Высокопрочные стали

Они имеют предел прочности σ_В = 150 – 200 кг/мм²(1500-2000 МПА), при δ = 8 – 6% и а_n=3 – 15кгм/см², КС=30–150 кДж/м. К высокопрочным сталям относятся:

а) среднеуглеродистые комплексно – легированные стали (С = 0,3 – 0,5%; Cr =1 – 3%; Ni = 2 – 4%, Mo и V = 0,1 – 0,5%; Co= 0,2 –0,5; S ≤0,010%; P ≤ 0,010%, а сумма S и P≤0,020%;

б) мартенситно стареющие стали 03Н18К9М5Т, Н12К15М10 Н10Х11М2Т;

в) метастабильные аустенитные стали (трипстали) типа 30Х9Н8М4Г2С2А, 25Н25М4Г4А и др.

Среднеуглеродистые стали используются для ответственных деталей в танко–, самолето–, автостроении. Термомеханическая обработка аустенита и закалка (ТМО) обеспечивает сталям типа 0Х2Н3МФА, 40ХН2МА, 30ХГСН2А и др. высокую прочность (σ_В=200 – 280кгс/мм²).

Мартенситно – стареющие стали (МССт) по прочности превосходят среднеуглеродистые стали. МССт – это сплавы, содержащие меньше 0,03% С с 8 – 25% Ni и дополнительно легированные Co, Mo, Ti, Al, Cr и др. элементами. Железоникелиевый мартенсит при закалке имеет σ_В = 100 – 120кг/мм², δ = 18–20%, Ψ = 75 – 85%, а_n= 20 – 25 кгм/см². Затем происходит упрочнение в процессе отпуска (старения) за счет выпадения мелкодисперсных фаз (NiTi, Ni₃Ti, NiAl, (Ni,Fe)Al, Fe₂Mo и других интерметаллидных включений). МССт обладают высокой конструктивной прочностью в интервале температур от минус 250°С до плюс 500°С и рекомендуются для изготовления некоторых деталей ракет, стволов и стрелкового оружия, гидрокрыльев, корпусов подводных лодок, батискафов, деталей криогенных сосудов, зубчатых колес, червяков высоконагруженных дисков турбомашин и т.д.

Метастабильные аустенитные стали закаливаются для получения устойчивого аустенита, затем при 450 - 600°С подвергают обработке давлением с обжатием до 50 – 80%. Аустенит становится метастабильным и претерпевает мартенситное превращение. В результате достигается σ_в = 180 – 200 кг/мм² , δ = 20 – 100% , при отличной трещиноустойчивости. Из этой стали изготавливают проволоку, сверхпрочные канаты (тросы), высоконагруженные детали.