超高強(qiáng)度鋼是在合金結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種高強(qiáng)度、高韌性合金鋼,目前已被航空、航天部門廣泛采用,是制造國(guó)防尖端武器的關(guān)鍵材料。如用于制作飛機(jī)的起落架,可以承受飛機(jī)的全部重量和起落時(shí)的振動(dòng)與沖擊載荷;用于制作固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體,保證了極高的穩(wěn)定性和可靠性;用于制作新型戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的侵徹彈彈體,可以高達(dá)700～900m/ s 的速度撞擊混凝土目標(biāo),并穿入至一定深度后才爆炸,從而達(dá)到破壞敵方機(jī)場(chǎng)跑道,摧毀敵方地下設(shè)施,遏制敵方戰(zhàn)斗力的效果。

1、我國(guó)超高強(qiáng)度鋼的現(xiàn)狀我國(guó)超高強(qiáng)度鋼的發(fā)展是隨著國(guó)防建設(shè)的需要而逐步發(fā)展起來(lái)的。從50 年代末研制第一個(gè)超高強(qiáng)度鋼32SiMnMoV 鋼(32 鋼) 到現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)了50 多年,大體上經(jīng)歷了兩個(gè)階段,即:從50 年代末到70 年代末的第一階段,是我國(guó)超高強(qiáng)度鋼的創(chuàng)業(yè)和發(fā)展階段。在這一階段,主要是仿制、消化和發(fā)展前蘇聯(lián)武器用鋼的牌號(hào),在此基礎(chǔ)上結(jié)合我國(guó)資源,研制了不含鎳、鉻的低合金超高強(qiáng)度鋼, 如32SiMnMoV 鋼( 32 鋼) 、40SiMnCrMoVRE 鋼(406) 、37SiMnCrNiMo 鋼等,質(zhì)量達(dá)到前蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)要求及產(chǎn)品實(shí)物水平,并已用于制造飛機(jī)起落架和固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體等重要部件。從80 年代至今的第二階段,是我國(guó)超高強(qiáng)度鋼的提高階段。由于采用真空冶煉等先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和技術(shù),提高了鋼的純潔度,均勻性等綜合性能,先后研制成功40CrNi2Si2MoVA , 45CrNiMo1VA , 18Ni 馬氏體時(shí)效鋼和9Ni - 4Co 型高斷裂韌性超高強(qiáng)度鋼等,并能嚴(yán)格按照歐美體系的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試制和生產(chǎn),保證了新型武器裝備的需求。經(jīng)過(guò)這一階段的工作使我國(guó)超高強(qiáng)度鋼的生產(chǎn)工藝和質(zhì)量水平上了一個(gè)新臺(tái)階,接近或基本達(dá)到西方發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。

