Nội dung
AerMet 100 Steel AMS 6532 | UNS K92580: Tính chất, Quy trình
- John
Trong số các loại thép hiệu suất cao, ít có vật liệu nào đạt được sự cân bằng giữa sức mạnh thô và kỹ thuật chính xác như Thép AerMet® 100.
Bài viết này đi sâu vào khoa học, ứng dụng và những ưu điểm độc đáo của thép AerMet 100, đồng thời tiết lộ lý do tại sao loại thép này vượt trội hơn các hợp kim thông thường trong môi trường chịu ứng suất cao.
Thép AerMet 100 là gì?
Thép AerMet 100 là hợp kim có độ bền cực cao được thiết kế để chịu ứng suất cơ học cực lớn. Thành phần coban, niken, crom, molypden và carbon của nó tạo ra một cấu trúc vi mô bền bỉ, hoạt động tốt dưới tải trọng động. Hợp kim này có độ cứng, độ bền kéo và độ bền gãy tuyệt vời. Nó cũng giữ được độ dẻo và chống nứt do ăn mòn ứng suất. Với hiệu suất đáng tin cậy lên đến 800°F (427°C), AerMet 100 được sử dụng trong bánh đáp hàng không vũ trụ, hệ thống áo giáp và các thành phần truyền động quan trọng. Hợp kim này không yêu cầu phải gia nhiệt trước khi hàn nhưng cần được bảo vệ trong điều kiện ẩm ướt do khả năng chống ăn mòn hạn chế.
- Hàng không là nhãn hiệu đã đăng ký của Công ty công nghệ thợ mộc.
Thông số kỹ thuật thép AerMet 100
Thép AerMet 100 đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của ngành, đảm bảo tính tuân thủ và độ tin cậy.
- AMS 6478
- AMS 6532
- McDonnell Douglas MMS 217
- MIL HDBK-5
Cấp độ tương đương của thép AerMet 100:
- UNS K92580
Thành phần hóa học của thép AerMet 100
| Yếu tố | Nội dung |
| Cacbon (C) | 0.21~0.25 |
| Silic (Si) | ≤0,15 |
| Mangan (Mn) | ≤0,10 |
| Phốt pho (P) | ≤0,008 |
| Lưu huỳnh (S) | ≤0,005 |
| Crom (Cr) | 2.9~3.3 |
| Niken (Ni) | 11~12 |
| Molipđen (Mo) | 1.1~1.3 |
| Nitơ (N) | ≤0,0015 |
| Titan (Ti) | ≤0,015 |
| Coban (Co) | 13~14 |
| Nhôm (Al) | ≤0,015 |
| Oxy (O) | ≤0,002 |
Tính chất cơ học của thép AerMet 100 (Sau khi xử lý nhiệt)
| Tài sản | Giá trị theo chiều dọc | Giá trị ngang |
| Giới hạn chảy (độ lệch 0,2%) | 1720 MPa (250 ksi) | 1720 MPa (250 ksi) |
| Độ bền kéo | 1960 MPa (285 ksi) | 1960 MPa (285 ksi) |
| Độ giãn dài (%) | 14% | 13% |
| Giảm Diện Tích (%) | 65% | 55% |
| Charpy V-Notch Impact Energy | 41 J (30 ft-lb) | 34 J (25 ft-lb) |
| Độ bền gãy (K IC ) | 126 MPa√m (115 ksi√in) | 110 MPa√m (100 ksi√in) |
Tính chất liên quan đến nhiệt độ
- Hiệu suất nhiệt độ cao
AerMet 100 duy trì độ ổn định lên đến 427°C (800°F), nhưng độ bền kéo của nó giảm dần khi nhiệt độ tăng. Ví dụ, ở 260°C (500°F), độ bền kéo xấp xỉ 1650 MPa (240 ksi).
- Độ bền va đập ở nhiệt độ thấp
Ngay cả ở nhiệt độ -73°C (-100°F), AerMet 100 vẫn giữ được năng lượng va đập cao, khoảng 41 J (30 ft-lb), chứng tỏ độ bền tuyệt vời ở nhiệt độ thấp.
