[发明专利]一种含W高强高韧二次硬化不锈钢

说明书

技术领域

本发明二次硬化型不锈钢技术领域，特别涉及一种含W高强高韧二次硬化不锈钢，具有超高强度、高韧性的二次硬化不锈钢。

技术背景

超高强度钢是为了适应航空和航天技术的需要而逐渐发展起来的一种高比强度的结构材料，是上个世纪60年代后期材料科学最重大的成果之一。超高强度钢以其高强度和优良综合性能迅速成为航空、航天等高科技领域中关键承力构件的首选材料。

目前对于300M、SAE4340等低合金超高强度钢为了防止其发生腐蚀失效，都要求进行保护性的以氰化物为基的镀镉处理。镉是大家熟知的一种致癌物，且存在明显的环境污染风险。此外，为了避免氢脆，镀镉工艺要求随后进行氢还原退火操作。即使是目前具有最高的强韧性配合的AerMet100钢，虽然其合金体系中高的Ni含量使其具有较高的耐蚀性，但是在腐蚀要求较高时，仍需要进行保护性的镀镉处理。因此，迫切需要一种与AerMet100钢相当的强韧性配合的综合力学性能相当的超高强度不锈钢，从而可以省去渡镉处理以及随后的去氢退火处理。

为避免表面防护处理过程存在的环境污染和人体损害，目前美国开发了两种二次硬化型不锈钢，分别是已成熟应用的CSS-42L高强度不锈钢以及近几年新开发的二次硬化型超高强度Ferrium S53不锈钢，不需要镀镉和随后的氢还原退火操作，并且耐应力腐蚀断裂性能(SCC)也优于300M和SAE4340。但是CSS-42L钢存在强度不足，特别是屈服强度过低；而Ferrium S53钢中的Cr含量只有10％，尚不能完全满足耐蚀性的要求。因此迫切需要一种能够提供与Ferrium S53钢强度相当，耐蚀性能达到CSS-42L钢的水平的二次硬化型不锈钢。Ferrium S53钢和CSS-42L钢的化学成分和力学性能见表1和表2：

表1 Ferrium S53钢和CSS-42L钢的化学成分

  钢种  C  Cr  Mo  W  Ni  Co  V  Nb  Fe  Ferrium S53  0.21  10.0  2.00  1.00  5.50  14.00  0.3  -  其余  CSS-42L  0.12  14.0  4.75  -  2.00  12.50  0.6  0.02  其余