2、我國(guó)超高強(qiáng)度鋼標(biāo)準(zhǔn)存在的問(wèn)題通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)超高強(qiáng)度鋼標(biāo)準(zhǔn)的分析,可以看出目前國(guó)內(nèi)在超高強(qiáng)度鋼標(biāo)準(zhǔn)通用化、系列化方面存在以下主要問(wèn)題:2. 1 沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系根據(jù)國(guó)內(nèi)外超高強(qiáng)度鋼發(fā)展情況看,超高強(qiáng)度鋼標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)成為一個(gè)較為完整的通用化、系列化的標(biāo)準(zhǔn)體系。但從我國(guó)目前現(xiàn)有的超高強(qiáng)度鋼標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看,全部為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),而且牌號(hào)以低合金超高強(qiáng)度鋼為主。雖然在部分應(yīng)用領(lǐng)域形成了系列化并且正朝著通用化的方向發(fā)展,但從整個(gè)超高強(qiáng)度鋼體系來(lái)看還很不完善,特別是缺少一些通用標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)及與產(chǎn)品配套的檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)等。2. 2 材料納標(biāo)滯后材料研制工作與標(biāo)準(zhǔn)化工作脫節(jié),這是造成納標(biāo)滯后的主要原因。長(zhǎng)期以來(lái),由于管理體制和運(yùn)行機(jī)制等方面的原因,標(biāo)準(zhǔn)化工作難以介入從立項(xiàng)到產(chǎn)業(yè)化的全過(guò)程,而常常是待研究成果已產(chǎn)業(yè)化后,先有一定規(guī)模的產(chǎn)品才開始進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作。這樣不僅標(biāo)準(zhǔn)制定周期長(zhǎng),耗費(fèi)資金多,而且導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)滯后。目前雖然已有一些主要牌號(hào)制定了國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn),但大部分牌號(hào)還處于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)協(xié)議階段,列入國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)的較少,如G99、G50 等,對(duì)于超高強(qiáng)度鋼規(guī)范生產(chǎn)、推廣使用極為不利。因?yàn)樵O(shè)計(jì)者認(rèn)為沒上標(biāo)準(zhǔn)的材料,是不成熟的,選材就有一定危險(xiǎn),一般不會(huì)選用這種材料。影響新材料推廣使用的原因主要有兩點(diǎn):一是軍工材料加工難度大,訂貨量小,在研制使用過(guò)程中,指標(biāo)要求高,轉(zhuǎn)為工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)合格率較低,導(dǎo)致生產(chǎn)廠對(duì)納標(biāo)沒有積極性的原因;二是相應(yīng)配套試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的研究、制定不及時(shí)及科研和生產(chǎn)的各個(gè)管理環(huán)節(jié)上存在一些不利因素影響新材料的推廣應(yīng)用。2. 3 牌號(hào)命名不規(guī)范在超高強(qiáng)度鋼研制和生產(chǎn)過(guò)程中,由于標(biāo)準(zhǔn)化工作沒有進(jìn)入材料研制階段,造成命名比較混亂。有的牌號(hào)是企業(yè)命名,如F175 (20Ni9Co5MoCr1V) 是撫順鋼廠牌號(hào); 有的牌號(hào)仍按引進(jìn)牌號(hào), 如AF1410、Aer2met100 等;有的牌號(hào)又是課題組命名,如G99、G50 (G代表高強(qiáng)鋼、高韌鋼,數(shù)字代表Ni 和Co 的含量) 等。牌號(hào)的混亂不利于超高強(qiáng)度鋼的正式納標(biāo)和推廣使用。2. 4 基本要求不夠通用化、規(guī)范化在已有的超高強(qiáng)度鋼產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中基本要求不夠通用化、規(guī)范化,各類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的基本要求缺少統(tǒng)一規(guī)定,編寫不夠規(guī)范不利于標(biāo)準(zhǔn)的推廣執(zhí)行。

