的奥氏体组织；经整形精加工后再在480～620℃作时效处理等一整套工艺流程，所制作的飞行数据记录器防护壳体符合相应的专业性能指标，抗拉强度≥1,310MPa，冲击韧性≥126J/cm²，硬度≥42HRC。在经受冲击试验、抗穿透试验、静态挤压试验、火烧防护试验，以及耐海水浸泡试验等一系列幸存试验后，壳体完好，记录信息仍能被分析。

实施例一

冶炼时复合加入Mo、Al、Ti等强化元素，同时严格控制C、Mn、Si、P、S的含量，使化学成份相应的重量百分比为：C≤0.06％，Mn≤1.00％，Si≤1.00％，P≤0.04％，S≤0.03％，Cr12.00～14.00％，Ni7.00～9.00％，Mo1.00～3.00％，Al0.80～1.30％，和Ti≤0.50％，其余可为铁或其它组分，构成一种马氏体沉淀硬化不锈钢。经固熔及时效处理后，强化元素可形成一系列特种金属间化合物，在马氏体基体上产生沉淀强化，从而，使不锈钢材料在保持高强度的同时，具有高韧性，且易于加工。其各项指标均符合我国航标“HB 6436-90”《机载飞行数据记录器最低性能指标》和美国联邦航空局TSO-C51a标准中的特殊技术性能要求。