HSLA çelik nedir?

Hepimizin bildiği gibi, karbon ve manganez içeriğinin artmasıyla çeliğin mukavemeti artar ve Ti veya Nb mikro alaşım elementlerinin eklenmesi, düşük karbon eşdeğerinde daha yüksek akma mukavemeti sağlayabilir. Yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelikler, kısaca HSLA, az miktarda Mn, Si ve eser miktarda Nb, V, Ti, Al ve karbon yapı çeliklerine dayalı olarak eklenen diğer alaşım elementleri içeren mühendislik yapı çelikleridir. Düşük alaşım, çelikteki toplam alaşım elementinin %3'ten fazla olmadığı ve yüksek mukavemetin karbon yapı çeliklerine göre olduğu anlamına gelir. Düşük alaşımlı yüksek mukavemetli çelik, mukavemet gerektiren, ağırlığı azaltan ve Köprüler, gemiler, araçlar, yüksek basınçlı kaplar, petrol ve gaz boru hatları, çelik yapılar vb. işlem süreci daha yüksek mukavemet elde edebilir, hatta ısıl işlem yapmaz, çoğu zaman genel karbon yapı çeliğinin yerini alabilir.

Düşük alaşımlı yüksek mukavemetli çeliklerin akma mukavemeti, çekme mukavemetine yakındır ve akma mukavemeti oranı yüksektir, akma mukavemetine ulaştıktan sonra kısa sürede çekme mukavemetine ulaşırlar; Zayıf iş sertleştirme kabiliyetine sahiptir, deformasyon kısmı incelmeyi deforme etmeye devam edecek ve daha sonra kırılma üretecektir, bu nedenle şekillendirme performansı nispeten zayıftır. Bu nedenle, daha yüksek sertlik gerektiren yapısal parçaların ve destek parçalarının imalatı için uygundur. Genel olarak konuşursak, HSLA ile üretilen tipik parçalar arasında raylar, takviyeler, kirişler, şasi süspansiyon parçaları vb. bulunur. Ancak, akma dayanımı oranı çok yüksekse ve yapı kırılgan ise ve kırılma sırasında belirgin bir deformasyon yoksa, bu zor olan önlemek için, bu nedenle sismik gereksinimleri olan yapısal parçalar için uygun değildir.

HSLA çeliğinin özellikleri

Yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelik alaşım elementleri, esas olarak, çeliğin mukavemetini artırmak için katı kapasite güçlendirme, ince tane güçlendirme ve biriktirme güçlendirme üretmek için kullanıldı, aynı zamanda çelik sünek-kırılgan sıcaklığının dönüşümünü güçlendirmek için ince taneli kullanın. azaltılmış, çeliğin karbonitrür çökeltme güçlendirmesini dengelemek için. Çelik sünek-kırılgan sıcaklık dönüşümü bu olumsuz etki, yüksek mukavemetli çelikten yapılmıştır ve düşük sıcaklıkta iyi performansı koruyabilir. Yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çeliklerin ana özellikleri şunlardır:

• İyi süneklik ve tokluk ile yüksek verim sınırı

Düşük alaşımlı yüksek mukavemetli çeliklerin en büyük özelliği yüksek mukavemetleridir. Sıcak haddeleme veya normalleştirme koşulları altında, HSLA çeliği genellikle karşılık gelen karbon mühendisliği yapı çeliklerinden %30 ~ %50 daha yüksektir, bu nedenle büyük yüklere dayanabilirler. Büyük mühendislik yapısının ağırlığı, genellikle yükün önemli bir parçası haline gelir. Çelik mukavemetinin arttırılması, bileşenin ağırlığını önemli ölçüde azaltabilir ve diğer yükleri taşıma kabiliyetini daha da geliştirebilir, ayrıca mühendislik bileşenlerinin kompaktlığını büyük ölçüde iyileştirir, hammadde tüketimini ve maliyeti azaltır.

