超高强度钢的意义

马氏体时效钢在固溶处理后为超低碳马氏体组织，加工硬化指数低，冷加工成型性好。在固溶状态下可焊性好，采用钨极氩气保护焊不需要预热和后热。热处理时零件变形小，尺寸稳 定。但合金元素含量高致使钢的成本增高。马氏体时效钢具有独特的优点，在较高的强度条件下使用安全可靠性好，固体火箭发动机壳体用18Ni马氏体时效钢，使用强度为1750MPa，浓缩铀离心分离机旋转简体用马氏体时效钢，使用强度达到2450MPa。

二 超高强度钢的力学性能

(1)超高强度钢的断裂韧性 表2·12·4列出了几种典型超高强度钢的强度和韧性。过去，随着使用强度不断提高，超高强度钢对缺口和裂纹的敏感性增大。70年代初，随着断裂力学的发展，断裂韧度已成为衡量超高强度钢韧性的重要指标。一般来说，钢的强度提高，往往断裂韧度降低。如200级18Ni马氏体时效钢，当加载到钢的屈服强度时，不发生脆性断裂的部件表面允许存在的临界裂纹尺寸为8mm。如果选用350级马氏体时效钢，当加载到屈服强度时，不发生脆性断裂允许存在的裂纹尺寸只有0.25mm。如此微小的裂纹用无损探伤的方法是很难发现的。因而就有发生低应力脆性破断的危险。只有提高钢的断裂韧度，增加部件中容许存在的临界裂纹尺寸，才能提高钢的使用应力，充分发挥材料的潜力。

钢的断裂韧度取决于合金成分、组织结构和冶金质量。图2 ·12.l为几种超高强度钢的断裂韧度(KIc)与抗拉强度(ζb)的对应关系。可以看出，材料的断裂韧度随抗拉强度升高而降低。