3、超高強(qiáng)度鋼的發(fā)展針對(duì)以上問(wèn)題,為保證我國(guó)超高強(qiáng)度鋼的規(guī)范發(fā)展,提出實(shí)施超高強(qiáng)度鋼標(biāo)準(zhǔn)通用化、系列化建議方案如下:3. 1 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)形成統(tǒng)一體系參考國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)情況并結(jié)合我國(guó)實(shí)際,超高強(qiáng)度鋼標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)形成一個(gè)具有我國(guó)特色的統(tǒng)一體系,這對(duì)今后超高強(qiáng)度鋼標(biāo)準(zhǔn)的完善,并推動(dòng)超高強(qiáng)度鋼的研制、使用會(huì)起到關(guān)鍵作用。因此按照軍標(biāo)體系編制的要求,編制一個(gè)既能充分反映我國(guó)超高強(qiáng)度鋼發(fā)展水平和需求,又先進(jìn)、科學(xué)、合理的標(biāo)準(zhǔn)體系表,是今后超高強(qiáng)度鋼標(biāo)準(zhǔn)制(修) 訂的基礎(chǔ)。3. 2 新材料及時(shí)納標(biāo)做好超高強(qiáng)度鋼新材料及時(shí)納標(biāo)工作,將有利于超高強(qiáng)度鋼規(guī)范生產(chǎn)及推廣使用,具體包括:①有關(guān)管理部門應(yīng)正確處理好新材料研制過(guò)程中材料的研制工作與標(biāo)準(zhǔn)化工作之間的關(guān)系,使標(biāo)準(zhǔn)化工作真正成為新材料整個(gè)研制工作的一個(gè)組成部分。與此同時(shí),產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員和材料科研人員應(yīng)提高標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí);標(biāo)準(zhǔn)化人員要深入產(chǎn)品和材料研制過(guò)程中,為科研和生產(chǎn)各方面提供標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)。②完善超高強(qiáng)度鋼新材料納標(biāo)程序超高強(qiáng)度鋼新材料的納標(biāo)工作不是獨(dú)立于材料研制過(guò)程以外的一項(xiàng)工作,而應(yīng)自始至終貫穿于超高強(qiáng)度鋼新材料研制的整個(gè)過(guò)程,成為材料研制工作的一個(gè)組成部分。因此,建議采用下列程序:a) 超高強(qiáng)度鋼新材料研制項(xiàng)目立項(xiàng)后,研制單位向其標(biāo)準(zhǔn)化主管部門提出新材料納標(biāo)的備案申請(qǐng)。b) 標(biāo)準(zhǔn)化主管部門對(duì)正在研制的超高強(qiáng)度鋼新材料進(jìn)行備案,備案內(nèi)容包括:新材料的成分、品種、規(guī)格、分類及名稱,國(guó)外相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)(若有) ,國(guó)內(nèi)不同品種或規(guī)格的同種材料標(biāo)準(zhǔn)(若有) ,國(guó)內(nèi)相近材料的標(biāo)準(zhǔn)。c) 標(biāo)準(zhǔn)化主管部門根據(jù)國(guó)內(nèi)有關(guān)材料命名規(guī)則,對(duì)超高強(qiáng)度鋼新材料統(tǒng)一命名。d) 研制單位的研制人員根據(jù)研制結(jié)果,提出超高強(qiáng)度鋼新材料標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別的建議和標(biāo)準(zhǔn)草案初稿。e) 研制單位的標(biāo)準(zhǔn)化人員根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化有關(guān)規(guī)定及有關(guān)成批生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)超高強(qiáng)度鋼新材料標(biāo)準(zhǔn)提出意見和建議。f) 研制人員根據(jù)反饋意見補(bǔ)充、修改超高強(qiáng)度鋼新材料的標(biāo)準(zhǔn)草案初稿,形成標(biāo)準(zhǔn)草案征求意見稿。g) 征求生產(chǎn)部門和用戶的意見,補(bǔ)充、修改標(biāo)準(zhǔn)草案征求意見稿,形成標(biāo)準(zhǔn)草案送審稿,作為鑒定文件的內(nèi)容之一,提交審查鑒定。h) 由生產(chǎn)方的研制人員、生產(chǎn)管理技術(shù)人員、標(biāo)準(zhǔn)化人員和使用方的設(shè)計(jì)人員、材料采購(gòu)人員、檢驗(yàn)人員、標(biāo)準(zhǔn)化人員及標(biāo)準(zhǔn)化主管部門的人員組成的專家組對(duì)新材料的標(biāo)準(zhǔn)送審稿進(jìn)行審查。審查通過(guò)后,標(biāo)準(zhǔn)化主管部門應(yīng)對(duì)新材料的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行備案,并按新材料的正式名稱對(duì)其進(jìn)行注冊(cè)登記。3. 3 牌號(hào)命名規(guī)范針對(duì)我國(guó)超高強(qiáng)度鋼牌號(hào)多為引進(jìn)牌號(hào),目前使用比較混亂的問(wèn)題,建議按照我國(guó)牌號(hào)的命名方法,加以統(tǒng)一,并指定專門的機(jī)構(gòu)在使用之前加以注冊(cè)登記,在最初使用階段,為識(shí)別方便可以加代號(hào)加以補(bǔ)充說(shuō)明,這將有利于產(chǎn)品的推廣使用。對(duì)于在國(guó)內(nèi)外較通用的、用途較廣泛的超高強(qiáng)度鋼牌號(hào),應(yīng)盡量推廣使用,在通用標(biāo)準(zhǔn)中納入。3. 4 基本要求通用化為了加強(qiáng)超高強(qiáng)度鋼產(chǎn)品的質(zhì)量管理,提高標(biāo)準(zhǔn)的通用化程度,適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要,超高強(qiáng)度鋼產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的基本要求一定要通用化。為了達(dá)到通用化的目的,最好的辦法是制定一個(gè)超高強(qiáng)度鋼標(biāo)準(zhǔn)的“通用規(guī)范”,即制定“超高強(qiáng)度鋼產(chǎn)品檢驗(yàn)交貨一般要求”國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)。3. 5 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一冶金、航空、航天等部門要統(tǒng)一認(rèn)識(shí),相互協(xié)調(diào)、分工負(fù)責(zé)。規(guī)范超高強(qiáng)度鋼行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定原則,協(xié)調(diào)規(guī)范超高強(qiáng)度鋼行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),形成冶金、航空、航天等部門超高強(qiáng)度鋼行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一體系。(1) 試樣的表面要平坦光滑,無(wú)氧化皮及外來(lái)污物,試樣表面粗糙度應(yīng)滿足測(cè)量要求。(2) 試樣應(yīng)具有一定的厚度。(3) 試樣的支撐要正確。

4、結(jié)論在以上六種硬度試驗(yàn)方法中,應(yīng)用較多的當(dāng)屬布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。測(cè)量試樣的硬度時(shí),應(yīng)根據(jù)試樣的大小、厚薄、軟硬來(lái)選擇合適的試驗(yàn)方法,獲得準(zhǔn)確的硬度值,滿足檢驗(yàn)的需要。

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