Разновидности и области применения высокопрочных сталей
Высокопрочная сталь может отличаться по составу и характеристикам, от которых зависит ее конечная сфера применения. В связи с этим к высокопрочным сталям относят:
— Среднеуглеродистые легированные стали. Становятся высокопрочными после закалки с низким отпуском либо обработки термо-механическими методами. Такие стали часто используют в самолетостроении для производства шасси, силовых сварных конструкционных элементов, фюзеляжа. В качестве лигатуры часто используют никель. Обработка среднеуглеродистой стали методом изотермической закалки делает материал менее чувствительным к резке и повышает его сопротивляемость разрушениям. При термомеханической обработке закаливание совмещают с пластической деформацией аустенита благодаря чему удается добиться довольно высокой прочности(2000-2800 Мпа), с сохранением необходимого уровня пластичности и вязкости.
— Мартенситно-стареющие стали. Этот вид высокопрочной стали в несколько раз превосходит среднеуглеродистую легированную сталь не только по конструктивной прочности, но и по своей малой чувствительности к надрезам, разрушению и хладоломкости. По составу такая сталь является безуглеродистым сплавом железа и никеля с дополнительными легирующими компонентами (подбираются зависимо от дальнейшего применения стали и условий ее эксплуатации). В процессе закалки при высоких температурах (820-1220 С) фиксируется высокая пластичность, тогда как железо-никелевого мартенсит становится мало прочным и может быть деформирован до нужного состояния методом обжима. Деформированная сталь становится прочной в процессе старения под воздействием температур 450-550 С. Процесс закалки производится в воде с последующим охлаждением на воздухе. Отличные прочностные характеристики мартенситно-стареющей стали позволяют применять материал в производстве стволов для оружия, катапульт самолетов, высоконагруженных деталей турбомашин, шасси, корпусов ракетных двигателей и подводных лодок, гидрокрыльев.
— Трип-стали (метастабильные аустенитные стали).Относительно новая разновидность высокопрочной стали получается путем закалки никеле-марганцевого сплава при температуре 1000-1100 с последующей его деформацией при комнатной температуре. Деформация превращает аустенит в мартенсит (мартенсит деформации) придавая материалу высокую прочность с сохранением пластичности и отличной сопротивляемостью к образованию трещин. Для осуществления пластической деформации при низких температурах необходимого для получения трип стали, требуется дорогостоящее прокатное и технологическое оснащение. Кроме того, материал сложно сваривается, поэтому сфера его применения ограничена. Из высокопрочных трип-сталей производят тросы, проволоку и другие нагруженные детали.