우리 모두 알고 있듯이 강철의 강도는 탄소 및 망간 함량이 증가함에 따라 증가하며 Ti 또는 Nb 미세 합금 원소를 추가하면 저탄소 당량에서 더 높은 항복 강도를 얻을 수 있습니다. 고강도 저 합금강 (HSLA)은 소량의 Mn, Si 및 미량의 Nb, V, Ti, Al 및 탄소 구조용 강을 기반으로 한 기타 합금 원소가 추가 된 엔지니어링 구조용 강입니다. 저 합금은 강철의 총 합금 원소가 3 % 이하이고 고강도는 탄소 구조용 강철에 비해 상대적임을 의미합니다. 저 합금 고강도 강은 교량, 선박, 차량, 고압 용기, 석유 및 가스 파이프 라인, 철골 구조물 등과 같이 강도가 필요한 엔지니어링 구조물에 사용되며, 무게를 줄이고 복잡한 작업이 필요하지 않은 자재를 절약 할 수 있습니다. 처리 과정은 더 높은 강도를 얻을 수 있으며, 열처리를 수행하지 않더라도 일반적인 탄소 구조용 강철을 대부분 대체 할 수 있습니다.
저 합금 고강도 강의 항복 강도는 인장 강도에 가깝고 항복 강도 비율이 높으며 항복 강도에 도달 한 후 곧 인장 강도에 도달합니다. 그것은 열악한 작업 경화 능력을 가지고 있으며, 변형 부분은 계속해서 얇아지고 파단을 일으키므로 성형 성능이 상대적으로 열악합니다. 따라서 더 높은 강성이 요구되는 구조 부품 및지지 부품 제조에 적합합니다. 일반적으로 HSLA로 제조되는 대표적인 부품에는 레일, 보강재, 빔, 샤시 서스펜션 부품 등이 있습니다. 그러나 항복 강도 비가 너무 높고 구조가 취성 파괴이고 파손시 뚜렷한 변형이없는 경우 어려운 어려움 방지하기 때문에 지진 요구 사항이있는 구조 부품에는 적합하지 않습니다.
HSLA 강의 특징
고강도 저 합금강 합금 원소는 주로 고체 용량 강화, 미세 입자 강화 및 증착 강화를 생산하여 강철의 강도를 향상시키는 데 사용되었으며 동시에 미세 입자를 사용하여 강철 연성 취성 온도의 변형을 강화합니다. 강의 탄질화물 침전 강화를 상쇄하기 위해 감소되었습니다. 강철의 연성 취성 온도의 변형은 고강도 강철로 만들어지며 저온에서 좋은 성능을 유지할 수 있습니다. 고강도 저 합금강의 주요 특성은 다음과 같습니다.
- 연성과 인성이 우수한 높은 수율 한계
저 합금 고강도 강의 가장 큰 특징은 고강도입니다. 열간 압연 또는 정규화 조건에서 HSLA 강은 일반적으로 해당 탄소 엔지니어링 구조용 강재보다 30 % ~ 50 % 높기 때문에 큰 하중을 견딜 수 있습니다. 대형 엔지니어링 구조 자체의 무게는 종종 부하의 중요한 부분이됩니다. 강철 강도의 증가는 구성 요소의 무게를 크게 줄이고 다른 하중을 견디는 능력을 더욱 향상시킬 수 있으며 엔지니어링 구성 요소의 소형화를 크게 향상시키고 원자재 소비 및 비용을 줄입니다.
HSLA 강의 연신율 범위는 15 % ~ 23 %이며 충격 흡수 에너지는 실온에서> 34J이며 우수한 가소성 및 내 충격성으로 충격에서 취성 파괴의 발생을 피할 수있어 냉간 굽힘, 용접 다른 처리가 더 쉽습니다. 또한 HSLA는 추운 지역에서 사용되는 엔지니어링 부품과 차량, 선박, 해양 석유 플랫폼, 선박 및 교량과 같은 운송 차량에 유리한 취성 전이 온도가 낮습니다.
- 우수한 용접 성능 및 대기 내식성
엔지니어링 구조용 강은 용접성이 우수해야합니다 .HSLA 강은 탄소 함량이 낮고 합금 원소 함량이 낮고 가소성이 좋으며 용접 영역에서 담금질 구조 및 균열을 생성하기 쉽지 않으며 Ti, Nb, V can 또한 용접 부위의 입자 성장을 억제하므로 대부분의 강철은 용접 성능이 좋으며 일반적으로 용접 후 열처리가 필요하지 않습니다. 대부분의 엔지니어링 구조는 대기 또는 해양 환경에서 사용됩니다. 소량의 Cu, Ni, Cr, P 및 기타 원소를 저 합금 고강도 강철에 추가하면 대기, 해수 및 토양 부식에 대한 저항력을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어 구리 0.2 % -0.5 %, 인 및 알루미늄 0.05 % -0.1 %는 강철의 내식성을 크게 향상시킬 수 있으며 구리와 인을 동시에 첨가하는 효과가 가장 좋습니다.
항공기 응용 분야에서 HSLA 강철을 사용하는 경우
AISI 4340은 저 합금 초 고강도 강철의 가장 초기이자 일반적인 등급입니다. 미국은 4340 년대 중반부터 강의 인장 강도를 1940 ~ 1600MPa까지 낮추기 위해 템퍼링 온도를 낮춤으로써 1900 강을 개발하기 시작했습니다. 1955 년 강철 4340이 F-104 항공기의 랜딩 기어에 사용되기 시작했습니다. 인장 강도 AISI 4130, 4140, 4330 또는 4340 강은 저온에서 담금질 및 템퍼링 처리하여 모두 1500MPa를 초과 할 수 있으며 노치 충격 인성이 높습니다.
저 합금 초 고강도 강의 템퍼링 취성을 억제하기 위해 300 년 International Nickel Corporation에서 1952M 강을 개발했습니다. 강에 1 ~ 2 % 실리콘을 첨가하여 템퍼링 온도 (260 ~ 315 ℃)를 높였습니다. ) 마르텐 사이트의 템퍼링 취성을 억제합니다. 300M 강철은 1966 년부터 항공기 착륙 장치에 널리 사용되었습니다. F-15, F-16, DC-10 및 MD-11과 같은 군용 전투기는 모두 300M 강철을 사용합니다. 또한 Boeing 747 및 기타 민간 항공기의 랜딩 기어와 Boeing 767 항공기의 날개 옷깃 및 슬랫 파이프도 300M 강철을 사용합니다.
4340 및 300M 강과 같은 저 합금 초 고강도 강은 강도가 높지만 파괴 인성 및 응력 내식성이 좋지 않아 항공기에 적용 할 수 없습니다. AISI 6에 기반한 D4340AC 강철은 미사일 엔진 하우징 및 항공기 구조에 널리 사용됩니다. 1970 년대 중반까지 D6AC는 점차적으로 다른 합금 구조용 강철을 대체하고 견고한 로켓 엔진 하우징, 랜딩 기어 및 윙 샤프트 용 특수 강철이되었습니다.