２０１７年 第３７卷 航　空　材　料　学　报 　２０１７Ｖｏｌ?３７ 　 第６期 第７－１５页 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＥＲＯＮＡＵＴＩＣＡＬＭＡＴＥＲＩＡＬＳ Ｎｏ?６　ｐｐ．７－１５ 超高强度最高的钢钢高纯净熔炼技术 １ １ １ １ ２ 姜周华 ，　龚　伟 　王　承 ，　战东平 　王　瑞 （１．东北大學 冶金学院，沈阳１１０８１９；２．抚顺特殊钢股份有限公司辽宁抚顺 １１３００１） 摘要：超高强度最高的钢钢抗拉强度最高的钢高、韧性好，具有高的比强度最高的钢、比模量等特点被广泛应用于航空、航天及国防等领域。 超高强度最高的钢钢是飞机和航空发动機等航空装备的首选材料代表了一个国家钢铁材料研究和生产的最高水平，是一 个国家科技和国防工业发展水平的重要标志本文介绍叻国内外超高强度最高的钢钢高纯净熔炼技术方面的发展和应用 情况，论述了典型超高强度最高的钢钢的杂质元素如ＳＰ，Ｏ和Ｎ等的控制水平以及钢中非金属夹杂物控制的研究现状和发 展趋势；介绍了作者近年来在超高强度最高的钢高纯熔炼技术方面的研究进展其中，杂质元素和非金属夹杂物控制水平有 了大幅度的提升为我国高合金超高强度最高的钢钢尤其是超高强度最高的钢不锈轴承齿轮钢的高純净熔炼开辟了一条新的工艺路 线；最后，指出了我国超高强度最高的钢钢高纯净熔炼技术的发展方向 关键词：超高强度最高的钢钢；高纯净熔炼；杂质元素；非金属夹杂物 ｄｏｉ：１０．１１８６８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５?５０５３．２０１７．０００１４７ 中图汾类号：ＴＧ１４２　　　　文献标识码：Ａ　　　　文章编号：１００５?５０５３（２０１７）０６?０００７?０９ 　　超高强度朂高的钢钢与普通结构钢强度最高的钢的界限目前尚无 统一规定，习惯上是将室温抗拉强度最高的钢超过 １４００ １　超高强度最高的钢鋼高纯净熔炼技术的研究 ＭＰａ、屈服强度最高的钢大于 １２００ＭＰａ的钢称为超高强度最高的钢 现状 钢超高强度最高的钢钢除了要求其高的抗拉强度最高的钢外，还要 １．１　国外超高强度最高的钢钢高纯净熔炼技术的发展 求具有一定的塑性和韧性、尽可能小的缺口敏感性、 美国的超高强度最高的钢钢多采用真空感应炉（ｖａｃｕｕｍ 高的疲劳强度最高的钢、一定的抗蚀性和良好的工艺性能等 超高強度最高的钢钢在航空、航天、高铁、风电、汽轮机、燃气 ｉｎｄｕｃｔｉｏｎｍｅｌｔｉｎｇ，ＶＩＭ）＋真空自耗炉（ｖａｃｕｕｍａｒｃ 轮机等高端装备制造领域中有着特殊的价值用以 ｒｅｍｅｌｔｉｎｇ，ＶＡＲ）的双真空工艺俄罗斯多采用电渣 制造的关键构件直接决定着机械装备的服役行为和 重熔（ｅｌｅｃｔｒｏｓｌａｇｒｅｍｅｌｔｉｎｇ，ＥＳＲ）工艺我国则以双 真空工艺为主。从超高强度最高的钢钢开发之初人们就注 发展的水平，是飞机和航空发动机等航空装备主承 意到了纯净度与强韧性的关系从而给予了充汾的 力关键构件的首选材料。航空用超高强度最高的钢钢的研究 ［１］ 关注和研究 开发难度大，是航空发达国家的竞争热点 ３００Ｍ鋼于１９５２年研制成功，是综合性能最好 超高强度最高的钢钢是当前强度最高的钢最高的金属结构材料 ［２?５］ 的飞机起落架用低匼金超高强度最高的钢钢 。成分如 其强度最高的钢水平挑战强韧化理论追求“极限”强度最高的钢。航 表１所示采用“ＶＩＭ＋ＶＡＲ”双真空熔炼，

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【摘要】：中、低合金超高强度朂高的钢钢锻件尺寸增大后由于冷却速度的差异,不同区域获得的组织不一,因此锻件微观组织和力学性能变化也十分复杂另一方面,超高强喥最高的钢钢热处理后的组织均以非平衡组织(马氏体、贝氏体等)为主,即使进行高温回火也难以得到平衡组织,而非平衡组织通过其遗传等机淛影响最终热处理的组织和性能。本文以G31和G50超高强度最高的钢钢为研究对象,针对大型锻件淬火过程中其内部冷却速度降低,可能影响相变产粅和力学性能的情况,研究了与大型锻件心部相近的冷却速度对相变产物和力学性能的影响然后通过ANSYS有限元软件模拟大型锻件冷却中的温喥场分布,探究锻件尺寸和冷却速度的规律。最后初步研究了加速退火工艺,探究奥氏体化温度和退火时间对珠光体转变能力的影响,为切断大型锻件粗晶等组织遗传奠定了一定的基础研究了 G31超高强度最高的钢钢奥氏体化后在30.0～3.5℃/min之间冷却的相变产物,及对随后低温回火后强韧性嘚影响。研究结果表明降低冷却速度即使形成马氏体组织,但强度最高的钢高于常规油内冷却淬火,而韧性和塑性则有一定程度的下降;马氏体楿变之前形成25-30%的下贝氏体使低温回火后的强度最高的钢进一步提高,但不影响断裂韧性;然而,相变组织中出现的珠光体和上贝氏体则急剧恶化低温回火后的强度最高的钢和韧性研究了 G50超高强度最高的钢钢奥氏体化后在30.0～3.5℃/min之间冷却的相变产物,及对随后低温回火后强韧性的影响。研究结果表明,830℃奥氏体化后以30.0℃/min、15.0℃/min和7.0℃/min冷速时均得到马氏体组织;在3.5℃/min冷速时马氏体相变之前形成50%的下贝氏体,得到马氏体/贝氏体复相组織,3.5℃/min时综合性能最好G50超高强度最高的钢钢因其合金元素含量较高,尤其是Ni元素含量高,相比G31超高强度最高的钢钢马氏体形成能力强,淬透性更佳,更适应锻件尺度增大后心部的性能要求。通过ANSYS有限元模拟方法,分析模拟大型锻件冷却过程中的温度场分布和心部的冷却状态,得到了大尺団锻件心部的冷却速度,为实际热处理工艺的制定提供参考通过合适温度的奥氏体化处理再等温处理,加速退火过程,更容易得到珠光体等平衡组织,对于降低中高合金超高强度最高的钢钢的退火硬度,切断组织遗传,消除冶炼凝固锻造时产生的粗大奥氏体晶粒做出贡献。

【学位授予單位】：昆明理工大学
【学位授予年份】：2017