專利名稱：飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體不銹鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不銹鋼，特別是涉及一種飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體不銹鋼。
現(xiàn)有的飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體一般采用奧氏體不銹鋼或高強度鈦合金。奧氏體不銹鋼具有良好的加工性，但由于強度等問題，很難滿足飛行數(shù)據(jù)記錄器的專業(yè)性能指標。美國專利US4,600,449和論文“Ti-451合金在飛行事故記錄儀上的應(yīng)用”(《稀有金屬材料與工程》1990(20)，30-33)分別揭示了一種制作飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體的高強度鈦合金，但因其加工性差，需要特定的設(shè)備和加工工藝，成本明顯提高，且成型后的飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體強度較材料有明顯下降。
本發(fā)明目的在于提供一種高強度、高韌性、易于加工的不銹鋼，以此制作的飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體可滿足其專業(yè)性能指標。
本發(fā)明另一個目的在于提供一種制備飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體不銹鋼的方法。
本發(fā)明進一步目的在于提供一種制備飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體的方法。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣實現(xiàn)的以下述主要化學(xué)成份組成高強度、高韌性、易于加工的不銹鋼，其相應(yīng)的重量百分比為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％，其余可為鐵或其它組分?；蛘咭訬b＋Ta≤0.50％取代Ti≤0.50％，獲得另一種高強度、高韌性、易于加工的不銹鋼。
本發(fā)明的另一個任務(wù)是這樣實現(xiàn)的冶煉時復(fù)合加入Mo、Al、Ti，或Mo、Al、Nb、Ta等強化元素，構(gòu)成一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼。經(jīng)固熔及時效處理后，強化元素可形成一系列特種金屬間化合物，如拉氏相的Fe2Mo，F(xiàn)e2Ti，F(xiàn)e2Nb，以及X相的Fe36Cr12Mo10筆，可在馬氏體基體上產(chǎn)生沉淀強化，使所得的不銹鋼材料在保持高強度的同時，具有高韌性。
本發(fā)明的進一步任務(wù)是這樣實現(xiàn)的冶煉時復(fù)合加入Mo、Al、Ti，或Mo、Al、Nb、Ta等強化元素；以成材的鋼材制作飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體；在850～1000℃加熱固熔，得到均勻的奧氏體組織；經(jīng)整形精加工后再在480～620℃作時效處理，得到符合相應(yīng)的專業(yè)性能指標的飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體。
本發(fā)明由于控制了C、Mn、Si、P、S的含量，采用了含量適中的Cr和Ni，并加入了Mo、Al、Ti，或Mo、Al、Nb、Ta等強化元素，可保證在高溫時獲得單一的奧氏體組織，并使馬氏體相變點保持在室溫以上；復(fù)合加入Mo、Al、Ti，或Mo、Al、Nb、Ta等強化元素，使構(gòu)成的馬氏體沉淀硬化不銹鋼，經(jīng)固溶和時效處理后形成一系列特種金屬間化合物，從而在馬氏體基體上沉淀析出產(chǎn)生沉淀硬化，并獲得高強度、高韌性不銹鋼，抗拉強度≥1，310MPa，沖擊韌性≥126J/cm2；具有較好的冷熱加工性能，鍛造熱軋加工時，熱塑性良好；冷軋、冷拉加工時，冷變形量可達80％以上，不會產(chǎn)生開裂、斷裂等情況；由于采用了復(fù)合加入強化元素；在軟體時制作飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體；在850～1000℃加熱固熔，得到均勻的奧氏體組織；經(jīng)整形精加工后再在480～620℃作時效處理等一整套工藝流程，所制作的飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體符合相應(yīng)的專業(yè)性能指標，抗拉強度≥1,310MPa，沖擊韌性≥126J/cm2，硬度≥42HRC。在經(jīng)受沖擊試驗、抗穿透試驗、靜態(tài)擠壓試驗、火燒防護試驗，以及耐海水浸泡試驗等一系列幸存試驗后，殼體完好，記錄信息仍能被分析。
實施例一冶煉時復(fù)合加入Mo、Al、Ti等強化元素，同時嚴格控制C、Mn、Si、P、S的含量，使化學(xué)成份相應(yīng)的重量百分比為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％，其余可為鐵或其它組分，構(gòu)成一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼。經(jīng)固熔及時效處理后，強化元素可形成一系列特種金屬間化合物，在馬氏體基體上產(chǎn)生沉淀強化，從而，使不銹鋼材料在保持高強度的同時，具有高韌性，且易于加工。其各項指標均符合我國航標“HB 6436-90”《機載飛行數(shù)據(jù)記錄器最低性能指標》和美國聯(lián)邦航空局TSO-C51a標準中的特殊技術(shù)性能要求。
