二次硬化超高強度鋼

二次硬化超高強度鋼，經過加熱淬火，其屈服強度大於1380MPa的超高強度鋼。

二次硬化超高強度鋼(seconday hardening ultra high-strength steel)
經過加熱淬火後在480～550℃溫度範圍回火時，析出合金碳化物產生彌散強化效應，其屈服強度大於1380MPa的超高強度鋼。主要包括中合金熱作模具鋼和高合金高斷裂韌性超高強度鋼。
中合金熱作模具鋼最早生產和使用的鋼種有4cr5MoVSi(H-11)鋼，含5％鉻，1.3％鉬和0.5％釩。具有淬透性高的特點，-般結構件經1100℃奧氏體化後，在空氣冷卻條件下即可獲得完全馬氏體組織。經500～600℃回火析出(Mo，cr)2C和cr7C3，產生二次硬化效應。抗拉強度可達1960MPa。在4。0～500℃範圍內使用，其瞬時抗拉強度仍保持在1300MPa以上。4cr5Mv1Si(H-13)鋼是在4Cr5MoVSi鋼的基礎上，提高鉬和釩的含量而發展起來的。釩含量增加，使鋼中vC增多，耐磨性提高。該類鋼的缺點是斷裂韌性低，缺口敏感性較大。
高合金高斷裂韌性超高強度鋼這類鋼典型牌號有：
(1)9NI-4Co型超高強度鋼主要成分是含鎳9％，鈷4％左右。其他合金元素有鉻、鉬和釩。鋼中碳是主要強化元素。按照含碳量的不同，通常生產有4種鋼，即：20Ni9Co4CrMoVA、25Ni9Co4CrMoVA、30Ni9Co4CrMoVA和45Ni9Co4CrMoVA隨含碳量增加，鋼的強度提高，而韌性相應下降。採用840℃奧氏體化後，在空冷條件下可形成低碳馬氏體組織。經500℃左右回火產生二次硬化效應，獲得較高的強度和足夠的韌性。30Ni9Co4CrMoVA經淬火後550℃回火，屈服強度可達1450MPa，斷裂韌度可達到100MPa•m1/2以上。可焊性好，並具有良好的熱穩定性。可適用於370℃以下長期使用。
(2)16Nil0Co14Cr2Mo鋼(AFl410)在HYl80鋼的基礎上提高碳和鈷的含量而發展起來的-種可焊性好的高合金二次硬化型超高強度鋼。主要含鎳10％、鈷14％、鉻2％和鉬1％等元素。加入鎳的主要作用是穩定奧氏體組織，當淬火時在極緩慢的冷卻速度下產生單相馬氏體，提高鋼的淬透性。並降低鋼的脆性轉變溫度。鈷的作用是提高馬氏體開始轉變溫度(Ms點)，降低鉬在馬氏體中的固溶度，增強鉬的強化效應。並且在回火過程中能夠仰制M2C的集聚和長大。鉬是主要二次硬化元素，鉻與鉬共存形成(Mo,Cr)2C，有利於提高韌性。通常多採用真空感應爐和真空自耗爐兩次真空冶煉工藝。鋼中氧小於20x10-6，氮小於15×10-6。含硫量一般在0.001％～0.002％。高純潔度是保證高斷裂韌度的關鍵。高溫熱加工變形性能好，經鍛、軋加工可獲得8～10級細晶粒度。熱處理採用860℃油淬，510℃回火5h。由於時效析出彌散合金碳化物M2C，獲得高強度和高斷裂韌度。抗張強度為1700MPa，斷裂韌度可達到175MN•m-3/2。抗應力腐蝕性能好，在3.5％NaCl水溶液介質中，其應力腐蝕界限強度因子(KISSC)高達84MPa•m-3/2。與-般超高強度鋼相比，在等強度條件下，其斷裂韌度提高1倍以上。抗應力腐蝕能力提高3～4倍。可用於製造飛機重要受力結構件。