Tính chất vật lý của thép AerMet 100
| Tài sản | Giá trị số liệu | Giá trị Đế quốc |
| Tỉ trọng | 7,89 g/cm³ | 0,285 lb/in³ |
| Mô đun đàn hồi | 194,5 GPa | 28,2×10³ ksi |
| Điện trở suất (21°C/70°F) | – | 259 ohm-cir-mil/ft |
| Nhiệt độ tới hạn (AC₁/AC₃) | 574°C / 829°C | 1065°F / 1525°F |
| Hệ số giãn nở nhiệt (315,56°C/600°F) | 10,82×10⁻⁶ m/m/°C (Ủ) | 6,01×10⁻⁶ in/in/°F (Đã ủ) |
| 10,94×10⁻⁶ m/m/°C (Đã xử lý nhiệt) | 6,08×10⁻⁶ in/in/°F (Đã xử lý nhiệt) |
Thông số kỹ thuật sản phẩm thép AerMet 100
| Mẫu sản phẩm | Kích thước | Đơn vị mét | Đơn vị Đế quốc |
| Thanh tròn | Đường kính | 12,7mm ~ 305mm | 0,5 trong ~ 12 trong |
| Đĩa | Độ dày | 6,35mm ~ 101,6mm | 0,25 trong ~ 4 trong |
| Chiều rộng | 101,6mm ~ 1219mm | 4 trong ~ 48 trong | |
| Chiều dài | 305mm ~ 6096mm | 12 trong ~ 240 trong | |
| Tờ giấy | Độ dày | 6,35mm ~ 19,05mm | 0,25 trong ~ 0,75 trong |
| Chiều rộng | 101,6mm ~ 1219mm | 4 trong ~ 48 trong | |
| Chiều dài | 305mm ~ 6096mm | 12 trong ~ 240 trong |
Ứng dụng thép AerMet 100
- Hàng không vũ trụ: Bánh đáp, trục động cơ phản lực
- Phòng thủ: Giáp, thành phần đạn đạo
- Năng lượng: Trục truyền động
- Công nghiệp: Ống kết cấu
- Vận tải: Các thành viên cấu trúc
Thép AerMet 100 Xử lý nhiệt
Tổng quan các bước chính
| Sân khấu | Các thông số chính | Mục đích |
| Giải pháp điều trị | 885°C ±14°C trong 1 giờ (1625°F ±25°F) | Hòa tan cacbua, đồng nhất cấu trúc vi mô. |
| Làm nguội | Làm mát bằng không khí/dầu đến 66°C (150°F) trong vòng 1–2 giờ | Khóa trong cấu trúc martensitic. |
| Điều trị lạnh | -73°C trong 1 giờ (-100°F) | Tăng độ dẻo dai bằng cách giảm austenit giữ lại. |
| Lão hóa | 482°C ±6°C trong 5 giờ (900°F ±10°F) | Kết tủa các pha thứ cấp để tối ưu hóa độ bền và độ dẻo. |
1. Chuẩn hóa
Thép AerMet 100 được chuẩn hóa bằng cách nung nóng nó đến 1650°F (899°C) vì một giờ, sau đó để nguội bằng không khí đến nhiệt độ phòng. Điều này giúp khôi phục các đặc tính ở những khu vực bị ảnh hưởng bởi quá trình rèn. Để gia công tốt hơn, Ủ trong 16 giờ ở nhiệt độ 1250°F (677°C) được khuyến nghị sau khi chuẩn hóa.
2. Xử lý bằng dung dịch
AerMet 100 trải qua quá trình xử lý dung dịch bằng cách đun nóng nó đến 1625°F ±25°F (885°C ±14°C) vì 1 giờ trong môi trường trung tính (chân không, tắm muối hoặc khí trơ) để ngăn ngừa quá trình khử cacbon. Sau khi nung nóng, hợp kim được làm mát bằng không khí để 150°F (66°C) ở trong 1–2 giờ. Các phần dày hơn (>2″ đường kính hoặc tấm dày 1″) phải được tôi dầu để đáp ứng mục tiêu làm mát. Quá trình này hòa tan các cacbua và chuẩn bị vật liệu để chuyển đổi thành martensitic.
3. Xử lý lạnh (làm lạnh bằng nhiệt độ thấp)
Sau khi xử lý dung dịch, AerMet 100 phải được làm mát đến -100°F (-73°C) vì ít nhất một giờBước này đảm bảo quá trình chuyển đổi martensitic hoàn toàn và loại bỏ austenit còn lại, tăng cường độ dẻo dai. Nếu bỏ qua, độ dẻo dai sẽ giảm đi khoảng 15%. Bỏ qua điều trị lạnh đòi hỏi lão hóa kép ở 900°F (482°C) vì 5 giờ hai lần để bù lại độ dẻo dai bị mất đi.