實施例二冶煉時復(fù)合加入Mo、Al、Ti、Nb、Ta等強化元素，其中Al、Ti、Nb、Ta等強化元素的總量可控制在2.30％以內(nèi)。為嚴格控制C、Mn、Si、P、S的含量，可采用真空感應(yīng)爐、真空自耗爐進行二次重熔。熔煉鋼材的化學(xué)成份(按重量計)為C0.01％，Mn0.06％，Si0.16％，P≤0.01％，S0.006％，Cr12.88％，Ni8.00％，Mo2.10％，Al1.07％，Ti0.16％，Nb＋Ta0.25％，其余可為Fe或其它組分，構(gòu)成一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼。經(jīng)固熔及時效處理后，強化元素可形成一系列特種金屬間化合物，在馬氏體基體上產(chǎn)生沉淀強化，從而，使不銹鋼材料在保持高強度的同時，具有高韌性，且易于加工。經(jīng)測試，該材料抗拉強度為1,310 MPa，沖擊韌性為221J/cm2，硬度42HRC。具有較好的冷熱加工性能，既適合于鍛造熱軋，也能冷軋、冷拉。冷軋、冷拉加工時，冷變形量可達80％以上，不會產(chǎn)生開裂、斷裂等情況，特別適合于制作高強度彈簧、手術(shù)用縫合針，以及高強度連接件。
實施例三冶煉時復(fù)合加入Mo、Al、Nb、Ta等強化元素，采用真空感應(yīng)爐和真空白耗爐進行二次重熔，以嚴格控制C、Mn、Si、P、S的含量。熔煉鋼材的化學(xué)成份(按重量計)基本為C0.02％，Mn0.06％，Si0.15％，P≤0.01％，S0.009％，Cr12.83％，Ni8.61％，Mo2.15％，Al1.26％，和Nb＋Ta0.30％，其余可為鐵或其它組分，構(gòu)成一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼。在軟質(zhì)時以成材的鋼材制作飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體；在850～1000℃加熱固熔，得到均勻的奧氏體組織；經(jīng)整形精加工后再在480～620℃作時效處理，得到符合相應(yīng)的專業(yè)性能指標的飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體。據(jù)測試抗拉強度為1,430 MPa，沖擊韌性為126J/cm2，硬度47HRC。如果采用焊接方法制作飛行數(shù)據(jù)記錄器的防護殼體，那么如果能在加熱固溶前，先對其進行相應(yīng)的熱處理，以消除焊縫組織的影響，則效果更佳。
權(quán)利要求
1.一種飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體不銹鋼，包含的主要化學(xué)成份(按重量計)為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％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體不銹鋼，其特征在于其最佳的化學(xué)成份(按重量計)為C≤0.03％，Mn≤0.10％，Si≤0.20％，P≤0.02％，S≤0.01％，Cr12.00～14.00％，Ni7.00～9.00％，Mo1.00～3.00％，Al0.80～1.30％，Ti≤0.50％和Nb＋Ta≤0.50％，余量為Fe，其中Al、Ti、Nb、Ta等強化元素的總量控制在2.30％以內(nèi)。
3.一種制備權(quán)利要求1所述的飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體不銹鋼的方法，其特征在于復(fù)合加入Mo、Al、Ti，使之構(gòu)成馬氏體沉淀硬化不銹鋼，再經(jīng)固溶和時效處理后形成高強度、高韌性不銹鋼。
4.一種飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體不銹鋼，包含的主要化學(xué)成份(按重量計)為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Nb＋Ta≤0.50％。
5.一種制備權(quán)利要求4所述的飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體不銹鋼的方法，其特征在于復(fù)合加入Mo、Al、Nb、Ta，使之構(gòu)成馬氏體沉淀硬化不銹鋼，再經(jīng)固溶和時效處理后形成高強度、高韌性不銹鋼。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的制備飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體的方法，其特征在于依次包括如下步驟a).冶煉時復(fù)合加入Mo、Al、Ti，或Mo、Al、Nb、Ta；b).制作飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體；c).在850～1000℃加熱固熔，得到均勻的奧氏體組織；d).整形精加工；e).在480～620℃作時效處理。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種飛行數(shù)據(jù)記錄器防護殼體不銹鋼及其制備方法。冶煉時復(fù)合加入Mo、Al、Ti，或Mo、Al、Nb、Ta等強化元素，構(gòu)成一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼。經(jīng)固熔及時效處理后，可在馬氏體基體上產(chǎn)生沉淀強化，在保持高強度的同時，具有高韌性。主要化學(xué)成分為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％，或者Nb+Ta≤0.50％。
文檔編號C22C38/50GK1121962SQ9511170
公開日1996年5月8日 申請日期1995年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月25日
發(fā)明者顧敬善, 邵晉德, 周紅儀, 楊軍武 申請人:上海鋼鐵研究所