HSLA çeliklerinin uzaması %15 ila %23 arasında değişmektedir ve iyi plastisite ve darbe direnci ile oda sıcaklığında darbe emme enerjisi>34 J'dir, darbede kırılgan kırılma oluşumunu önleyebilir, soğuk bükme, kaynak yapma ve diğer işlemler daha kolaydır. Ek olarak, HSLA, soğuk bölgelerde kullanılan mühendislik bileşenleri ve araçlar, gemiler, açık deniz petrol platformları, gemiler ve Köprüler gibi ulaşım araçları için faydalı olan daha düşük bir kırılganlık geçiş sıcaklığına sahiptir.

• İyi kaynak performansı ve atmosferik korozyon direnci

Mühendislik yapı çeliğinin iyi kaynaklanabilirliğe sahip olması gerekir. HSLA çeliği düşük karbon içeriğine ve düşük alaşım element içeriğine, iyi plastisiteye sahiptir ve kaynak bölgesinde su verme yapısı ve çatlağı üretmek kolay değildir ve Ti, Nb, V'nin eklenmesi can ayrıca kaynak bölgesinde tane büyümesini engeller, bu nedenle çeliğin çoğu iyi kaynak performansına sahiptir ve kaynaktan sonra genellikle ısıl işleme gerek yoktur. Çoğu mühendislik yapısı, atmosferik veya Deniz ortamlarında kullanılır. Düşük alaşımlı yüksek mukavemetli çeliğe az miktarda Cu, Ni, Cr, P ve diğer elementlerin eklenmesi, atmosferik, deniz suyu ve toprak korozyonuna direnme yeteneğini etkili bir şekilde artırabilir. Örneğin, %0.2-0.5 bakır, %0.05-0.1 fosfor ve alüminyum, çeliğin korozyon direncini önemli ölçüde artırabilir ve aynı anda bakır ve fosfor eklemenin etkisi en iyisidir.

HSLA çeliği uçak uygulamalarında ne zaman kullanılır?

AISI 4340, düşük alaşımlı ultra yüksek mukavemetli çeliğin en eski ve tipik kalitesidir. Amerika Birleşik Devletleri, çeliğin çekme mukavemetini 4340 ~ 1940MPa'ya çıkarmak için tavlama sıcaklığını düşürerek 1600'ların ortalarından itibaren 1900 çelik geliştirmeye başladı. 1955 yılında F-4340 uçaklarının iniş takımlarında çelik 104 kullanılmaya başlandı. çekme mukavemeti AISI 4130, 4140, 4330 veya 4340 çeliğin düşük sıcaklıkta su verme ve tavlama ile işlenmesi 1500MPa'yı geçebilir ve çentik darbe tokluğu yüksektir.

Düşük alaşımlı ultra yüksek mukavemetli çeliğin temperleme kırılganlığını sınırlamak için, 300M çelik, International Nickel Corporation tarafından 1952'de geliştirildi. Temperleme sıcaklığını (1~2℃) artırmak için çeliğe %260~315 silikon eklendi. ) ve martenzitin tavlama kırılganlığını bastırmak. 300M çelik, 1966'dan beri uçakların iniş takımlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. F-15, F-16, DC-10 ve MD-11 gibi askeri savaş uçaklarının tamamı 300M çelik kullanır. Ayrıca Boeing 747 ve diğer sivil uçakların iniş takımları ve Boeing 767 uçaklarının kanat yaka ve çıta borularında da 300M çelik kullanılmaktadır.

4340 ve 300M çelikler gibi düşük alaşımlı ultra yüksek mukavemetli çelikler yüksek mukavemete sahip olsalar da, kırılma toklukları ve stres korozyon direnci zayıftır ve bu da uçaktaki uygulamalarını sınırlar. AISI 6'a dayanan D4340AC çeliği, füze motor gövdelerinde ve uçak yapılarında yaygın olarak kullanılmaktadır. 1970'lerin ortalarında, D6AC yavaş yavaş diğer alaşımlı yapısal çeliklerin yerini aldı ve katı roket motoru gövdeleri, iniş takımları ve kanat milleri için özel çelik haline geldi.