Cos'è l'acciaio HSLA?

Come tutti sappiamo, la resistenza dell'acciaio aumenta con l'aumento del contenuto di carbonio e manganese e l'aggiunta di elementi di microalligazione Ti o Nb può ottenere una maggiore resistenza allo snervamento a un basso tenore di carbonio equivalente. Gli acciai bassolegati ad alta resistenza, abbreviati in HSLA, sono acciai strutturali di ingegneria con una piccola quantità di Mn, Si e tracce di Nb, V, Ti, Al e altri elementi leganti aggiunti a base di acciai strutturali al carbonio. Bassa lega significa che l'elemento legante totale nell'acciaio non è superiore al 3% e l'elevata resistenza è relativa agli acciai strutturali al carbonio. L'acciaio ad alta resistenza bassolegato può essere utilizzato per strutture ingegneristiche in cui è necessaria resistenza, ridurre il peso e risparmiare materiale come ponti, navi, veicoli, navi ad alta pressione, oleodotti e gasdotti, strutture in acciaio, ecc. il processo di trattamento può ottenere la maggiore resistenza, anche se non porta avanti il ​​trattamento termico, può sostituire la maggior parte delle volte l'acciaio strutturale al carbonio generale.

Il limite di snervamento degli acciai ad alta resistenza a bassa lega è vicino al carico di rottura e il rapporto di snervamento è alto, raggiungeranno presto il carico di rottura dopo aver raggiunto il limite di snervamento; Ha una scarsa capacità di incrudimento, la parte deformazione continuerà a deformarsi assottigliandosi e quindi a produrre fratture, quindi le prestazioni di formatura sono relativamente scarse. Pertanto, è adatto per la produzione di parti strutturali e parti di supporto che richiedono una maggiore rigidità. In generale, le parti tipiche prodotte con HSLA includono binari, irrigidimenti, travi, parti di sospensioni del telaio, ecc. Tuttavia, se il rapporto di snervamento è troppo alto e la struttura è fragile e non vi è alcuna deformazione evidente durante il guasto, il che è difficile per prevenire, quindi non è adatto per parti strutturali con requisiti sismici.

Le caratteristiche dell'acciaio HSLA

Gli elementi di lega in acciaio bassolegato ad alta resistenza sono stati utilizzati principalmente per produrre un rafforzamento della capacità solida, un rinforzo a grana fine e un rafforzamento della deposizione per migliorare la resistenza dell'acciaio, allo stesso tempo utilizzare il rafforzamento a grana fine la trasformazione della temperatura duttile-fragile dell'acciaio sono ridotto, per compensare il rafforzamento della precipitazione di carbonitruro dell'acciaio. La trasformazione della temperatura in acciaio duttile-fragile questo effetto negativo, realizzato in acciaio ad alta resistenza e può mantenere buone prestazioni a bassa temperatura. Le caratteristiche principali degli acciai bassolegati ad alta resistenza sono:

• Limite di resa elevato con buona duttilità e tenacità

La caratteristica principale degli acciai altoresistenziali debolmente legati è la loro elevata resistenza. In condizioni di laminazione a caldo o normalizzazione, l'acciaio HSLA è generalmente del 30% ~ 50% superiore a quello dei corrispondenti acciai strutturali per ingegneria al carbonio, quindi possono sopportare carichi elevati. Il peso della grande struttura ingegneristica stessa spesso diventa una parte importante del carico. L'aumento della resistenza dell'acciaio può ridurre significativamente il peso del componente e migliorare ulteriormente la sua capacità di sopportare altri carichi, inoltre migliora notevolmente la compattezza dei componenti di ingegneria, riduce il consumo di materie prime e il costo.

L'allungamento degli acciai HSLA varia dal 15% al ​​23% e l'energia di assorbimento dell'impatto è> 34 J a temperatura ambiente, con buona plasticità e resistenza all'urto, può evitare il verificarsi di fratture fragili nell'impatto, rendendo la piegatura a freddo, la saldatura e altre elaborazioni sono più facili. Inoltre, HSLA ha una temperatura di transizione di fragilità inferiore che è vantaggiosa per i componenti di ingegneria utilizzati nelle regioni fredde e per i veicoli di trasporto come veicoli, navi, piattaforme petrolifere offshore, navi e ponti.

• Buone prestazioni di saldatura e resistenza alla corrosione atmosferica

L'acciaio per strutture ingegneristiche deve avere una buona saldabilità L'acciaio HSLA ha un basso contenuto di carbonio e un basso contenuto di elementi in lega, una buona plasticità e non è facile produrre una struttura di tempra e crepe nell'area di saldatura e l'aggiunta di Ti, Nb, V può inibisce anche la crescita del grano nell'area di saldatura, quindi la maggior parte dell'acciaio ha buone prestazioni di saldatura e generalmente non è necessario alcun trattamento termico dopo la saldatura. La maggior parte delle strutture ingegneristiche sono utilizzate in ambienti atmosferici o marini. L'aggiunta di una piccola quantità di Cu, Ni, Cr, P e altri elementi in acciaio ad alta resistenza a bassa lega può migliorare efficacemente la sua capacità di resistere alla corrosione atmosferica, dell'acqua di mare e del suolo. Ad esempio, 0.2% -0.5% di rame, 0.05% -0.1% di fosforo e alluminio possono migliorare significativamente la resistenza alla corrosione dell'acciaio e l'effetto dell'aggiunta di rame e fosforo allo stesso tempo è il migliore.

Quando l'acciaio HSLA utilizzato nelle applicazioni aeronautiche?

AISI 4340 è il primo e tipico grado di acciaio bassolegato ad altissima resistenza. Gli Stati Uniti iniziarono a sviluppare l'acciaio 4340 dalla metà degli anni '1940, riducendo la temperatura di rinvenimento per rendere la resistenza alla trazione dell'acciaio fino a 1600 ~ 1900 MPa. Nel 1955 l'acciaio 4340 iniziò ad essere utilizzato nel carrello di atterraggio degli aerei F-104. La resistenza alla trazione di AISI 4130L'acciaio 4140, 4330 o 4340 trattato mediante tempra e rinvenimento a bassa temperatura può superare tutti i 1500 MPa e la tenacità all'intaglio è elevata.

Per limitare la fragilità da rinvenimento dell'acciaio bassolegato ad altissima resistenza, l'acciaio 300M è stato sviluppato dalla International Nickel Corporation nel 1952. All'acciaio è stato aggiunto l'1 ~ 2% di silicio per aumentare la temperatura di rinvenimento (260 ~ 315 ℃). ) e per sopprimere la fragilità da rinvenimento della martensite. L'acciaio 300M è stato ampiamente utilizzato nel carrello di atterraggio degli aerei dal 1966. Aerei da combattimento militari come F-15, F-16, DC-10 e MD-11 utilizzano tutti l'acciaio 300M. Inoltre, anche il carrello di atterraggio del Boeing 747 e di altri aeromobili civili e il risvolto alare e il tubo a stecca del Boeing 767 utilizzano acciaio 300M.

Sebbene gli acciai ultra-altoresistenziali a bassa lega come gli acciai 4340 e 300M abbiano un'elevata resistenza, la loro tenacità alla frattura e resistenza alla corrosione da stress sono scarse, il che limita la loro applicazione negli aerei. L'acciaio D6AC, basato su AISI 4340, è ampiamente utilizzato negli alloggiamenti dei motori missilistici e nelle strutture degli aeromobili. Entro la metà degli anni '1970, il D6AC sostituì gradualmente altri acciai strutturali in lega e divenne acciaio speciale per alloggiamenti di motori a razzo, carrello di atterraggio e alberi alari.