¿Qué es el acero HSLA?

Como todos sabemos, la resistencia del acero aumenta con el aumento del contenido de carbono y manganeso, y la adición de elementos de microaleación de Ti o Nb puede obtener un mayor límite elástico con un bajo equivalente de carbono. Los aceros de alta resistencia y baja aleación, HSLA para abreviar, son aceros estructurales de ingeniería con una pequeña cantidad de Mn, Si y trazas de Nb, V, Ti, Al y otros elementos de aleación añadidos a base de aceros estructurales al carbono. Baja aleación significa que el elemento de aleación total en el acero no es más del 3% y la alta resistencia es relativa a los aceros estructurales al carbono. El acero de baja aleación y alta resistencia se puede utilizar para estructuras de ingeniería donde se necesita resistencia, reducir el peso y ahorrar material como puentes, barcos, vehículos, recipientes de alta presión, oleoductos y gasoductos, estructuras de acero, etc., que no necesitan lo complicado. El proceso de tratamiento puede obtener una mayor resistencia, incluso si no continúa el tratamiento térmico, puede reemplazar el acero estructural al carbono general la mayoría de las veces.

El límite elástico de los aceros de baja aleación de alta resistencia está cerca de la resistencia a la tracción, y la relación de límite elástico es alta, pronto alcanzarán la resistencia a la tracción después de alcanzar el límite elástico; Tiene poca capacidad de endurecimiento por trabajo, la parte de deformación continuará deformando adelgazamiento y luego producirá fractura, por lo que el rendimiento de conformado es relativamente pobre. Por tanto, es adecuado para la fabricación de piezas estructurales y piezas de soporte que requieran mayor rigidez. En términos generales, las piezas típicas fabricadas con HSLA incluyen rieles, refuerzos, vigas, piezas de suspensión del chasis, etc. Sin embargo, si la relación de límite elástico es demasiado alta y la estructura es una falla frágil, y no hay deformación obvia durante la falla, lo cual es difícil. prevenir, por lo que no es adecuado para piezas estructurales con requisitos sísmicos.

Las características del acero HSLA

Los elementos de aleación de acero de baja aleación de alta resistencia se utilizaron principalmente para producir fortalecimiento de la capacidad sólida, fortalecimiento de grano fino y fortalecimiento de la deposición para mejorar la resistencia del acero, al mismo tiempo utilizar el fortalecimiento de grano fino la transformación de la temperatura dúctil-frágil del acero son reducido, para compensar el reforzamiento del acero por precipitación de carbonitruro. La transformación del acero dúctil-frágil a temperatura este efecto adverso, fabricado en acero de alta resistencia y puede mantener un buen rendimiento a baja temperatura. Las principales características de los aceros de baja aleación de alta resistencia son:

• Límite de alto rendimiento con buena ductilidad y tenacidad.

La característica más importante de los aceros de alta resistencia de baja aleación es su alta resistencia. Bajo la condición de laminado en caliente o normalización, el acero HSLA es generalmente entre un 30% y un 50% más alto que el de los aceros estructurales de ingeniería al carbono correspondientes, por lo que pueden soportar grandes cargas. El peso de la gran estructura de ingeniería en sí mismo a menudo se convierte en una parte importante de la carga. El aumento de la resistencia del acero puede reducir significativamente el peso del componente y mejorar aún más su capacidad para soportar otras cargas, también mejora en gran medida la compacidad de los componentes de ingeniería, reduce el consumo de materias primas y el costo.

El alargamiento de los aceros HSLA varía del 15% al ​​23%, y la energía de absorción del impacto es> 34 J a temperatura ambiente, con buena plasticidad y resistencia al impacto, puede evitar la aparición de fracturas frágiles en el impacto, lo que hace que el doblado en frío, la soldadura y otros procesos son más fáciles. Además, HSLA tiene una temperatura de transición de fragilidad más baja que es beneficiosa para los componentes de ingeniería utilizados en regiones frías y para vehículos de transporte como vehículos, barcos, plataformas petrolíferas en alta mar, embarcaciones y puentes.

• Buen rendimiento de soldadura y resistencia a la corrosión atmosférica.

Se requiere que el acero de la estructura de ingeniería tenga buena soldabilidad. El acero HSLA tiene bajo contenido de carbono y contenido de elementos de baja aleación, buena plasticidad y no es fácil de producir una estructura de enfriamiento y grietas en el área de soldadura, y la adición de Ti, Nb, V puede también inhibe el crecimiento de grano en el área de soldadura, por lo que la mayor parte del acero tiene un buen rendimiento de soldadura y, en general, no se necesita tratamiento térmico después de la soldadura. La mayoría de las estructuras de ingeniería se utilizan en entornos atmosféricos o marinos. Agregar una pequeña cantidad de Cu, Ni, Cr, P y otros elementos al acero de baja aleación de alta resistencia puede mejorar efectivamente su capacidad para resistir la corrosión atmosférica, del agua de mar y del suelo. Por ejemplo, 0.2% -0.5% de cobre, 0.05% -0.1% de fósforo y aluminio pueden mejorar significativamente la resistencia a la corrosión del acero, y el efecto de agregar cobre y fósforo al mismo tiempo es el mejor.

¿Cuándo se utiliza el acero HSLA en aplicaciones aeronáuticas?

AISI 4340 es el grado más antiguo y típico de acero de baja aleación de ultra alta resistencia. Los Estados Unidos comenzaron a desarrollar acero 4340 a partir de mediados de la década de 1940, al reducir la temperatura de revenido para hacer que la resistencia a la tracción del acero llegara a 1600 ~ 1900 MPa. En 1955, el acero 4340 comenzó a usarse en el tren de aterrizaje del avión F-104. La resistencia a la tracción de AISI 4130, El acero 4140, 4330 o 4340 tratado por temple y revenido a baja temperatura puede exceder los 1500MPa, y la tenacidad al impacto de la muesca es alta.

Para frenar la fragilidad del acero de baja aleación de ultra alta resistencia, el acero 300M fue desarrollado por International Nickel Corporation en 1952. Se añadió 1 ~ 2% de silicio al acero para aumentar la temperatura de templado (260 ~ 315 ℃ ) y para suprimir la fragilidad por revenido de la martensita. El acero 300M se ha utilizado ampliamente en el tren de aterrizaje de aviones desde 1966. Los aviones de combate militares como F-15, F-16, DC-10 y MD-11 utilizan acero 300M. Además, el tren de aterrizaje del Boeing 747 y otros aviones civiles y la solapa del ala y el tubo de listones de los aviones Boeing 767 también utilizan acero 300M.

Aunque los aceros de baja aleación de ultra alta resistencia, como los aceros 4340 y 300M, tienen alta resistencia, su tenacidad a la fractura y resistencia a la corrosión por tensión son pobres, lo que limita su aplicación en aviones. El acero D6AC, basado en AISI 4340, se usa ampliamente en carcasas de motores de misiles y estructuras de aviones. A mediados de la década de 1970, D6AC reemplazó gradualmente a otros aceros estructurales de aleación y se convirtió en acero especial para carcasas sólidas de motores de cohetes, trenes de aterrizaje y ejes de alas.