O que é aço HSLA?

Como todos sabemos, a resistência do aço aumenta com o aumento do teor de carbono e manganês, e a adição de elementos de microliga de Ti ou Nb pode obter maior resistência ao escoamento com baixo teor de carbono. Os aços de baixa liga de alta resistência, HSLA para abreviar, são aços estruturais de engenharia com uma pequena quantidade de Mn, Si e vestígios de Nb, V, Ti, Al e outros elementos de liga adicionados com base em aços estruturais de carbono. Liga baixa significa que o elemento de liga total no aço não é superior a 3% e a alta resistência é relativa aos aços estruturais de carbono. O aço de baixa liga de alta resistência pode ser usado para estruturas de engenharia onde precisa de resistência, reduz o peso e economiza materiais como pontes, navios, veículos, vasos de alta pressão, oleodutos e gasodutos, estruturas de aço, etc, que não precisam de complicações processo de tratamento pode obter a maior resistência, mesmo não realiza o tratamento térmico, pode substituir o aço estrutural geral de carbono na maioria das vezes.

A resistência ao escoamento dos aços de baixa liga de alta resistência está próxima da resistência à tração, e a relação do limite de escoamento é alta, eles logo atingirão a resistência à tração após atingirem a resistência ao escoamento; Possui baixa capacidade de endurecimento, a parte de deformação continuará a deformar o afinamento e, em seguida, produzir fratura, de modo que o desempenho de conformação é relativamente baixo. Portanto, é adequado para a fabricação de peças estruturais e peças de suporte que requeiram maior rigidez. De um modo geral, as peças típicas fabricadas com HSLA incluem trilhos, reforços, vigas, peças de suspensão do chassi, etc. No entanto, se a relação de resistência ao escoamento for muito alta e a estrutura for falha frágil e não houver deformação óbvia durante a falha, o que é difícil para prevenir, por isso não é adequado para peças estruturais com requisitos sísmicos.

As características do aço HSLA

Elementos de liga de aço de baixa liga de alta resistência foram usados ​​principalmente para produzir reforço de capacidade sólida, reforço de grãos finos e reforço de deposição para melhorar a resistência do aço, ao mesmo tempo usar reforço de grãos finos para a transformação da temperatura dúctil-frágil do aço. reduzido, para compensar o fortalecimento de precipitação de carbonitreto do aço. A transformação do aço dúctil-frágil tem esse efeito adverso, feito de aço de alta resistência e pode manter um bom desempenho em baixa temperatura. As principais características dos aços de baixa liga de alta resistência são:

• Limite de alto rendimento com boa ductilidade e tenacidade

A maior característica dos aços de baixa liga de alta resistência é sua alta resistência. Sob a condição de laminação a quente ou normalização, o aço HSLA é geralmente 30% ~ 50% maior do que os aços estruturais de engenharia de carbono correspondentes, de modo que podem suportar grandes cargas. O peso da própria grande estrutura de engenharia freqüentemente se torna uma parte importante da carga. O aumento da resistência do aço pode reduzir significativamente o peso do componente e melhorar ainda mais sua capacidade de suportar outras cargas, também melhora muito a compactação dos componentes de engenharia, reduz o consumo de matéria-prima e o custo.

O alongamento dos aços HSLA varia de 15% a 23%, e a energia de absorção de impacto é> 34 J à temperatura ambiente, com boa plasticidade e resistência ao impacto, pode evitar a ocorrência de fratura frágil no impacto, tornando a flexão a frio, soldagem e outro processamento é mais fácil. Além disso, HSLA tem uma temperatura de transição de fragilidade mais baixa, o que é benéfico para componentes de engenharia usados ​​em regiões frias e para veículos de transporte, como veículos, navios, plataformas de petróleo offshore, navios e pontes.

• Bom desempenho de soldagem e resistência à corrosão atmosférica

O aço da estrutura de engenharia deve ter boa soldabilidade. O aço HSLA tem baixo teor de carbono e baixo teor de elementos de liga, boa plasticidade e não é fácil de produzir estrutura de têmpera e trinca na área de solda, e a adição de Ti, Nb, V pode também inibe o crescimento de grãos na área de solda, de modo que a maior parte do aço tem bom desempenho de soldagem e geralmente não é necessário tratamento térmico após a soldagem. A maioria das estruturas de engenharia é usada em ambientes atmosféricos ou marítimos. Adicionar uma pequena quantidade de Cu, Ni, Cr, P e outros elementos em aço de baixa liga de alta resistência pode efetivamente melhorar sua capacidade de resistir à corrosão atmosférica, da água do mar e do solo. Por exemplo, 0.2% -0.5% de cobre, 0.05% -0.1% de fósforo e alumínio podem melhorar significativamente a resistência à corrosão do aço, e o efeito de adicionar cobre e fósforo ao mesmo tempo é o melhor.

Quando o aço HSLA é usado em aplicações de aeronaves?

AISI 4340 é a primeira e típica classe de aço de baixa liga de ultra-alta resistência. Os Estados Unidos começaram a desenvolver o aço 4340 a partir de meados da década de 1940, reduzindo a temperatura de revenido para tornar a resistência à tração do aço de até 1600 ~ 1900 MPa. Em 1955, o aço 4340 passou a ser utilizado no trem de pouso das aeronaves F-104. A resistência à tração de AISI 4130, Aço 4140, 4330 ou 4340 tratado por têmpera e revenimento a baixa temperatura podem exceder 1500MPa, e a tenacidade ao impacto de entalhe é alta.

A fim de restringir a fragilidade de têmpera do aço de ultra-alta resistência de baixa liga, o aço 300M foi desenvolvido pela International Nickel Corporation em 1952. 1 ~ 2% de silício foi adicionado ao aço para aumentar a temperatura de têmpera (260 ~ 315 ℃ ) e para suprimir a fragilidade de têmpera da martensita. O aço 300M tem sido amplamente utilizado no trem de pouso de aeronaves desde 1966. Jatos de combate militares como F-15, F-16, DC-10 e MD-11 usam aço 300M. Além disso, o trem de pouso do Boeing 747 e outras aeronaves civis e a lapela da asa e o tubo de ripas das aeronaves Boeing 767 também usam aço 300M.

Embora os aços de ultra-alta resistência de baixa liga, como os aços 4340 e 300M, tenham alta resistência, sua tenacidade à fratura e resistência à corrosão sob tensão são fracas, o que limita sua aplicação em aeronaves. O aço D6AC, baseado em AISI 4340, é amplamente utilizado em carcaças de motores de mísseis e estruturas de aeronaves. Em meados da década de 1970, o D6AC substituiu gradualmente outros aços estruturais de liga e tornou-se aço especial para carcaças de motores de foguete sólidos, trens de pouso e eixos de asas.