一种抗强疲劳载荷超高强度钢及其热处理方法与流程

本申请涉及超高强度钢的，尤其涉及一种抗强疲劳载荷超高强度钢及其热处理方法。

背景技术：

1、由于具有超高的强度、优异的韧性及抗疲劳性能，超高强度钢广泛地应用于飞机起落架、发动力动力轴等航空航天领域的重要承力部件。

2、现有的起落架主干材料300m钢、aermet100钢，抗拉强度均低于2000mpa，更高强度等级的aermet310、aermet340等由于断裂韧性较低等原因，未能获得实际应用，现有材料的工程许用疲劳载荷均在1100mpa以下，已很难满足未来民航客机大型化、起落架系统高载荷化的发展趋势。

3、因此，开发一种具有优异抗高应力疲劳性能的超高强度钢尤为重要。

技术实现思路

1、本申请提供一种抗强疲劳载荷超高强度钢及其热处理方法。

2、本申请针对现役的起落架主干材料强度等级无法满足未来大型客机发展的问题，开发出一种抗强疲劳载荷超高强度钢及其热处理方法。

3、本申请通过ni、co配合获得高韧性马氏体基体，并利用si、mn提高材料抗回火性能，获得了优异的强度-韧性匹配的超高强度钢，其抗拉强度≥2200mpa，屈服强度≥1750mpa，延伸率≥8％，断面收缩率≥30％，断裂韧性≥60mpa·m1/2，屈强比≥0.78。

4、本申请提供的超高强度钢具有优异的疲劳性能，r＝0.1，kt＝1，σmax＝1350mpa，实测疲劳寿命300万次未断裂。

5、第一方面，本申请提供一种抗强疲劳载荷超高强度钢，采用如下技术方案：

6、一种抗强疲劳载荷超高强度钢，以质量百分数计，所述超高强度钢的化学成分包括c：0.45-0.55％，si：0.5-2％，mn：0.2-1.5％，cr：0.5-2％，mo：0.3-1.5％，ni：1-11％，co：1-9％，余量为fe及不可避免的杂质。

7、可选地，所述超高强度钢中含有细晶元素，以质量百分数计，所述细晶元素包括v：0.01-0.2％，nb：0.01-0.10％。

8、可选地，所述超高强度钢的抗拉强度≥2200mpa，屈服强度≥1750mpa，延伸率≥8％，断面收缩率≥30％，断裂韧性≥60mpa·m1/2。

9、可选地，所述超高强度钢的屈强比≥0.78。

10、可选地，所述超高强度钢的疲劳性能优异，r＝0.1，kt＝1，σmax＝1350mpa，疲劳寿命≥155000次。

11、第二方面，本申请提供一种抗强疲劳载荷超高强度钢的热处理方法，采用如下技术方案：

12、一种抗强疲劳载荷超高强度钢的热处理方法，所述热处理方法具体包括：将满足化学成分要求的超高强度钢样品依次进行淬火处理、深冷处理、回火处理。

13、可选地，所述淬火处理包括将棒材加热至870-930℃，保温0.5-3h，油冷。

14、可选地，所述深冷处理包括将棒材在-196～0℃条件下保温0.5-4h，空冷至室温。

15、可选地，所述回火处理包括将棒材加热至160-260℃，保温1-6h，空冷至室温。

16、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

17、本申请通过ni、co配合获得高韧性马氏体基体，并利用si、mn提高材料抗回火性能，获得了优异的强度-韧性匹配的超高强度钢，其抗拉强度≥2200mpa，屈服强度≥1750mpa，延伸率≥8％，断面收缩率≥30％，断裂韧性≥60mpa·m1/2，屈强比≥0.78。

18、本申请提供的超高强度钢具有优异的疲劳性能，r＝0.1，kt＝1，σmax＝1350mpa，实测疲劳寿命300万次未断裂。

技术特征：

1.一种抗强疲劳载荷超高强度钢，其特征在于，以质量百分数计，所述超高强度钢的化学成分包括c：0.45-0.55%，si：0.5-2%，mn：0.2-1.5%，cr：0.5-2%，mo：0.3-1.5%，ni：1-11%，co：1-9%，余量为fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的超高强度钢，其特征在于，所述超高强度钢中含有细晶元素，以质量百分数计，所述细晶元素包括v：0.01-0.2%，nb：0.01-0.10%。

3.根据权利要求1所述的超高强度钢，其特征在于，所述超高强度钢的抗拉强度≥2200mpa，屈服强度≥1750mpa，延伸率≥8%，断面收缩率≥30%，断裂韧性≥60mpa·m1/2。

4.根据权利要求1所述的超高强度钢，其特征在于，所述超高强度钢的屈强比≥0.78。

5.根据权利要求1所述的超高强度钢，其特征在于，所述超高强度钢的疲劳性能优异，r=0.1，kt=1，σmax=1350mpa，疲劳寿命≥155000次。

6.一种权利要求1-5中任一项所述的抗强疲劳载荷超高强度钢的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法具体包括：将满足化学成分要求的超高强度钢样品依次进行淬火处理、深冷处理、回火处理。

7.根据权利要求6所述的热处理方法，其特征在于，所述淬火处理包括将棒材加热至870-930℃，保温0.5-3h，油冷。

8.根据权利要求6所述的热处理方法，其特征在于，所述深冷处理包括将棒材在-196~0℃条件下保温0.5-4h，空冷至室温。

9.根据权利要求6所述的热处理方法，其特征在于，所述回火处理包括将棒材加热至160-260℃，保温1-6h，空冷至室温。

技术总结
本申请涉及超高强度钢的技术领域，具体涉及一种抗强疲劳载荷超高强度钢及其热处理方法。本申请通过Ni、Co配合获得高韧性马氏体基体，并利用Si、Mn提高材料抗回火性能，获得了优异的强度‑韧性匹配的超高强度钢，其抗拉强度≥2200MPa，屈服强度≥1750MPa，延伸率≥8%，断面收缩率≥30%，断裂韧性≥60MPa·m1/2，屈强比≥0.78。本申请提供的超高强度钢具有优异的疲劳性能，R=0.1，Kt=1，σmax=1350MPa，实测疲劳寿命300万次未断裂。

技术研发人员：王春旭,耿如明,肖凯,厉勇,韩顺,雷斯敏,刘雨,袁小园,孙彦东,曹昱宪,章骏
受保护的技术使用者：钢铁研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5