4. Xử lý lão hóa (Làm cứng bằng kết tủa)
Quá trình lão hóa liên quan đến việc làm nóng AerMet 100 đến 900°F ±10°F (482°C ±6°C) vì 5 giờ, tiếp theo là làm mát bằng không khí. Quá trình này tạo ra các chất kết tủa mịn làm tăng độ bền trong khi vẫn duy trì độ dẻo. Điều chỉnh nhiệt độ lão hóa có thể thay đổi tùy theo yêu cầu:
- Tại 875°F (468°C) vì 5 giờ, độ cứng đạt tới 54,5–55,5 HRCnhưng độ dẻo dai giảm đi.
- Tại 925°F (496°C) vì 5 giờ, độ cứng giảm xuống 51,0–52,5 HRC, cải thiện độ dẻo dai.
5. Ủ
Để làm mềm vật liệu để gia công hoặc phục hồi sau khi rèn, AerMet 100 có thể được ủ ở 1250°F (677°C) vì 16 giờ. Điều này tạo ra độ cứng của ≤40HRC, giúp việc gia công dễ dàng hơn.
6. Làm thẳng
AerMet 100 có những thay đổi kích thước tối thiểu trong quá trình xử lý nhiệt. Tuy nhiên, một số bộ phận có thể cần được nắn thẳng cơ học để khắc phục tình trạng biến dạng. Việc nắn thẳng nên được thực hiện sau khi lão hóa nhưng trước khi gia công cuối cùng. Để đảm bảo kết quả tối ưu, hãy thực hiện giảm căng thẳng ở nhiệt độ thấp Tại 350–400°F (177–204°C) vì 5 giờ trước khi duỗi thẳng.
Rủi ro khử cacbon
AerMet 100 dễ bị khử cacbon, xảy ra khi cacbon bị mất khỏi bề mặt trong quá trình xử lý nhiệt. Để giảm thiểu rủi ro này, xử lý nhiệt nên được thực hiện trong lò nung khí quyển trung tính, bồn muối hoặc chân không. Có thể phát hiện khử cacbon bằng cách so sánh độ cứng bề mặt và lõi, đảm bảo sự khác biệt (ΔHRC) không vượt quá 2.
Những cân nhắc sau khi xử lý
Sau khi gia công, một giảm căng thẳng Tại 800°F (427°C) vì 1–3 giờ có thể được áp dụng để giảm ứng suất dư mà không làm giảm độ bền. Bước này giúp cải thiện hiệu suất của vật liệu trong các ứng dụng cuối cùng.
Xử lý thép AerMet 100
Rèn
Thép AerMet 100 phải được rèn ở nhiệt độ ban đầu là ≤2250°F (1232°C), với nhiệt độ rèn cuối cùng là ≤1650°F (899°C). Sau khi rèn, vật liệu phải trải qua quá trình ủ và chuẩn hóa để phục hồi các đặc tính của nó và đảm bảo hiệu suất tối ưu trong quá trình xử lý tiếp theo.
Gia công
AerMet 100 khó gia công hơn thép 4340 Tại HRC38. Để đạt được kết quả tốt nhất, nên sử dụng dụng cụ cacbua. Tốc độ cắt nên nằm trong khoảng từ 280 đến 350 SFM. Sau khi gia công thô, điều cần thiết là phải thực hiện giảm căng thẳng Tại 800°F (427°C) vì 1–3 giờ để giảm ứng suất dư và cải thiện độ ổn định của vật liệu cho quá trình gia công tiếp theo.
Nguồn thép AerMet 100 được chứng nhận
Tại SteelPro Group, chúng tôi chuyên cung cấp AerMet 100 cấp hàng không vũ trụ đáp ứng các chứng nhận quốc phòng toàn cầu, đảm bảo mọi lô hàng đều phù hợp với các yêu cầu khắt khe. Chuỗi cung ứng của chúng tôi được tích hợp hoàn toàn, cho phép truy xuất nguồn gốc hoàn toàn từ nguyên liệu thô đến thành phẩm.
Đừng để giới hạn vật liệu ảnh hưởng đến dự án của bạn. Làm việc với SteelPro Group để tìm nguồn AerMet 100—nhất quán và sẵn sàng hoạt động.
